第4章發(fā)電廠和變電站之開關(guān)電器(二)

1、發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 1第八章第八章 互感器互感器第八章第八章 互感器互感器第一節(jié)第一節(jié) 概述概述第二節(jié)第二節(jié) 電流互感器（電磁式）電流互感器（電磁式）第三節(jié)第三節(jié) 電壓互感器（電磁式）電壓互感器（電磁式）第四節(jié)第四節(jié) 電容式電壓互感器電容式電壓互感器第五節(jié)第五節(jié) 互感器的配置互感器的配置發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 2第八章第八章 互感器互感器第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、什么叫做一、什么叫做互感器互感器？ 互感器是一種測量用的設(shè)備，互感器是一種測量用的設(shè)備，是一種特殊的變壓器，是用來傳遞信息供給測量儀器、儀表和保護(hù)、控制裝置的變換器。二、

2、互感器分類二、互感器分類互感器概述互感器概述發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 3第八章第八章 互感器互感器 2、 電壓互感器（縮寫PT，文字符號TV） 電壓互感器可在高壓和超高壓的電 力系統(tǒng)中用于電壓和功率的測量等。 1、電流互感器（縮寫CT，文字符號TA） 電流互感器可用在交換電流的測量、交 換電度的測量和電力拖動線路中的保護(hù)?；ジ衅鞲攀龌ジ衅鞲攀霭l(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 4第八章第八章 互感器互感器三、互感器的作用 1、用來使儀表、繼電器等二次設(shè)備與主電路絕緣。 這即可避免主電路的高電壓直接引入儀表、繼電器等二次設(shè)備，又可防止繼電器、儀表等二

3、次設(shè)備的故障影響主電路，提高一、二次設(shè)備的安全性和可靠性，并有利于人身安全。 2、用來擴(kuò)大儀表、繼電器等二次設(shè)備的應(yīng)用范圍。 例如用5A的電流表或100V電壓表，通過不同變比的電流、電壓互感器可測量任意高的電流或電壓。而且可使二次儀表、繼電器的規(guī)格統(tǒng)一，有利于這些設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化?；ジ衅鞲攀龌ジ衅鞲攀霭l(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 5第八章第八章 互感器互感器第二節(jié)第二節(jié) 電流互感器（電磁式）電流互感器（電磁式）一、電磁式電流互感器的工作原理一、電磁式電流互感器的工作原理 1、原理： 電磁式電流互感器電磁式電流互感器eeiIIk21NeeiKNNIIk2121 若忽略勵磁電流

4、，則： 發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 6第八章第八章 互感器互感器2.2.工作特點(diǎn)：工作特點(diǎn)：電磁式電流互感器電磁式電流互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 7第八章第八章 互感器互感器1）使用 二次電路開路時(shí)： N2I2 等于零，激磁磁勢猛增到NlIl，鐵心中磁感應(yīng)強(qiáng)度猛增，造成鐵心磁飽和。鐵心飽和致使隨時(shí)間變化的磁通的波形由正弦波變?yōu)槠巾敳?，在磁通曲線過零前后磁通在短時(shí)間內(nèi)從+m變?yōu)?m ，使d/dt值很大。2）為安全起見、副邊繞組一端必須可靠接地。3）副邊繞組不宜接過多的儀表。不使總阻抗超過允許的額定值。電磁式電流互感器電磁式電流互感器發(fā)電廠

5、電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 8第八章第八章 互感器互感器二、分類二、分類電磁式電流互感器的分類 （1）按功能：測量用電流互感器、保護(hù)用電流互感器 （2）按安裝地點(diǎn)：戶內(nèi)式、戶外式 （3）按安裝方式：穿墻式、支持式、套管式穿 （4）按絕緣方式：干式、澆注式、油浸式 （5）按一次繞組匝數(shù)：單匝式、多匝式 （6）按變流比：單變流比、多變流比電磁式電流互感器電磁式電流互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 9第八章第八章 互感器互感器三、電磁式電流互感器的誤差三、電磁式電流互感器的誤差電磁式電流互感器電磁式電流互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器p

