互感器及其二次回路PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1互感器及其二次回路互感器及其二次回路第1頁/共55頁第2節(jié) 電流互感器二次回路第2頁/共55頁電壓互感器 TV VVY0Y0電壓互感器的工作原理工作原理相當(dāng)于空載變壓器，起電壓源的作用。變壓比為： 誤差：電壓誤差：角誤差：一次電壓與二次電壓的相位差。2121UUNNKU%100112UUUKfUu第3頁/共55頁電壓互感器的類型和型號1、類型：按絕緣冷卻方式分：干式、油式；按相數(shù)分：單相、三相；按裝置地點(diǎn)分：戶內(nèi)、戶外。常用的有：JDJ、JDZ、JDZX、JSJW第4頁/共55頁2、型號常用的有：JDJ、JDZ、JDZX、JSJWJDJ單相雙線圈油浸式的TV，戶內(nèi)常用JDJ-10，戶外

2、常用JDJ-35。JDZ單相雙線圈環(huán)氧樹脂半澆注絕緣的戶內(nèi)用TV。JDZX單相三線圈環(huán)氧樹脂半澆注絕緣的戶內(nèi)用TV。一個原線圈，兩個二次線圈，其中一個二次線圈為輔助的次級線圈（又稱為剩余電壓線圈）。不能單相運(yùn)行，三個JDZX型可代替一臺JSJW型TV。電壓互感器單相油浸式環(huán)氧樹脂半澆注絕緣第5頁/共55頁JSJW三相三線圈五鐵心柱油浸式電壓互感器，接線方式為： YO/YO/ 型。輔助的次級線圈結(jié)成開口三角形，用于監(jiān)視中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的線路絕緣情況，其每相電壓為100/3V， 正常運(yùn)行時，開口處電壓為0V； 當(dāng)系統(tǒng)一相接地時，開口處電壓大約100V，同時使繼電器動作發(fā)出信號。五鐵心柱第6頁/共5

3、5頁JDJ-6、10型電壓互感器為單相雙繞組、戶外油浸式產(chǎn)品，適用于交流50Hz，10kV及以下電路中,供電壓、電能和功率的測量以及繼電保護(hù)用。 JDZ-3、6、10(Q)型電壓互感器：適用于額定頻率50Hz，額定電壓為10kV及以下的電力系統(tǒng)中作電壓、電能測量及繼電保護(hù)之用。第7頁/共55頁JDZX -6、10型電壓互感器為單相三繞組、戶內(nèi)干式產(chǎn)品，適用于交流50Hz，10kV及以下電路中,供電壓、電能和功率的測量以及繼電保護(hù)用。不能單相運(yùn)行，三個JDZX型可代替一臺JSJW型TV。 JSJW-10型電壓互感器：適用于額定電壓為10kV及以下的電力系統(tǒng)中作電壓、電能測量及繼電保護(hù)之用。輔助的

4、次級線圈結(jié)成開口三角形，用于監(jiān)視中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的線路絕緣情況。第8頁/共55頁1、TV二次側(cè)不允許短路2、 TV二次側(cè)必須有一端接地（保護(hù)接地）3、連接時應(yīng)注意端子極性的連接正確 例如：一次繞組標(biāo)為A、X、B、Y、C、Z，二次繞組端子則分別標(biāo)為a.x.b.y.c.z., A與a 、B與b、X與x為同名端。二、電壓互感器使用注意事項(xiàng)電壓互感器的特點(diǎn)：二次側(cè)額定電壓、正常運(yùn)行時近 似空載狀態(tài)、變比。第9頁/共55頁三、 電壓互感器的接線方式第10頁/共55頁第11頁/共55頁第12頁/共55頁第13頁/共55頁2第14頁/共55頁二、 電壓互感器二次回路的短路保護(hù)1 當(dāng)電壓互感器二次回路發(fā)生短路

5、故障時，會產(chǎn)生很大的短路電流，將損壞二次繞組，危及二次設(shè)備及人身安全。用于當(dāng)電壓回路故障不會引起繼電保護(hù)（如距離保護(hù)）和自動裝置誤動的情況。一般用于35kV及以下電網(wǎng)用于當(dāng)電壓回路故障可能會造成繼電保護(hù)（如距離保護(hù)）和自動裝置不正確動作的情況，一般用于110kV及以上電網(wǎng)第15頁/共55頁主回路保護(hù)設(shè)備配置短路保護(hù)設(shè)備 配置 分 支 回 路第16頁/共55頁1.動作電流整定為二次最大負(fù)載電流的1.5-2.0倍；2.應(yīng)具有低電壓保護(hù)。 當(dāng)TV一次側(cè)電壓為90%UN，而加在TV二次側(cè) 電壓繼電器線圈的電壓低于70%額定電壓時，自動開關(guān)應(yīng)瞬時動作于跳閘。3.自動開關(guān)脫扣器的動作時間不應(yīng)大于0.02秒

