《供用电设备教学资料 第2章 互感器.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《供用电设备教学资料 第2章 互感器.ppt（60页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、电流互感器复习要点,1、互感器 电力系统中一次系统和二次系统之间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。 2、 LB-110GYW2 表示带有保护级的油浸式（代表字母省略）、110kV、适用于高原地区，也适用于级污秽地区的电流互感器。,3、使用注意事项,1）电流互感器的二次侧在使用时绝对不可开路。使用过程中拆卸仪表或继电器时，应事先将二次侧短路。安装时，接线应可靠，不允许二次侧安装熔丝； 2）二次侧必须有一端接地。防止一、二次侧绝缘损坏，高压窜入二次侧，危及人身和设备安全； 3）接线时要注意极性。电流互感器一、二次侧的极性端子，都用
2、字母表明极性。 4）一次侧串接在线路中，二次侧的继电器或测量仪表串接。,第二节 电压互感器,一、电压互感器的分类及型号 1. 电压互感器的分类 电压互感器的工作原理同小型双绕组降压变压器相同，通常可按以下几种方法分类。 （1）按相数分：单相和三相。 三相电压互感器只有10kV，为油浸绝缘，现已被浇注绝缘单相互感器代替。,（2）按绕组数分：可分为双绕组、三绕组或四绕组。 需要将二次绕组分开，一个专门用于接测量仪表，另一个专门用于接保护继电器时用三绕组。 为满足用户需要，一些新型的四绕组电压互感器已得到应用。 （3）按绝缘介质分： 油绝缘，多在35kV采用； 浇注绝缘，多在10kV采用； 一般干式
3、，多在380V采用； 气体绝缘，多用于高压产品。,干式绝缘电压互感器,（4）按装置种类分：户内式和户外式。 220kV多为户内式， 35kV多为户外式。 （5）按结构原理分：电磁式和电容式。 电磁式又可分为单级式和串级式。 在我国，35kV均用单级式，63kV为串级式；在110220kV范围内，串级式和电容式都有采用， 近年来，电磁式单级结构也得到发展；330kV只生产电容式。,电容式电压互感器,电磁式电压互感器,2. 电压互感器型号 电压互感器的型号以汉语拼音字母表示，由两部分组成，第一部分包括产品型号符号和设计序号，所用符号含义见表2-4。 短横线后为电压等级（kV），最后为特殊使用环境代
4、号及字母，与电流互感器相同。,例：JDZ6-10： 表示第6次改型设计、浇注绝缘、单相、10kV电压互感器。 JDX-110GY： 表示单相、油浸绝缘、带剩余电压绕组、110kV、适用于高原地区的电压互感器。,3. 电压互感器的性能参数 （1）额定一次电压 作为电压互感器性能基准的一次电压值。 供三相系统相间联接的单相电压互感器，其额定一次电压应为国家标准额定线电压。 对于接在三相系统相与地间的单相电压互感器，其额定一次电压应为上述值的 ，即相电压。,（2）额定二次电压 额定二次电压是按互感器使用场合的实际情况来选择，作为接到单相系统的单相互感器或接到三相系统线间的单相互感器以及作为三相互感器
5、的标准值为100V。 供三相系统中相与地之间用的单相互感器，当其额定一次电压为某一数值除以 时，额定二次电压必须除以 ，以保持额定电压比不变。,（3）额定电压比 额定一次电压与额定二次电压之比。 （4）负荷 电压互感器二次回路的阻抗。 （5）额定负荷 确定互感器准确级所依据的负荷值。 负荷通常以视在功率的伏安值表示。额定二次负荷的标准值最小为10VA，最大为500VA，共有13个标推值，负荷的功率因数为0.8（滞后）。 （6）额定电压因数 互感器在规定时间内仍能满足热性能和准确级要求的最高一次电压与额定一次电压的比值。,二、电压互感器的接线及工作特点 1. 电压互感器的原理接线 电压互感器的原
