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(jiǎn)介1、由于電力設(shè)備上通過(guò)的電流大多數(shù)為數(shù)值很高的大電流,為了便于測(cè)量,采用電流互感器進(jìn)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(duì)同極性端子。電流互感器在電路中的符號(hào)如上圖所示,用“TA”來(lái)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(gè)端子為同名端或同極性端。4、工作特點(diǎn)和要求:1、一次繞組與高壓回路串

2、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(wú)關(guān)。2、二次回路不允許開(kāi)路,否則會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)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(diǎn)直接接地,防止一、二次繞組絕緣擊穿后產(chǎn)生對(duì)地高電壓,但僅一點(diǎn)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(cè)量的電流的不同,就有了不同的接線方式,最常見(jiàn)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(chēng)不完全星形接線,這種接線只用兩組電流互感器,一般測(cè)量?jī)上嗟碾娏?但通過(guò)公共導(dǎo)線,也可測(cè)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),

3、在發(fā)電廠、變電所610kv饋線回路中,也常用來(lái)測(cè)量和監(jiān)視三相系統(tǒng)的運(yùn)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(chēng)為兩相交叉接線。這種接線很少用于測(cè)量回路,主要應(yīng)用于中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)的保護(hù)回路。3.三相星形接線如圖(c所示。三相星形接線又稱(chēng)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(guò),當(dāng)三相負(fù)載不平衡時(shí),公共線中就有電流流過(guò),此時(shí),公共線是不能斷開(kāi)的,否則就會(huì)產(chǎn)生計(jì)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(jī)二次回路、低壓三相四線制電路。(三、電流互感器使用的注意事項(xiàng)1.電流互感器的接線應(yīng)保證正確性。一次繞組和被測(cè)電路串聯(lián),而二次繞組和連接的所

4、有測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)裝置或自動(dòng)裝置的電流線圈串聯(lián),同時(shí)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(cè)量?jī)x表、繼電器的電流線圈等,它們?cè)褦?shù)少、阻抗小,通過(guò)的電流非常大,因此電流互感器在正常運(yùn)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(duì)不允許開(kāi)路。這是因?yàn)殡娏骰ジ衅髡９ぷ鲿r(shí),二次電流有去磁作用,使合成磁勢(shì)很小。當(dāng)二次繞組開(kāi)路時(shí),二次電流的去磁作用消失,一次電流將全部用來(lái)激磁,這時(shí),將在二次側(cè)產(chǎn)生超過(guò)正常值幾十倍的磁通,結(jié)果會(huì)使鐵芯過(guò)熱而損壞互感器。同時(shí),由于鐵芯中磁通的急劇增加,在二次繞組上產(chǎn)生

5、過(guò)電壓,可能達(dá)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(kāi)路,規(guī)定在二次回路中不準(zhǔn)裝熔斷器等開(kāi)關(guān)電器。如果在運(yùn)行中必須拆除測(cè)量?jī)x表或繼電器及其他工作時(shí),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(diǎn)只允許有一個(gè)。這是為了防止一、二次繞組之間絕緣損壞或擊穿時(shí),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(jiǎn)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 ,一次繞組并接于電力系統(tǒng)一次回路中,其二次繞組并接了測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)裝置或自動(dòng)裝置的電壓線圈 (即負(fù)載為多個(gè)元件時(shí),負(fù)載并聯(lián)后接入二次繞

6、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(hào)如圖b所示,用“TV”來(lái)表示,一、二次繞組絕緣套管分別標(biāo)記“”或者“*”的兩個(gè)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57.7V2、工作特點(diǎn)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(huì)燒毀PT,裝有熔斷器。3、二次繞組有一點(diǎn)直接接地。且只能有一點(diǎn)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(cè)量的電壓有線電壓、相電壓、相對(duì)地電壓和單相接地時(shí)出現(xiàn)的零序電壓。

7、為了測(cè)取這些電壓,電壓互感器就有了不同的接線方式,最常見(jiàn)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(cè)量 35kv 及以下中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)的線電壓或 110kv 以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的相對(duì)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(tái)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(diǎn)不接地或經(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(tái)電壓互感器，還能滿(mǎn)足三相表計(jì)所 需要的線電壓。這種接線方法的缺

8、點(diǎn)是不能測(cè)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(tái)單相電壓互感器 構(gòu)成一臺(tái)三相電壓互感器，也可以用一臺(tái)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(cè)量線電壓，這種接線 方法的缺點(diǎn)是： 當(dāng)三相負(fù)載不平衡時(shí)，會(huì)引起較大的誤差； 當(dāng)一次高壓側(cè)有單相接地故障時(shí)，它的高壓側(cè)中 性點(diǎn)不允許接地，否則，可能燒壞互感器，故而高壓側(cè)中性 點(diǎn)無(wú)引出線，也就不能測(cè)量對(duì)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(tái)單相電壓互感器構(gòu) 成三相電壓互感器組，主要

9、用于大電流接地系統(tǒng)中。YN，yn 接法其主二次繞組既可測(cè)量線電壓，又可測(cè)量相對(duì)地電 壓，輔助繞組二次繞組接成開(kāi)口三角形供給單相接地保護(hù)使 用。當(dāng) YN，yn接法用于小接地電流系統(tǒng)時(shí)，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(diǎn)接地，輔助二次繞組接成開(kāi)口三角 形。故三相五柱式的電壓互感器可以測(cè)量線電壓和相對(duì)地電 壓，輔助二次繞組可以接入交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)視用的繼電器和 信號(hào)指示器，以實(shí)現(xiàn)單相接地的繼電保護(hù)。 (三、電壓互感器使用的注意事項(xiàng) 1 電壓互感器在投入運(yùn)行前要按照規(guī)程規(guī)定的項(xiàng)目進(jìn) 行試驗(yàn)檢查。例如，測(cè)極性、連接組別、搖絕緣、核相序等。 2電壓互感

10、器的接線應(yīng)保證其正確性，一次繞組和 被測(cè)電路并聯(lián)，二次繞組應(yīng)和所接的測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)裝 置或自動(dòng)裝置的電壓線圈并聯(lián)，同時(shí)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(guò)其額定容量，否則，會(huì)使互 感器的誤差增大，難以達(dá)到測(cè)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) 阻抗很小，若二次回路短路時(shí)，會(huì)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(hù)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(hù)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

11、人在接觸測(cè)量?jī)x表和繼電器時(shí)的安全，電 壓互感器二次繞組必須有一點(diǎn)接地。因?yàn)榻拥睾?，?dāng)一次和 二次繞組間的絕緣損壞時(shí)，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(jiǎn)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(kāi)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'） PT 的輔助繞組； 為 1RD4RD 是控制熔