6、1. 熔斷器熔體熔斷時間應(yīng)小于繼電保護(hù)動作時間。2.熔斷器熔體額定電流應(yīng)整定為二次最大負(fù)荷電流的1.5倍。第17頁/共55頁n根據(jù)回路性質(zhì)進(jìn)行配置：1.引到繼電保護(hù)和自動裝置的分支回路不裝設(shè)保護(hù)設(shè)備； 2.測量分支回路則可裝設(shè)保護(hù)設(shè)備。線路及配電系統(tǒng)常用的自動裝置：1.備用電源自動投入裝置 （APD） auto-put-into device of reserve-source2. 自動重合閘裝置（ARD）auto recloser 3. 按頻率自動減負(fù)荷裝置第18頁/共55頁三、 電壓互感器二次回路的斷線信號裝置裝設(shè)的原因：為防止110kV及以上電網(wǎng)在電壓互感器二次回路斷線時，引起距離保護(hù)、

7、自動裝置誤動，需設(shè)置電壓回路斷線信號裝置。 斷線信號裝置電路圖正常運(yùn)行時：一相或兩相斷線時：三相斷線時：一次系統(tǒng)接地故障時：工作原理：第19頁/共55頁三、 電壓互感器二次回路的斷線信號裝置斷線信號裝置電路圖第20頁/共55頁四、 電壓互感器的二次側(cè)接地方式設(shè)置接地的目的：接地方式V相接地中性點(diǎn)接地第21頁/共55頁四、 電壓互感器的二次側(cè)接地方式V相接地V相接地點(diǎn)位置相當(dāng)于后備安全接地35kV及以下的電壓互感器多采用V相接地方式 適用范圍第22頁/共55頁四、電壓互感器的二次側(cè)接地方式中性點(diǎn)接地中性點(diǎn)接地位置110kV及以上電壓級的電壓互感器多采用中性點(diǎn)接地方式 適用范圍第23頁/共55頁五

8、、 電壓互感器二次電壓切換電路1雙母線二次電壓的切換原則隨同一次回路進(jìn)行切換方式一：利用隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)和中間繼電器實(shí)現(xiàn)第24頁/共55頁方式二：利用隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)直接實(shí)現(xiàn)第25頁/共55頁互為備用的電壓互感器二次電壓切換原則方式手動切換自動切換利用控制開關(guān)和中間繼電器實(shí)現(xiàn)利用母聯(lián)或分段斷路器、隔離開關(guān)的輔助觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)略電壓互感器互為備用的二次電壓切換回路在操作時必須使母聯(lián)斷路器或分段斷路器處于合閘狀態(tài)第26頁/共55頁反饋電壓及防范措施反饋電壓防范措施第27頁/共55頁反饋電壓及防范具體防范措施第28頁/共55頁二、電流互感器 TA （一）電流互感器的工作原理和接線方案1、工作原理 二次側(cè)額

9、定值一般為5A(或1A、0.5A),相當(dāng)于電流源。變比：2112IINNKi第二節(jié) 電流互感器第29頁/共55頁一、電流互感器的結(jié)構(gòu)TA的類型和型號類型：按一次線圈匝數(shù)分：單匝，多匝；按電壓分：高壓、低壓；單匝：允許通過大電流，動穩(wěn)定性較好。但測量誤差較大。多匝：測量誤差小，一次側(cè)允許通過的電流小，動穩(wěn)定性不如單匝。圖1-11 1-12分別為單匝，多匝單鐵心、多匝雙鐵心、零序電流互感器的結(jié)構(gòu)示意圖。第30頁/共55頁二、電流互感器的特點(diǎn)1、TA二次繞組的額定電流 ： 5A 1A 0.5A2、TA二次側(cè)不允許開路產(chǎn)生的后果：1）產(chǎn)生高電壓，對人和設(shè)備造成危險；2）鐵心損耗增加，嚴(yán)重發(fā)熱，TA有燒