6、age 10第八章第八章 互感器互感器1 1、電流誤差（比誤差）、電流誤差（比誤差） %100%112IIIKIN%I電磁式電流互感器電磁式電流互感器 與與 在數(shù)值上和相位上都有差異，因此測量結(jié)果又誤差在數(shù)值上和相位上都有差異，因此測量結(jié)果又誤差1I2I 為二次電流的測量值I2乘以額定電流比 所得的值 與實(shí)際一次電流 之差，以后者的百分?jǐn)?shù)表示，即：%I2IKN1INK發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 11第八章第八章 互感器互感器2 2、角誤差（角差）、角誤差（角差） 角誤差，以旋轉(zhuǎn)角誤差，以旋轉(zhuǎn)1801800 0的二次電流的二次電流 ，與一次電流相，與一次電流相量量 的夾

7、角表示，并規(guī)定的夾角表示，并規(guī)定 超前超前 時(shí)，時(shí)， 為正值，為正值，反之為負(fù)值反之為負(fù)值 。i1I2I2I1I電磁式電流互感器電磁式電流互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 12第八章第八章 互感器互感器四、電磁電流互感器準(zhǔn)確度級與額定容量四、電磁電流互感器準(zhǔn)確度級與額定容量1 1、電流互感器準(zhǔn)確度級、電流互感器準(zhǔn)確度級 在額定電流下所規(guī)定的最大允許電流誤差的百分?jǐn)?shù)來標(biāo)稱。標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確級為0.2、0.5、l、3和5級。供特殊用途的為0.2S及0.5S級。 不同準(zhǔn)確度級的電流互感器用于不同的場合。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的精密測量，要求使用0.10.2級的電流互感器。發(fā)電廠、變電所的盤式儀

8、表，可以使用0.51級的電流互感器，計(jì)費(fèi)用電度表，必須0.20.5級的電流互感器。電磁式電流互感器電磁式電流互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 13第八章第八章 互感器互感器保護(hù)用電流互感器，使用場合不同，精度要求不高，但必須有足夠的動、熱穩(wěn)定性和足夠大的過電流能力。即額定10%倍數(shù)。電磁式電流互感器電磁式電流互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 14第八章第八章 互感器互感器2 2、額定容量和額定二次負(fù)荷、額定容量和額定二次負(fù)荷 額定容量Se2指電流互感器在額定二次電流Ie2和額定二次阻抗Ze2下運(yùn)行時(shí)，二次繞組輸出的容量。 由于電磁式電流互感器

9、的額定二次電流為標(biāo)準(zhǔn)值（5A或1A），為了便于計(jì)算，有些廠家常提供電磁式電流互感器額定二次阻抗Ze2。電磁式電流互感器電磁式電流互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 15第八章第八章 互感器互感器五、分類五、分類電磁式電流互感器的分類（1）按功能：測量用電流互感器、保護(hù)用電流互感器（2）按安裝地點(diǎn)：戶內(nèi)式、戶外式（3）按安裝方式：穿墻式、支持式、套管式穿（4）按絕緣方式：干式、澆注式、油浸式（5）按一次繞組匝數(shù)：單匝式、多匝式（6）按變流比：單變流比、多變流比電磁式電流互感器電磁式電流互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 16第八章第八章 互感器互感

10、器六、電磁式電流互感器的接線六、電磁式電流互感器的接線電流互感器的接線形式指的是電流互感器與測量儀表或保護(hù)繼電器之間的連接形式。 電磁式電流互感器電磁式電流互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 17第八章第八章 互感器互感器 （1 1）三相三完全星形接線可以準(zhǔn)確反映三相中每一相的）三相三完全星形接線可以準(zhǔn)確反映三相中每一相的真實(shí)電流。該接線方式應(yīng)用在大電流接地系統(tǒng)中，保護(hù)線路真實(shí)電流。該接線方式應(yīng)用在大電流接地系統(tǒng)中，保護(hù)線路的三相短路、兩相短路和單相接地短路。的三相短路、兩相短路和單相接地短路。 （2 2）兩相兩繼電器不完全星形接線可以準(zhǔn)確反映兩相的）兩相兩繼電器不完全

