電流互感器及電壓互感器講義

1、 電流互感器及電壓互感器一、電流互感器（一）CT的簡介 1、由于電力設(shè)備上通過的電流大多數(shù)為數(shù)值很高的大電流，為了便于測量，采用電流互感器進行變換，其二次側(cè)額定電流值為5A（或1A）。2、作用：（一次）大電流變換為（二次）小電流（額定值為5A或1A）；隔離作用。3、電流互感器的極性  電流互感器極性的一般采用減極性原則標(biāo)注，即：一、二次繞組中的電流在鐵心中產(chǎn)生的磁通方向相反。如圖所示，則L1與K1為一對同極性端子。 電流互感器在電路中的符號如上圖所示，用“TA”來表示,一次繞組一般用一根直線表示，一次繞組和二次繞組分別標(biāo)記 “*”或者“”的兩個端子為同名端或同極性端。 4、

2、 工作特點和要求：1）、一次繞組與高壓回路串聯(lián)，I1只取決于所在高壓回路電流，而與二次負(fù)荷大小無關(guān)。2）、二次回路不允許開路，否則會產(chǎn)生危險的高電壓，危及人身及設(shè)備安全。3）、CT二次回路必須有一點直接接地，防止一、二次繞組絕緣擊穿后產(chǎn)生對地高電壓，但僅一點接地。4）、變換的準(zhǔn)確性（二）、電流互感器的接線方式 電流互感器在電力系統(tǒng)中根據(jù)所要測量的電流的不同，就有了不同的接線方式，最常見的有以下幾 種，如圖所示。（a）兩相星形接線 （b）兩相電流差接線 （c）三相星形接1兩相星形接線：如圖（a）所示。兩相星形接線又稱不完全星形接線，這種接線只用兩組電流互感器，一般測量兩相的電流，但通過

3、公共導(dǎo)線，也可測第三相的電流。主要適用于小接地電流的三相三線制系統(tǒng)，在發(fā)電廠、變電所610kv饋線回路中，也常用來測量和監(jiān)視三相系統(tǒng)的運行狀況。 2兩相電流差接線 如圖（b）所示。兩相電流差接線也稱為兩相交叉接線。這種接線很少用于測量回路，主要應(yīng)用于中性點不直接接地系統(tǒng)的保護回路。 3三相星形接線  如圖（c）所示。三相星形接線又稱完全星形接線，它是由三只完全相同的電流互感器構(gòu)成。由于每相都有電流流過，當(dāng)三相負(fù)載不平衡時，公共線中就有電流流過，此時,公共線是不能斷開的，否則就會產(chǎn)生計量誤差。這種接線方式適用于高壓大接地電流系統(tǒng)、發(fā)電機二次回路、低壓三相四線制電路。 （三）、電流互感器

4、使用的注意事項  1電流互感器的接線應(yīng)保證正確性。一次繞組和被測電路串聯(lián)，而二次繞組和連接的所有測量儀表、繼電保護裝置或自動裝置的電流線圈串聯(lián)，同時要注意極性的正確性，一次繞組與二次繞組之間應(yīng)為減極性關(guān)系，一次電流若從同名端流入，則二次電流應(yīng)從同名端流出。   2電流互感器二次側(cè)所接負(fù)載是測量儀表、繼電器的電流線圈等，它們匝數(shù)少、阻抗小，通過的電流非常大，因此電流互感器在正常運行狀態(tài)下近似于短路狀態(tài)。 3電流互感器的二次繞組絕對不允許開路。這是因為電流互感器正常工作時，二次電流有去磁作用，使合成磁勢很小。當(dāng)二次繞組開路時，二次電流的去磁作用消失，一次電流將全部用來

5、激磁，這時，將在二次側(cè)產(chǎn)生超過正常值幾十倍的磁通，結(jié)果會使鐵芯過熱而損壞互感器。同時，由于鐵芯中磁通的急劇增加，在二次繞組上產(chǎn)生過電壓，可能達到數(shù)百甚至數(shù)千伏，將危及人身和設(shè)備安全。因此，為了防止二次繞組開路，規(guī)定在二次回路中不準(zhǔn)裝熔斷器等開關(guān)電器。如果在運行中必須拆除測量儀表或繼電器及其他工作時，應(yīng)首先將二次繞組短路。 4電流互感器的二次側(cè)必須可靠接地，但接地點只允許有一個。這是為了防止一、二次繞組之間絕緣損壞或擊穿時，一次高電壓竄入二次回路，危及人身和設(shè)備安全。 二、電壓互感器（一）、PT簡介電壓互感器是一種小型的降壓變壓器 ，由鐵芯、一次繞組、二次繞組、接線端子和絕緣支持物等構(gòu)成 ，一次

6、繞組并接于電力系統(tǒng)一次回路中，其二次繞組并接了測量儀表、繼電保護裝置或自動裝置的電壓線圈 (即負(fù)載為多個元件時，負(fù)載并聯(lián)后接入二次繞組，且額定電壓為100V)。由于電壓互感器是將高電壓變成低電壓，所以它的一次繞組的匝數(shù)較多，而二次繞組的匝數(shù)較少。 電壓互感器在電路中的符號如圖b所示，用“TV”來表示，一、二次繞組絕緣套管分別標(biāo)記“”或者“*”的兩個端子為同名端或同極性端。 1、作用：一次高電壓變換為二次低電壓（額定線電壓100V；相電壓為57.7V）2、工作特點和要求：1）、一次繞組與高壓電路并聯(lián)。2)、二次繞組不允許短路（短路電流會燒毀PT）,裝有熔斷器。3）、二次繞組有一點直接接地。且只能