6、理接线如图2-16所示。一次绕组并联在一次电路中，而二次绕组与测量仪表或继电器电压线圈并联。,2. 电压互感器的工作特点 电压互感器的工作原理与变压器相同，主要特点在于：一次绕组匝数较多，并联在被测电路中，不受互感器二次侧负荷的影响，并且在大多数情况下，其负荷是恒定的。二次绕组匝数较少，接在高阻抗的测量仪表上，有很准确的电压比。 根据测量的目的不同，一次绕组接被测量的高电压端，二次绕组接电压表、瓦特表或电度表的电压线圈，所接仪表的阻抗都很大。 因此电压互感器的二次绕组电流很小，即容量很小，通常只有几十到几百伏安，所以电压互感器正常运行时接近于空载运行。,与变压器相同，电压互感器的一次绕组与二次
7、绕组的电压之比同它们的匝数成正比，称为电压互感器的额定电压比，用Ku表示。通过适当配置电压互感器一、二次绕组的匝数，可以将不同的一次电压变换成较低的标准电压值，一般是100V或100 V，Ku已标准化。,3. 电压互感器的误差 1）电压误差和相位差 由于电压互感器存在励磁电流和内阻抗，使测量结果的大小和相位均有误差，通常用电压误差和相位差表示。 电压误差为,相位差u指互感器二次侧电压相量与一次电压相量的相角之差，以分为单位，并规定二次侧相量超前于一次侧相量时角误差为正，反之为负。,2）电压互感器的准确级 电压互感器应能准确地将一次电压变换为二次电压，才能保证测量精确和保护装置正确地动作，因此电
8、压互感器必须保证一定的准确度。 电压互感器的准确级就是指在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，负荷的功率因数为额定值时，电压误差的最大值。 测量用电压互感器的准确级有：0.1，0.2，0.5，l和3级； 保护用电压互感器的准确级规定有3P和6P两种。 各准确级的误差限值列于表2-5。,在电压互感器型号中提到的剩余电压绕组是指：接成三相组的单相电压互感器二次侧的一个绕组，用以接成开口角，以便在接地故障情况下产生一个剩余电压，即零序电压。 因此，以往也把这一绕组称为零序电压绕组，剩余电压绕组是翻译名词，习惯上把剩余电压叫做开口角电压。 剩余电压绕组的准确级的规定如下：,用于中性点有效接地系统的互感
9、器，其剩余电压绕组额定电压为100V，标准准确级为3P或6P； 用于中性点非有效接地系统的互感器，其剩余电压绕组额定电压为（1003）V，标准准确级为6P。 如果电压互感器的二次负荷超过规定值，则二次电压就会降低，其结果是不能保证准确级，使得测量误差增大。,三、电压互感器的结构简介 电压互感器的结构与变压器有很多相同之处，例如绕组、铁心结构等都是变压器中最简单的结构形式，这里不再多叙。只简单叙述下面几种电压互感器的一些结构特点。 1. 浇注式电压互感器结构 浇注式结构紧凑、维护简单，适用于335kV的户内产品，随着户外用树脂的发展，亦将逐渐在35kV户外产品上采用。,图2-17为10kV浇注式
10、单相电压互感器结构示意图。这种结构的一次绕组和各低压绕组，以及一次绕组出线端的两个套管均浇注成一个整体，然后再装配铁心。 这是一种常用的半浇注式（铁心外露式）结构，优点是浇注体比较简单，容易制造，缺点是结构不够紧凑，铁心外露会产生锈蚀，需要定期维护。 绕组和铁心均浇注成一体的叫全浇注式，其特点是结构紧凑，几乎不需维修，但是浇注体比较复杂，铁心缓冲层设置比较麻烦。,浇注式互感器的铁心一般用旁轭式，也有采用C形铁心的。 一次绕组为分段式，低压绕组为圆筒式；绕组同心排列，导线采用高强度漆包线。 层间和绕组间绝缘均用电缆纸或复合绝缘纸。 为了改善绕组在冲击电压作用时的起始电压分布，降低匝间和层间的冲击