11、星形接線可以準(zhǔn)確反映兩相的真實(shí)電流。該接線方式應(yīng)用在真實(shí)電流。該接線方式應(yīng)用在6 610kV10kV中性點(diǎn)不接地的小電中性點(diǎn)不接地的小電流接地系統(tǒng)中，保護(hù)線路的三相短路、兩相短路。流接地系統(tǒng)中，保護(hù)線路的三相短路、兩相短路。 （3 3）單相接線在三相負(fù)荷平衡時(shí)，可以用單相電流反映）單相接線在三相負(fù)荷平衡時(shí)，可以用單相電流反映三相電流值，主要用于測量電路三相電流值，主要用于測量電路電磁式電流互感器電磁式電流互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 18第八章第八章 互感器互感器第三節(jié)第三節(jié) 電壓互感器（電磁式）電壓互感器（電磁式）一、電磁式電壓互感器的工作原理一、電磁式電壓互感

12、器的工作原理NeeuKNNUUK2121電磁式電壓互感器電磁式電壓互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 19第八章第八章 互感器互感器電磁式電壓互感器電磁式電壓互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 20第八章第八章 互感器互感器1）使用 二次電路短路時(shí)： 由于阻抗僅為電磁式互感器本身的漏阻抗，電流將會大大增加以致燒壞設(shè)備。2）為安全起見、副邊繞組一端必須可靠接地。3）副邊繞組不宜接過多的儀表。不使總阻抗超過允許的額定值。電磁式電壓互感器電磁式電壓互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 21第八章第八章 互感器互感器二、電磁式電壓互

13、感器分類二、電磁式電壓互感器分類 (1)按安裝地點(diǎn)分為戶內(nèi)式和戶外式。(2)按相數(shù)分為單相式和三相式。 (3)按線圈數(shù)可分為雙線圈和三線圈。(4)按絕緣結(jié)構(gòu)可分為干式、澆注式、充氣式和油浸式。 電磁式電壓互感器電磁式電壓互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 22第八章第八章 互感器互感器三、電磁式電壓互感器的誤差三、電磁式電壓互感器的誤差電磁式電壓互感器電磁式電壓互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 23第八章第八章 互感器互感器 由于勵磁電流漏阻抗和二次負(fù)荷的影響，使由于勵磁電流漏阻抗和二次負(fù)荷的影響，使 不等不等于于 。電壓互感器測量結(jié)果頁存在著

14、兩種誤差，即。電壓互感器測量結(jié)果頁存在著兩種誤差，即電壓誤差和角誤差。電壓誤差和角誤差。1U2U1) 1) 電壓誤差電壓誤差%100%112UUUKUu電壓誤差為電壓互感器測出的電壓電壓誤差為電壓互感器測出的電壓 與實(shí)際一次電與實(shí)際一次電壓壓 之差，并以實(shí)際一次電壓之差，并以實(shí)際一次電壓 的百分?jǐn)?shù)表示，即：的百分?jǐn)?shù)表示，即：2UKu1U1U電磁式電壓互感器電磁式電壓互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 24第八章第八章 互感器互感器角誤差，以旋轉(zhuǎn)角誤差，以旋轉(zhuǎn)1801800 0的二次電壓的二次電壓 ，與一次側(cè)電壓相，與一次側(cè)電壓相量量 之間的夾角之間的夾角 表示，并規(guī)定表

15、示，并規(guī)定 超前超前 時(shí)，時(shí)， 為正值，反之為負(fù)值為正值，反之為負(fù)值 。u2U1U2U1U2) 2) 角誤差角誤差電磁式電壓互感器電磁式電壓互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 25第八章第八章 互感器互感器四、電磁電壓互感器準(zhǔn)確度級與額定容量四、電磁電壓互感器準(zhǔn)確度級與額定容量1 1、電壓互感器準(zhǔn)確度級、電壓互感器準(zhǔn)確度級 在額定電壓下所規(guī)定的最大允許電壓誤差的百分?jǐn)?shù)來標(biāo)稱。標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確級為0.2、0.5、l、3和5級。 不同準(zhǔn)確度級的電壓互感器用于不同的場合。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的精密測量，要求使用0.10.2級的電壓互感器。發(fā)電廠、變電所的盤式儀表，可以使用0.51級的電流互感器

