電流互感器和電壓互感器演示文稿

電流互感器和電壓互感器演示文稿本文檔共48頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分1

電流互感器的結(jié)構(gòu)和工作原理2電壓互感器的結(jié)構(gòu)和工作原理3光電式互感器的結(jié)構(gòu)和原理本文檔共48頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分互感器作用

互感器的主要作用有：（1）將高電壓變?yōu)榈碗妷海?00V），大電流變?yōu)樾‰娏鳎?A或1A）。（2）使測量二次回路與一次回路高電壓和大電流實(shí)施電氣隔離，以保證測量工作人員和儀表設(shè)備的安全。本文檔共48頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分互感器知識

（3）采用互感器后可使儀表制造標(biāo)準(zhǔn)化，而不用按被測量電壓高低和電流大小來設(shè)計(jì)儀表。（4）取出零序電流、電壓分量供反應(yīng)接地故障的繼電保護(hù)裝置使用。本文檔共48頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電流互感器知識一、電流互感器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)二、電流互感器的結(jié)構(gòu)和工作原理三、電流互感器的接線方式四、電流互感器的正確使用五、各種類型的電流互感器本文檔共48頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分

電流互感器知識（分類）（－）電流互感器分類（1）電流互感器按用途可分為兩類：一是測量電流、功率和電能用的測量用互感器；二是繼電保護(hù)和自動控制用的保護(hù)控制用互感器。（2）根據(jù)一次繞組匝數(shù)可分為單匝式和多匝式（3）根據(jù)安裝地點(diǎn)可分為戶內(nèi)式和戶外式（4）根據(jù)絕緣方式可分為干式，澆注式，油浸式等。（5）根據(jù)電流互感器工作原理可分為電磁式、光電式、電子式等電流互感器。本文檔共48頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電流互感器型號規(guī)定二）電流互感器的型號規(guī)定目前，國標(biāo)：電流互感器型號編排方法規(guī)定如下：本文檔共48頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電流互感器型號字母含義產(chǎn)品型號均以漢語拼音字母表示，字母含義及排列順序見表4-l所示本文檔共48頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電流互感器參數(shù)（三）電流互感器的主要參數(shù)

1．額定電流變比額定電流變比是指一次額定電流與二次額定電流之比（有時簡稱電流比）；額定電流比一般用不約分的分?jǐn)?shù)形式表示。如：10/5,50/5,100/5,200/5,600/5，3150/5等額定電流，就是在這個電流下，互感器可以長期運(yùn)行而不會因發(fā)熱損壞。當(dāng)負(fù)載電流超過額定電流時，叫作過負(fù)載。

2．準(zhǔn)確度等級（簡稱準(zhǔn)確級）國產(chǎn)電流互感器的準(zhǔn)確度等級有0.2、0.5、1.0、3.0、0.2S級及0.5S級。如：0.2/10P10等本文檔共48頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電流互感器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)3．額定容量(VA)

電流互感器的額定容量，就是額定二次電流I2e通過二次額定負(fù)載Z2e時所消耗的視在功率S2e。

4．額定電壓

(kV)

是指一次繞組長期能夠承受的最大電壓（有效值），它只是說明電流互感器的絕緣強(qiáng)度，而和電流互感器額定容量沒有任何關(guān)系。本文檔共48頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電流互感器參數(shù)

5．極性標(biāo)志（1）一次繞組首端標(biāo)為L1，末端標(biāo)為L2。當(dāng)一次繞組帶有抽頭時，首端標(biāo)為L1，自第一個抽頭起依次標(biāo)為L2，L3……（2）二次繞組首端標(biāo)為S1，末端標(biāo)為S2。當(dāng)二次繞組帶有中間抽頭時，首端標(biāo)為S1，自第一個抽頭起以下依次標(biāo)志為S2，S3……（3）對于具有多個二次繞組的電流互感器，應(yīng)分別在各個二次繞組的出線端標(biāo)志“S”前加注數(shù)字，如1S1，1S2，1S3……；2S1，2S2，2S3……（4）標(biāo)志符號的排列應(yīng)當(dāng)使一次電流自L1端流向L2端時，二次電流自S1流出，經(jīng)外部回路流回到S2。本文檔共48頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分

電流互感器結(jié)構(gòu)（一）電流互感器的結(jié)構(gòu)