11、强度，一次绕组首末端均设有静电屏。 一、二次绕组间的绝缘可采用环氧树脂筒、酚醛纸筒或经真空压力浸漆的电缆纸筒。 绕组对地绝缘都是树脂。由于树脂的绝缘强度很高，其厚度主要根据浇注工艺和机械强度确定。,同浇注绝缘电流互感器一样，在浇注绝缘电压互感器中也要在适当部位采取屏蔽措施，以提高其游离电压和表面闪络电压。 由于电压互感器绕组层数多，匝数多，内部气泡难以消除，而使局部放电难以达到标准要求，这就要求提高浇注工艺水平，改善产品质量。,2. 油浸式电压互感器结构 35kV户外装置油浸式电压互感器的结构与小型电力变压器很相似。 图2-18为35kV电压互感器外形。 图中2-18（a）是接地电压互感器，一
12、次绕组的A端接高电压，N端接地。所以只需一个高压套管。 图中2-18（b）是不接地电压互感器，一次绕组的两个出线端均接高电压，所以用两个高压套管。,这种产品还采用了适形油箱，用油量很少，贮油柜容积也很小，直接装在高压瓷套上。产品结构紧凑、尺寸小、重量轻，但适形油箱需要大型模具和设备制造。 一、二次绕组间用0.5mm厚的绝缘纸板卷成纸板筒构成绝缘硬纸筒，这样的结构比较紧凑，但要求干燥和浸油工艺过程中的真空度较高。,图 2-18所示的油箱式结构可在63kV的电压互感器中采用，但内绝缘结构比较特殊。 63kV的油箱式互感器的一次绕组集中在一个柱上，相对于串级式结构来说，这种结构称之为单级式结构。电压
13、高时，引线部分还要设置电容屏。 所以，对这种结构的操作要求和工艺要求要比串级式严格。,3. 串级式电压互感器结构 电压63kV的单相三绕组电压互感器，采用串级式结构可以缩小尺寸、减轻重量，而且制造工艺比较简单。 220kV串级式电压互感器内部结构示意图与原理接线图如图2-20所示。,在这种互感器中，四个同样的一次绕组分别套装在两个铁心的上、下心柱上，它们依次串联，A端接线路高电压，N端接地。 第一级一次绕组的末端与上铁心联接，故上铁心对地电压为 34U，而对第一级绕组的始端以及第二级绕组的末端的最大电压为14U。 第三级一次绕组的末端与下铁心联接，故下铁心对地电压为1/4U，而对第三级绕组的始
14、端和第四级绕组的末端（此处是接地的）的最大电压也是1/4U。,平衡绕组P靠紧铁心布置，与铁心等电位、耦合绕组L和第二级一次绕组至第三级一次绕组的联线等电位，布置在这两级一次绕组的外面。 二次绕组和剩余电压绕组都布置在最下级一次绕组的外面，这里的对地电压最低。 各个绕组这样布置大大减小了绕组与绕组之间，绕组与铁心之间的绝缘。 由于铁心带电，所以铁心与铁心之间，铁心与地之间都要有绝缘，整个器身须装在瓷箱内，瓷箱既起高压套管的作用，又是油容器，故又称为瓷箱式结构。,4. SF6气体绝缘电压互感器结构 SF6电压互感器有两种结构形式，一种是为GIS配套使用的组合式，另一种为独立式。 独立式主要是增加了
15、高压引出线部分，包括一次绕组高压引出线、高压瓷套及其夹持件等。,概述 JDQX-35系列电压互感器为三绕组、相对地户外式六氟化硫单相电压互感器，供带有自动切除对地故障装置的中性点非有效接地系统作电压、电能测量及继电保护用。 使用条件 1、环境温度：最高温度：+40 最低温度：-302、海拔：不超过1000米3、地震设防烈度：8度。4、风速：小于35m/s。5、大气条件：JDQX-35:I级轻污秽JDQX-35W1:级污秽JDQX-35W2:级重污秽JDQX-35W3:级特重污秽6、安装场所：户外。,SF6电压互感器的器身由一次绕组、二次绕组、剩余电压绕组和铁心组成，绕组层绝缘采用聚脂薄膜。 一