16、，計(jì)費(fèi)用電度表，必須0.20.5級的電流互感器，3級電壓互感器用于一般測量和某些繼電保護(hù)電磁式電壓互感器電磁式電壓互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 26第八章第八章 互感器互感器2 2、額定容量和額定二次負(fù)荷、額定容量和額定二次負(fù)荷 對應(yīng)于每個準(zhǔn)確級，每臺電壓互感器規(guī)定一個額定容量。 在功率因數(shù)為0.8(滯后)時(shí)，額定容量標(biāo)準(zhǔn)值為10、15、25、30、50、75、100、150、200、250、300、400、500VA。 電磁式電壓互感器電磁式電壓互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 27第八章第八章 互感器互感器電壓互感器的接線方式根據(jù)二次

17、負(fù)載的需要而定。電壓互感器的接線方式根據(jù)二次負(fù)載的需要而定。電壓互感器在三相系統(tǒng)中要測量的電壓有：線電壓、電壓互感器在三相系統(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是出現(xiàn)的零序電壓。相電壓、相對地電壓和單相接地是出現(xiàn)的零序電壓。為了測量這些電壓，電壓互感器有不同的接線方式，為了測量這些電壓，電壓互感器有不同的接線方式，發(fā)電廠中應(yīng)用較廣泛的幾種接線如圖所示。發(fā)電廠中應(yīng)用較廣泛的幾種接線如圖所示。五、電磁式電壓互感器的接線五、電磁式電壓互感器的接線電磁式電壓互感器電磁式電壓互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 28第八章第八章 互感器互感器電壓互感器的接線方式

18、（a）一臺單相電壓互感器接線 （b）V-V接線 （c）Y-Y0接線（d）三相五柱式電壓互感器接線 （e）三臺單相三繞組電壓互感器接線電磁式電壓互感器電磁式電壓互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 29第八章第八章 互感器互感器六、電磁式電壓互感器的結(jié)構(gòu)實(shí)例六、電磁式電壓互感器的結(jié)構(gòu)實(shí)例油浸電磁式電壓互感器的結(jié)構(gòu)油浸電磁式電壓互感器的結(jié)構(gòu) 油浸式電壓互感器按其結(jié)構(gòu)可分為普通式和串級式。 額定電壓335kV油浸式電壓互感器制成普通式結(jié)構(gòu)，其鐵芯和繞組浸在充有變壓器油的油箱內(nèi)，繞組通過固定在箱蓋上的瓷套管引出。 電壓為60kV及以上的電壓互感器普遍制成串級式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的主要

19、特點(diǎn)是：繞組和鐵心采用分級絕緣，以簡化絕緣結(jié)構(gòu)；鐵心和繞組放在瓷箱中，瓷箱兼作高壓出線套管和油箱。電磁式電壓互感器電磁式電壓互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 30第八章第八章 互感器互感器JCCJCCl l一一110110型串級式電壓互感器的結(jié)構(gòu)型串級式電壓互感器的結(jié)構(gòu) 一個“口”字型鐵心采用懸空式結(jié)構(gòu)，用四根電木板支撐著。電木板下端固定在底座上。原繞組分成匝數(shù)相等的兩部分，繞成圓筒式安置在上、下鐵柱上。原繞組的上端為首端，下端為接地端，其中點(diǎn)與鐵心相連，使鐵心對地電位為原繞組電壓的一半。電磁式電壓互感器電磁式電壓互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器pa

20、ge 31第八章第八章 互感器互感器第四節(jié)第四節(jié) 電容式電壓互感器電容式電壓互感器一、一、 電容式電壓互感器工作原理電容式電壓互感器工作原理其中其中：K K分壓比，分壓比， U U1 1裝置的相對地電壓裝置的相對地電壓, ,改改變變C C1 1和和C C2 2的比值，可得到不同的比值，可得到不同的分壓比。的分壓比。 KCCUU2121利用分壓原理：利用分壓原理：電容式電壓互感器電容式電壓互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 32第八章第八章 互感器互感器二、電容分壓式電壓互感器的原理接線圖二、電容分壓式電壓互感器的原理接線圖電容式電壓互感器電容式電壓互感器發(fā)電廠電氣部分之