基本結(jié)構(gòu)與普通變壓器相似，由兩個繞制在閉合鐵芯上、彼此絕緣的繞組（一次繞組和二次繞組）所組成，其匝數(shù)分別為N1和N2，如圖4-2所示。一次繞組與被測電路串聯(lián)，二次繞組與各種測量儀表或繼電器的電流線圈相串聯(lián)。電力系統(tǒng)中，經(jīng)常將大電流I1變?yōu)樾‰娏鱅2進(jìn)行測量，所以二次繞組的匝數(shù)N2多于一次繞組的匝數(shù)N1。電流互感器的二次額定電流一般為5A，也有1A。電流互感器簡稱CT本文檔共48頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電流互感器工作原理（二）工作原理和特性電流互感器的工作原理與普通變壓器的工作原理基本相同。即理想電流互感器兩側(cè)的額定電流大小和它們的繞組匝數(shù)成反比，并且等于常數(shù)KI。電流互感器的基本工作原理、結(jié)構(gòu)型式與普通變壓器相似，但是電流互感器的工作狀態(tài)與普通變壓器有顯著的區(qū)別：本文檔共48頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電流互感器知識

（1）電流互感器的一次電流（I1）取決于一次電路的電壓和阻抗，與電流互感器的二次負(fù)載無關(guān)，即當(dāng)二次負(fù)載變化時，例如多串幾只電流表或少串幾只電流表，不能改變其一次電流值的大小。（2）電流互感器二次電路所消耗的功率隨二次電路阻抗的增加而增大，即S2＝I22eZb。（3）電流互感器二次電路的負(fù)載阻抗都是些內(nèi)阻很小的儀表，如電流表以及電能表的電流線圈等，所以其工作狀態(tài)接近于短路狀態(tài)。本文檔共48頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電流互感器知識（三）電流互感器的誤差特性電流互感器鐵芯和繞組中存在損耗，所以，實(shí)際電流互感器存在著誤差。圖4-3是電流互感器的簡化相量圖本文檔共48頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電流互感器由相量圖4-3中得到，二次安匝數(shù)i2N2

旋轉(zhuǎn)180o（即-i2N2

）與一次安匝數(shù)i1N1的相量相比較，其大小不等，相位也不同，即存在著兩種誤差，分別稱為比值誤差和相角誤差。比值誤差簡稱比差，用fI表示。它等于本文檔共48頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電流互感器參數(shù)相位角誤差簡稱角差。它是旋轉(zhuǎn)180o后的二次磁動勢安匝數(shù)與一次磁動勢安匝數(shù)之間的相位差，用δI表示

從相量圖4-3中可求出比差與角差的公式因?yàn)棣腎很小，所以認(rèn)為OB＝OC＝I1N1，其中因?yàn)锳C＝OC－OA＝I1N1－I2N2，所以

本文檔共48頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電流互感器參數(shù)

電流互感器的比差與角差的大小與勵磁電流I10、負(fù)載功率因數(shù)φ2、損耗角θ有關(guān)。

本文檔共48頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電流互感器接線方式

1．兩相星形（V形）連接優(yōu)點(diǎn)：（1）節(jié)省導(dǎo)線。（2）能利用接線方法取得第三相電流，一般為B相電流。本文檔共48頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電流互感器接線方式

缺點(diǎn)：（1）現(xiàn)場用單相方法校驗(yàn)時，由于實(shí)際二次負(fù)載與運(yùn)行時不一致，有時必須要采用三相方法（或其他類似方法），給校驗(yàn)工作帶來一些困難。（2）由于有可能其中一相極性接反，公共線電流變成差電流，使錯誤接線機(jī)率相對地較多一些。2．分相連接優(yōu)點(diǎn)是：（1）現(xiàn)場用單相方法校驗(yàn)與實(shí)際運(yùn)行時負(fù)載相同。（2）錯誤接線機(jī)率相對地少些。缺點(diǎn)是:增加了一根導(dǎo)線。本文檔共48頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電流互感器接線方式

3．三相星形（Y形）連接這種接線方法不允許斷開公開接線，否則影響計(jì)量精度（因?yàn)榱阈螂娏鳑]有通路）。本文檔共48頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電流互感器正確使用

1．電流互感器的選擇（1）額定電壓的選擇電流互感器的額定電壓必須滿足下列件:Ux≤Ue

（2）額定變比的選擇長期通過電流互感器的最大工作電流應(yīng)小于或等于互感器一次額定電流，即Ix≤I1e，但不宜使互感器經(jīng)常工作在額定一次電流的1／3以下。（3）準(zhǔn)確度等級的選擇在發(fā)電廠、變電站、電力用戶運(yùn)行中的電能計(jì)量裝置按其所計(jì)量的電量不同和計(jì)量對象的重要程度分五類（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ）進(jìn)行管理。