7、有一點接地。4）、變換的準(zhǔn)確性。(二）、電壓互感器的接線方式 電壓互感器在電力系統(tǒng)中要測量的電壓有線電壓、相電壓、相對地電壓和單相接地時出現(xiàn)的零序電壓。為了測取這些電壓，電壓互感器就有了不同的接線方式，最常見的有以下幾種，如圖所示：   1單相電壓互感器接線 如圖（a）所示 為一只單相電壓互感器接線，可用于測量35kv及以下中性點不直接接地系統(tǒng)的線電壓或110kv以上中性點直接接地系統(tǒng)的相對地電壓。 2電壓互感器的V，v接法   如圖（b）所示，V，v接法就是將兩臺全絕緣單相電壓互感器的高低壓繞組分別接于相與相間構(gòu)成不完全三角形。這種接法廣泛用于中性點不

8、接地或經(jīng)消弧線圈接地的35kV及以下的高壓三相系統(tǒng)中，特別是10kV的三相系統(tǒng)中。V，v接法不僅能節(jié)省一臺電壓互感器，還能滿足三相表計所需要的線電壓。這種接線方法的缺點是不能測量相電壓，不能接入監(jiān)視系統(tǒng)絕緣狀況的電壓表。  3電壓互感器的Y，yn接法   如圖（c）所示。這種接法是用三臺單相電壓互感器構(gòu)成一臺三相電壓互感器，也可以用一臺三鐵芯柱式三相電壓互感器，將其高低壓繞組分別接成星形。Y，yn接法多用于小電流接地的高壓三相系統(tǒng)，可以測量線電壓，這種接線方法的缺點是：    當(dāng)三相負(fù)載不平衡時，會引起較大的誤差；    當(dāng)

9、一次高壓側(cè)有單相接地故障時，它的高壓側(cè)中性點不允許接地，否則，可能燒壞互感器，故而高壓側(cè)中性點無引出線，也就不能測量對地電壓。 4電壓互感器的YN，yn接法  如圖（d）所示。這種接法常用三臺單相電壓互感器構(gòu)成三相電壓互感器組，主要用于大電流接地系統(tǒng)中。YN，yn接法其主二次繞組既可測量線電壓，又可測量相對地電壓，輔助繞組二次繞組接成開口三角形供給單相接地保護使用。當(dāng)YN，yn接法用于小接地電流系統(tǒng)時，通常都采用三相五柱式的電壓互感器，如圖所示。其一次繞組和主二次繞組接成星形，并且中性點接地，輔助二次繞組接成開口三角形。故三相五柱式的電壓互感器可以測量線電壓和相對地電壓，輔助二次繞組

10、可以接入交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)視用的繼電器和信號指示器，以實現(xiàn)單相接地的繼電保護。 (三)、電壓互感器使用的注意事項   1電壓互感器在投入運行前要按照規(guī)程規(guī)定的項目進行試驗檢查。例如，測極性、連接組別、搖絕緣、核相序等。  2電壓互感器的接線應(yīng)保證其正確性，一次繞組和被測電路并聯(lián)，二次繞組應(yīng)和所接的測量儀表、繼電保護裝置或自動裝置的電壓線圈并聯(lián)，同時要注意極性的正確性。 3接在電壓互感器二次側(cè)負(fù)荷的容量應(yīng)合適，接在電壓互感器二次側(cè)的負(fù)荷不應(yīng)超過其額定容量，否則，會使互感器的誤差增大，難以達到測量的正確性。  4電壓互感器二次側(cè)不允許短路。由于電壓互感器內(nèi)阻抗很

11、小，若二次回路短路時，會出現(xiàn)很大的電流，將損壞二次設(shè)備甚至危及人身安全。電壓互感器可以在二次側(cè)裝設(shè)熔斷器以保護其自身不因二次側(cè)短路而損壞。在可能的情況下，一次側(cè)也應(yīng)裝設(shè)熔斷器以保護高壓電網(wǎng)不因互感器高壓繞組或引線故障危及一次系統(tǒng)的安全。 5為了確保人在接觸測量儀表和繼電器時的安全，電壓互感器二次繞組必須有一點接地。因為接地后，當(dāng)一次和二次繞組間的絕緣損壞時，可以防止儀表和繼電器出現(xiàn)高電壓危及人身安全。三、b相接地的PT接線分析b相接地可以簡化系統(tǒng)接線，是發(fā)電廠和變電站應(yīng)用較廣的一種接線方式。下圖是協(xié)聯(lián)電廠6KV母線的電壓互感器二次側(cè)b相接地的展開圖。圖中，YHA 、YHB 、YHC（即TV A 、TV B 、TVC下同）為PT的一次繞組，YHa、YHb、YHc（TV a 、TV b、 TVc）為PT的二次繞組，YHa'、YHb'、YHc'（TV a' 、TV b'、 TVc'）為PT