21、互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 33第八章第八章 互感器互感器 L補(bǔ)償電抗，可補(bǔ)償電容分壓器的內(nèi)阻抗 。 TV 中間變壓器，將測量儀表經(jīng)中間變壓器TV后與分壓器連接，減小分壓器的輸出電流以減少誤差。 rd阻尼電阻，在TV付邊單獨(dú)設(shè)置一只線圈，接入阻尼電阻rd，用以抑制鐵磁諧振過電壓。 原理接線圖中各元件的作用原理接線圖中各元件的作用電容式電壓互感器電容式電壓互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 34第八章第八章 互感器互感器 CK 補(bǔ)償電容器，用來補(bǔ)償電磁式電壓互感器TV的磁化電流和付邊負(fù)荷電流的無功分量，亦能減小測量裝置的誤差。 P1放電間隙，用以保護(hù)TV的原繞組

22、和補(bǔ)償電抗器L，防止因受二次側(cè)短路所產(chǎn)生的過電壓而造成的損壞。 電容式電壓互感器電容式電壓互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 35第八章第八章 互感器互感器三、電容式電壓互感器的特點(diǎn)三、電容式電壓互感器的特點(diǎn) 供11OkV級及以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)測量電壓之用 優(yōu)點(diǎn)：（1）除作為電壓互感器用外，還可將其分壓電容兼做高頻載波通訊的耦合電容；（2）電容分壓式電壓互感器的沖擊絕緣強(qiáng)度比電磁式電壓互感器高；（3）體積小，重量輕，運(yùn)行維護(hù)簡單，成本低； （4）在高壓配電裝置中占地面積很小。（5）價(jià)格便宜，電壓等級越高，效果越明顯。 缺點(diǎn)： 誤差特性和暫態(tài)特性比電磁式電壓互感器差，

23、輸出容量較小。電容式電壓互感器電容式電壓互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 36第八章第八章 互感器互感器互感器配置互感器配置第五節(jié)第五節(jié) 互感器的配置互感器的配置 互感器的配置原則：互感器的配置原則： 互感器在主接線中的配置與測量儀表、同期點(diǎn)的選互感器在主接線中的配置與測量儀表、同期點(diǎn)的選擇、保護(hù)和自動裝置的要求以及主接線的形式有關(guān)。擇、保護(hù)和自動裝置的要求以及主接線的形式有關(guān)。發(fā)電廠電氣部分之互感器發(fā)電廠電氣部分之互感器page 37第八章第八章 互感器互感器異步電動機(jī)調(diào)速異步電動機(jī)調(diào)速 （1 1）為了滿足測量和保護(hù)裝置的需要，在發(fā)電機(jī)、變壓器、出）為了滿足測量和保

24、護(hù)裝置的需要，在發(fā)電機(jī)、變壓器、出線、母線分段及母聯(lián)斷路器、旁路斷路器等回路中均設(shè)有電流互線、母線分段及母聯(lián)斷路器、旁路斷路器等回路中均設(shè)有電流互感器。對于大接地短路電流系統(tǒng)，一般按三相配置；對于小接地感器。對于大接地短路電流系統(tǒng)，一般按三相配置；對于小接地短路電流系統(tǒng)，依具體要求按二相或三相配置。短路電流系統(tǒng)，依具體要求按二相或三相配置。 （2 2）對于保護(hù)用電流互感器應(yīng)盡量消除主保護(hù)裝置的不保護(hù)區(qū)。）對于保護(hù)用電流互感器應(yīng)盡量消除主保護(hù)裝置的不保護(hù)區(qū)。例如，若有兩組電流互感器，且位置允許時(shí)應(yīng)設(shè)在斷路器兩側(cè)，例如，若有兩組電流互感器，且位置允許時(shí)應(yīng)設(shè)在斷路器兩側(cè)，使斷路器處于交叉保護(hù)范圍之中。使斷路器處于交叉保護(hù)范圍之中。 （3 3）為了減輕內(nèi)部故障對發(fā)電機(jī)的損傷，用于自動調(diào)整勵磁裝）為了減輕內(nèi)部故障對發(fā)電機(jī)的損傷，用于自動調(diào)整勵磁裝置的電流互感器應(yīng)配置在發(fā)電機(jī)定子繞組的出線側(cè)。為便于分析置的電流互感器應(yīng)配置在發(fā)電機(jī)定子繞組的出線側(cè)。為便于分析和在發(fā)電機(jī)并入系統(tǒng)前發(fā)現(xiàn)內(nèi)部故障，用于測量的電流互感器宜和在發(fā)