對Ⅰ、Ⅱ類計(jì)量對象互感器應(yīng)采用0.2級，對Ⅲ、Ⅳ

本文檔共48頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電流互感器正確使用、Ⅴ類計(jì)量對象互感器應(yīng)采用0.5級，0.1級以上互感器，主要用于實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行精密測量或用來校驗(yàn)低等級的電流互感器。（4）額定容量的選擇與計(jì)算

電流互感器的額定容量S2e＝I22eZb，Zb為互感器二次額定負(fù)載阻抗。接入互感器的二次負(fù)載容量S2應(yīng)滿足0.25S2e≤S2≤S2e由于電流互感器二次額定電流I2e已標(biāo)準(zhǔn)化，一般為5A。所以二次負(fù)載容量的計(jì)算主要決定于負(fù)載阻抗Zb的計(jì)算。Zb包括表計(jì)阻抗Zm、接頭的接觸電阻Rk（一般取0.01～0.5Ω）以及導(dǎo)線電阻。負(fù)載阻抗中前二者為確定值，唯有導(dǎo)線電阻為不定值。導(dǎo)線的計(jì)算長度決定于測量儀表與電流互感器的電氣距離和電流互感器的連接方式。本文檔共48頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電流互感器正確使用

1）分相連接時二次負(fù)載阻抗的計(jì)算。導(dǎo)線電阻RL前面的系數(shù)K稱為接線系數(shù)，在這里K＝2本文檔共48頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電流互感器正確使用

2）二相星形連接時二次負(fù)載阻抗的計(jì)算。從圖4-6中看出，A相電流互感器的二次電壓為所以電流互感器二次負(fù)載為其中K＝

本文檔共48頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電流互感器正確使用3）三相星形連接時二次負(fù)載阻抗的計(jì)算。同理分析，可得到Zb＝Zm＋RL＋RK

其中K＝1，設(shè)三相電流平衡，所以IN＝0

本文檔共48頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電流互感器正確使用應(yīng)注意的問題使用電流互感器應(yīng)注意的問題（1）運(yùn)行中的電流互感器二次繞組不允許開路。（2）電流互感器繞組應(yīng)按減極性連接。（3）電流互感器二次側(cè)應(yīng)可靠接地。本文檔共48頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電壓互感器一、電壓互感器的主要技術(shù)數(shù)據(jù)二、工作原理

三、電壓互感器的正確使用四、電壓互感器二次負(fù)載的計(jì)算本文檔共48頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電壓互感器分類（－）電壓互感器的分類

1．按用途分類按用途分為測量用電壓互感器和保護(hù)用電壓互感器，這兩種電壓互感器，又可分為單相電壓互感器和三相電壓互感器。

2．根據(jù)安裝地點(diǎn)分類按安裝地點(diǎn)分為戶內(nèi)型電壓互感器和戶外型電壓互感器。本文檔共48頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電壓互感器分類3．根據(jù)電壓變換原理分類（1）電磁式電壓互感器，以電磁感應(yīng)來變換電壓；（2）電容式電壓互感器，以電容分壓來變換電壓；（3）光電式電壓互感器，以光電元件來變換電壓。4．根據(jù)結(jié)構(gòu)不同分類（l）單級式電壓互感器，一次繞組和二次繞組均繞在同一個鐵芯柱上。（2）串級式電壓互感器，一次繞組分成匝數(shù)相同的幾段，各段串聯(lián)起來，一端子連接高壓電路，另一端子接地。本文檔共48頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分

電壓互感器型號規(guī)定

（二）電壓互感器的型號規(guī)定目前，國產(chǎn)電壓互感器型號編排方法如下：電壓互感器在特殊使用環(huán)境的代號，主要有以下幾種：CY一船舶用；GY一高原地區(qū)用；W一污穢地區(qū)用；AT—干熱帶地區(qū)用；TH一濕熱帶地區(qū)用。

本文檔共48頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電壓互感器型號字母說明電壓互感器型號中的字母，都用漢語拼音字母表示，字母排列順序及其對應(yīng)符號含義如表4-3所示。本文檔共48頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電壓互感器主要參數(shù)

（三）電壓互感器的主要參數(shù)

1．繞組的額定電壓額定一次電壓是指可以長期加在一次繞組上的電壓，其值應(yīng)與我國電力系統(tǒng)規(guī)定的“額定電壓”系列相一致。額定二次電壓，我國規(guī)定接在三相系統(tǒng)中相線與相線之間的單相電壓互感器為100V，對于接在三相系統(tǒng)相與地間的單相電壓互感器，為V本文檔共48頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電壓互感器主要技術(shù)參數(shù)