10、壞的可能。同時鐵心中產(chǎn)生剩磁，使測量誤差增大。 3、TA二次側(cè)必須有一端接地。（ TA二次側(cè)接地屬于保護(hù)接地。）4、TA的變比：N2N112TAIINNn 第31頁/共55頁三、電流互感器的極性及接線方式TA在連接時，應(yīng)注意極性不得接反。我國采用 “減極性”標(biāo)號法。（二）電流互感器的接線方式接線系數(shù)：)()(電流互感器二次側(cè)電流電流互感器二次側(cè)電流線圈的電流線圈的電流流入繼電器或測量儀表流入繼電器或測量儀表2KAdefWIIK （一）電流互感器的極性第32頁/共55頁（二） 電流互感器接線方式（1）一個電流互感器的單相式接線測量三相對稱負(fù)載的一相電流、變壓器中性線和電纜線路的零序電流。 （2）

11、兩個電流互感器的不完全星形接線這種接線既用于測量回路又用于保護(hù)，主要應(yīng)用在中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)的保護(hù)及測量回路。 （3）三個電流互感器的完全星形接線這種接線可以測量三相電流、有功功率、無功功率、電能等 1 WK1 WK1 WK第33頁/共55頁（4）三個電流互感器的三角形接線 這種接線很少應(yīng)用于測量回路，主要應(yīng)用于保護(hù)回路。（實(shí)際中變壓器的差動保護(hù)采用） （5）兩個電流互感器的兩相電流差接線主要應(yīng)用在中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)小容量的變壓器保護(hù)和高壓電動機(jī)的保護(hù)回路，一般不用于測量回路。 三相短路時：AB或BC兩相短路時：K=1AC兩相短路時：K=23 K第34頁/共55頁同名端定義： （也稱為同極

12、性端） 在同一磁通作用下，同一瞬間兩繞組中同為的兩端（或同為的兩端）稱為同名端。“減極性21UUU電流互感器的同名端：一次線圈電流由點(diǎn)入，二次線圈電流由點(diǎn)出。返36第35頁/共55頁TA誤差：電流誤差、角誤差、%)sin(10010IIfi電流誤差：角誤差：弧度)cos(10IIi鐵心損耗角； 二次線圈感應(yīng)電勢與2之間的相位差 i角誤差；準(zhǔn)確度等級： 根據(jù)電流誤差的大小規(guī)定了準(zhǔn)確度等級的高低。常用的準(zhǔn)確度等級： 0.5 級 1級 3級四、電流互感器的誤差、準(zhǔn)確度等級及10%誤差曲線第36頁/共55頁見下圖（工廠供電（劉介才）p148圖4-37）（用于繼電保護(hù)的TA）：第37頁/共55頁電流倍數(shù)

13、mm=I1/I1N01324587610515202530Z2en（）第38頁/共55頁一、 對電流互感器二次回路的要求（1）電流互感器的接線方式，應(yīng)能滿足測量儀表、遠(yuǎn)動裝置、繼電保護(hù)和自動裝置檢測回路的具體要求。（2）電流互感器二次回路應(yīng)有一個可靠的接地點(diǎn)，但不允許有多個接地點(diǎn)。（3）應(yīng)有防止二次回路開路的措施。（4）其二次負(fù)載不應(yīng)大于運(yùn)行負(fù)載。（5）應(yīng)保證電流互感器極性的正確連接。第39頁/共55頁（2）電流互感器二次回路的接地保護(hù)原因電流互感器一、二次繞組間絕緣損壞，高電壓將侵入二次回路，危及人身安全和設(shè)備安全。 解決方法二次側(cè)設(shè)置可靠的接地點(diǎn)；在配電裝置處經(jīng)端子接地；如果有幾組電流互感

14、器與保護(hù)裝置相連時，一般在保護(hù)屏上經(jīng)端子接地 第40頁/共55頁（3）電流互感器二次回路開路的防范1問題 二次回路一旦開路，將會在二次繞組兩端出現(xiàn)數(shù)百伏至數(shù)千伏的高電壓，危及人身和設(shè)備安全。 分析解決方法 電流互感器正常運(yùn)行時，二次負(fù)載阻抗很小，近于短路運(yùn)行狀態(tài)，且有 一旦二次回路開路,二次電流等于零,其去磁作用消失,勵磁電流驟增為一次電流,即 總磁勢F（=I1N1）大大增加，則I0 E 。102211NININI1011NINI(1)開路保護(hù)器(又稱 TA二次過電壓保護(hù)器 )(2)開路的防范措施 它并聯(lián)于TA二次側(cè)，正常工作時漏電流極小，一旦TA二次開路，二次繞組產(chǎn)生的過電壓使保護(hù)器迅速動作