16、次绕组除在出线端有静电屏外，在超高压产品中，一次绕组的中部还设有中间屏蔽电极。 铁心内侧设有屏蔽电极以改善绕组与铁心间的电场。,5、电容式电压互感器,随着电力系统输电电压的提高，电磁式电压互感器的体积越来越大，成本随着增加。因此采用了电容式电压互感器。,电容式电压互感器由于结构简单、重量轻、体积小、占地少、成本低，且电压越高越显著。 另外，分压电容可兼作载波通信的耦合电容，因此广泛用于110500kV中性点直接接地系统。 电容式电压互感器的缺点是输出容量小，误差较大时暂态特性不如电磁式电压互感器。,精密标准电压互感器,本产品是针对基层供电及生产的实际需要而设计制造的自升压一体化组合式电压互感器
17、。本产品机构紧凑、体积小、重量轻、携带方便、操作简单、不需维护等优点。 本产品特别适合于现场使用，也可在实验室作为标准电压互感器和试验变压器使用。 本产品升压部分采用高磁导率的冷轧取向硅钢片卷成并经过热处理，内有独立的升压器和互感器，升压器采用磁屏蔽，升压器的高压输出与标准互感器一次电压绕组并经高压接线柱（A-X）作为升压输出，向被测互感器提供高压。面版上的（L-N）为0-220V输入，（a-x）为标准互感器的二次测量端子。,精密标准电压互感器,高低压间采用全绝缘结构，高压绕组采用特殊材料及无油绝缘有效工艺，彻底根除了油浸式互感器的缺点。 技术指标： 电压等级：6kV，10kV，35kV，11
18、0kV，220kV，330kV，500kV，750kV； 准确度等级：0.1级，0.05级，0.02级，0.01级,四、电压互感器的接线,电压互感器在三相系统中需要测量的电压有： 线电压、相电压和单相接地时出现的零序电压。 为了测量这些电压，电压互感器则有几种不同的接线方式，最常见的有以下几种接线方式。如图2-27所示。,（1）一台单相电压互感器接线，见图2-27（a）测量相对地电压，（b）测量相间电压。 （2）两台单相电压互感器接成VV形（不完全星形），见图2-27（c），接于三相三线制电路的各个线电压，广泛地应用在工业企业变配电所610kV中性点不接地电网中。 （3）三台单相三绕组电压互感
19、器接成YN，yn，d0或YN，y，d0形，见图2-27（d），广泛应用于3220kV系统，其二次绕组用于测量相间和相对地电压，辅助二次绕组接成开口三角形，供绝缘监测仪表和测量零序电压。 （4）电容式电压互感器接线（阻尼器的二次绕组未画），见图2-27（e）。,五、使用注意事项 在使用电压互感器时，应注意以下几点。 （1）电压互感器的二次侧在工作时不得短路。因为二次绕组匝数少、阻抗小，如发生短路，短路电流将很大，足以烧坏互感器，因此低压侧电路要串接熔断器作短路保护。 （2）电压互感器的铁心和二次绕组的一端必须可靠接地。以防止高压绕组绝缘被损坏时，高电压窜入二次侧，从而危及人身和设备的安全。 （3
20、）电压互感器在联接时，与电流互感器一样也应该注意其一、二次绕组接线端子上的极性。,（4）电压互感器的准确度等级与其使用的额定容量有关， 如JDG-0.5型电压互感器，其最大容量为200VA，输出不超过25 VA时准确度等级为0.5级； 输出40 VA以下为1.0级； 输出100VA以下为3.0级。 这是因为输出电流越大，电压误差越大的缘故。为了保证所接仪表的测量准确度等级，电压互感器的准确度等级比所接仪表的准确度等级要高两级。,电压互感器现场测试仪,本章小结,互感器是电力系统中联系一次和二次系统的元件，基本工作原理与变压器相同。 本章对互感器的分类、结构及部分运行问题进行了较详细的介绍，简介了部分新设备。,本章小结,电流互感器将大电流变成标准的小电流，特点是在近似短路状态下工作。电流互感器在运行中二次绕组绝对不得开路，互感器准确度要比所接仪表高两级。 电压互感器将高电压变为标准的低电压，特点是它的二次绕组近似在断路的状态下工作，二次绕组电流很小，所以其变压比很准确。,