2．額定電壓變比額定電壓變比為額定一次電壓與額定二次電壓之比，一般用不約分的分?jǐn)?shù)形式表示(如：JDZ10-1210/0.1)3．額定二次負(fù)載（VA）電壓互感器的額定二次負(fù)載，為確定準(zhǔn)確度等級所依據(jù)的二次負(fù)載導(dǎo)納（或阻抗）值。

4．準(zhǔn)確度等級國產(chǎn)電壓互感器的準(zhǔn)確度等級有0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、3.0、5.0級。用戶電能計(jì)量裝置通常采用0.2級和0.5級電壓互感器

5．極性標(biāo)志為了保證測量及校驗(yàn)工作的接線正確，電壓互感器一次及二次繞組的端子應(yīng)標(biāo)明極性標(biāo)志。電壓互感器一次繞組接線端子用大寫字母A、B、C、N表示，二次繞組接線端子用小寫字母α、b、c、n表示。

本文檔共48頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電壓互感器工作原理（一）工作原理電壓互感器的工作原理、結(jié)構(gòu)和接線方式與普通變壓器相似，同樣是由相互絕緣的一次、二次繞組繞在公共的閉合鐵芯上組成，如圖4-14所示。其主要區(qū)別是二者容量不同，且電壓互感器是在接近空載的狀態(tài)下工作。本文檔共48頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電壓互感器工作原理電壓互感器將高電壓變?yōu)榈碗妷汗╇娊o儀表，所以它的一次匝數(shù)N1多，二次匝數(shù)N2少。一次繞組與被測電壓并聯(lián)，二次繞組與各種測量儀表或繼電器的電壓線圈相并聯(lián)。電壓互感器在電氣圖中文字符號用TV表示。電壓互感器T形等值電路圖和相量圖如圖4-15和圖4-16所示本文檔共48頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電壓互感器工作原理電壓互感器存在著比差和角差比差用表示，它等于

相角差簡稱角差，是指一次電壓與旋轉(zhuǎn)180o

后二次電壓相量間的相位差，用δU表示，單位為“′”（分）。當(dāng)旋轉(zhuǎn)后的二次電壓超前于一次電壓相量時，角差為正值；反之，角差為負(fù)值。本文檔共48頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電壓互感器正確使用1．電壓互感器的選擇（l）額定電壓的選擇。電壓互感器的額定電壓是指加在三相電壓互感器一次繞組上的線電壓，選擇時，應(yīng)滿足下式

（2）準(zhǔn)確度等級的選擇。電壓互感器的準(zhǔn)確度等級選擇與電流互感器的準(zhǔn)確度等級選擇相同。

本文檔共48頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分

3）接線方式的選擇。電壓互感器的接線方式有多種，計(jì)量有功電能和無功電能時，常用圖4-22和圖4-23兩種接線方式。本文檔共48頁；當(dāng)前第39頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電壓互感器使用4）額定容量的選擇。按照二次負(fù)載取用的總視在功率S選擇電壓互感器的額定容量Se，公式為0.25Se＜S＜Se

電壓互感器每相的二次負(fù)載并不一定相等，因此應(yīng)按最大一相取用的負(fù)載功率來考慮選擇。本文檔共48頁；當(dāng)前第40頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電壓互感器使用中應(yīng)注意的問題2．使用電壓互感器應(yīng)注意的問題為了達(dá)到安全和準(zhǔn)確測量的目的，使用電壓互感器必須注意以下事項(xiàng)：（1）按要求的相序進(jìn)行接線，防止接錯極性，否則將引起某一相電壓升高

倍。（2）電壓互感器二次側(cè)應(yīng)可靠接地，以保證人身及儀表的安全。（3）電壓互感器二次側(cè)嚴(yán)禁短路。本文檔共48頁；當(dāng)前第41頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分電壓互感器接線方式1．電壓互感器為V，v接線，負(fù)載為三角形接線如圖4-24所示，設(shè)接于a、b間電壓互感器分擔(dān)的總負(fù)載視在功率為S1，且S1由Sab和Sac構(gòu)成。流過它們的電流分別為iab

和iac

。又設(shè)電壓互感器二次額定線電壓為U2e，且Uab＝Ucb＝Uac＝U2e。本文檔共48頁；當(dāng)前第42頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分

電壓互感器過α、b間電壓互感器的總電流為I1，則

為了求出I1，可將圖4-24(b)中的iab和iac

分別向投影，先求出I1的有功分量和無功分量，即本文檔共48頁；當(dāng)前第43頁；編輯于星期二\16點(diǎn)58分如果已知二次負(fù)載的導(dǎo)納分別為Yαb、Ycb、Yαc，則式（4-