15、將CT二次側(cè)短路，從而保護(hù)設(shè)備和人身安全。 第41頁/共55頁（3）電流互感器二次回路開路的防范2(1) 電流互感器二次回路不允許裝設(shè)熔斷器等短路保護(hù)設(shè)備。(2) 電流互感器二次回路一般不進(jìn)行切換。當(dāng)必須切換時，應(yīng)有可靠的防止開路措施。(3) 繼電保護(hù)與測量儀表一般不合用電流互感器。當(dāng)必須合用時，測量儀表要經(jīng)過中間變流器接入。(4) 對已安裝好而不使用的電流互感器必須將其二次繞組的端子短接并接地。(5)應(yīng)保證電流互感器二次回路的連接導(dǎo)線有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。第42頁/共55頁二、電流互感器二次負(fù)載 若不能滿足要求，則采用下列措施：（1）增加連接導(dǎo)線的截面積。（2）將同一電流互感器的兩個二次繞組串聯(lián)

16、起來使用。（3）將電流互感器的不完全星形接線改為完全星形接線；兩相電流差接線改為不完全星形接線。（4）選用二次允許負(fù)載較大的電流互感器。（5）采用二次額定電流小的電流互感器或消耗功率小的繼電器等。第43頁/共55頁計(jì)算法：校驗(yàn)電流互感器二次負(fù)載是否小于允許值：TA二次負(fù)載計(jì)算公式：RZKZKZ 2222112連接；測量儀表或繼電器；，一般取0.050.1；連接導(dǎo)線、測量儀表或繼電器線圈的。21Z22ZR1K2KZ2Z2N實(shí)測法（一般TA投入前采用）略第44頁/共55頁 三相星型接線方式下，三相、兩相和單相短路時，TA二次負(fù)載阻抗的計(jì)算和阻抗換算系數(shù)K1K2。TA與儀表、繼電器的接線方式；系統(tǒng)的

17、運(yùn)行狀態(tài)、短路類型。計(jì)算公式及系數(shù)可查表 表11中Z220為TA中性線上儀表、繼電器的線圈阻抗。第45頁/共55頁1LI2LI3LIUIVIWIUVWUIVIWI2K1K3KNN TA二次負(fù)載計(jì)算公式：RZKZKZ 22221121、一次系統(tǒng)三相短路時：第46頁/共55頁1、一次系統(tǒng)三相短路時：三相對稱，中性線上無電流。電流互感器U相上的電壓為：2221UU)3(22221UUZZIUZ)ZZ(IU 則有：則有：1K1K21 Z21TA與儀表、繼電器的連線阻抗。Z22儀表、繼電器的線圈阻抗。UIWIVI21Z21Z21Z21Z22Z22Z22Z022Z NI第47頁/共55頁2、一次系統(tǒng)L1

18、L2兩相短路時（忽略負(fù)載電流）：00則：NWVUIIII0III3L2L1L2221UU)2(22221U22212221UUZZIUZ)ZZ(I2)ZZZZ(IU2 則則有有：1K1K21 UIWIVI21Z21Z21Z21Z22Z22Z22Z022Z NI第48頁/共55頁3、110kV及以上一次系統(tǒng)U相單相接地短路時 （忽略負(fù)載電流）：UNWV0IIII 中性線電流：中性線電流：則有：則有：)Z2ZZ(I)ZZ(I)ZZ(IU2102222U02221N2221UU 1K2K21 2221UU)(2ZZIUZ 21則有：則有：220222202222ZZZZZ 則：則：遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)大于由于由

19、于)ZZ(IU2221UU 2UIWIVI21Z21Z21Z21Z22Z22Z22Z022Z NI1K2K21 應(yīng)注意：若Z220不是太小時，不能忽略不計(jì)。第49頁/共55頁2112 6kV饋線裝設(shè)的儀表和繼電器如圖所示，儀表和繼電器阻抗見表1-2。 TA變比為400/5，準(zhǔn)確度等級為0.5/3，0.5級接儀表，Z2N=2；3級接繼電器，其m=3，Z2m=1.5。試校驗(yàn)二次回路電纜（銅芯電纜，芯線截面為2.5mm2）長度為50m時的二次負(fù)載阻抗Z2是否滿足要求？例1-1第50頁/共55頁級別級別二次負(fù)載名稱二次負(fù)載名稱二次負(fù)載阻抗（二次負(fù)載阻抗（ ）U UW W返回線返回線（中性線）（中性線）TATA（0.50.5級）級）電流表電流表PAPA（1T1-A1T1-A）0.120.12有功功率表有功功率表PPAPPA（1D1-VAR1D1-VAR）0.0580.0580.0580.058無功功率表無功功率表PPRPPR（1D1-W1D1-W）0.0580.0580.0580.058有功電能表有功電能表PJPJ（DS1DS1）0.020.020.020.02TATA（3 3級）級）電流繼電器電流繼電器K K（DL11DL11）0.040.040.040.04例1-1