《互感器及變換器》課件

互感器及變換器電氣設(shè)備中不可缺少的組成部分。在電力系統(tǒng)中，它們扮演著至關(guān)重要的角色。引言電力系統(tǒng)中不可或缺的組件互感器和變換器在電力系統(tǒng)中扮演著重要角色，它們是連接發(fā)電廠、輸電線路、配電網(wǎng)絡(luò)和用戶的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。測量和保護(hù)的重要工具互感器能夠?qū)⒏邏弘娏ο到y(tǒng)中的電流、電壓和功率信號降低至安全可測量的范圍，用于監(jiān)控和控制電力系統(tǒng)。保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行互感器和變換器能夠及時檢測故障，并向保護(hù)裝置發(fā)送信號，確保電力系統(tǒng)的安全運行。1.1互感器及變換器在電力系統(tǒng)中的作用測量和保護(hù)互感器將高壓電流和電壓轉(zhuǎn)換為低壓信號，方便測量和控制。它們還提供保護(hù)功能，在發(fā)生故障時及時切斷電路，保障電力系統(tǒng)安全運行。電壓和電流變換變換器可以將電壓或電流進(jìn)行升降壓，使電力傳輸更有效率。它們在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，確保電力能夠穩(wěn)定可靠地輸送到用戶端。1.2課程目標(biāo)和內(nèi)容概述理解互感器和變換器深入了解互感器和變換器在電力系統(tǒng)中的重要作用和工作原理。掌握互感器和變換器的結(jié)構(gòu)特點、工作原理和應(yīng)用場景。學(xué)習(xí)互感器和變換器的測試和維護(hù)技術(shù)，為實際應(yīng)用打下基礎(chǔ)。2.互感器的基本原理互感器是電力系統(tǒng)中重要的測量元件，它利用電磁感應(yīng)原理將高壓、大電流轉(zhuǎn)換為低壓、小電流，方便測量和控制。2.1電磁感應(yīng)原理1磁場變化導(dǎo)體周圍磁場發(fā)生變化2感應(yīng)電流導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流3磁力線切割導(dǎo)體切割磁力線4感應(yīng)電動勢導(dǎo)體兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動勢電磁感應(yīng)原理是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的物理現(xiàn)象。當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運動或磁場發(fā)生變化時，導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，這與法拉第電磁感應(yīng)定律相關(guān)。2.2互感應(yīng)的概念和參數(shù)互感應(yīng)的概念互感應(yīng)是指兩個或多個繞組之間的磁場相互作用，其中一個繞組的電流變化會引起另一個繞組的電壓變化。主要參數(shù)互感器的主要參數(shù)包括匝數(shù)比、互感系數(shù)、變比誤差、相位角誤差等。變比誤差變比誤差是指互感器實際變比與標(biāo)稱變比之間的差異，反映了互感器輸出電壓或電流與實際電壓或電流之間的偏差。相位角誤差相位角誤差是指互感器輸出電壓或電流的相位與實際電壓或電流的相位之間的差異，影響繼電保護(hù)和測量精度。2.3理想互感器的特性11.無損耗理想互感器不存在損耗，即原邊輸入的功率等于副邊輸出的功率。22.無泄漏磁通理想互感器所有磁通都通過鐵芯，沒有泄漏磁通，確保能量傳輸效率。33.線圈電阻為零理想互感器線圈電阻為零，不會造成能量損耗，提高效率。44.互感系數(shù)為1理想互感器原副邊電流的比例等于匝數(shù)比，確保準(zhǔn)確的測量和控制。電壓互感器電壓互感器將高壓電網(wǎng)中的電壓降低到安全電壓，方便測量和控制。電壓互感器在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，是實現(xiàn)安全、可靠運行的重要組成部分。3.1電壓互感器的結(jié)構(gòu)和工作原理結(jié)構(gòu)電壓互感器主要由鐵芯、繞組和外殼組成。鐵芯通常采用硅鋼片疊壓而成，繞組分為高壓繞組和低壓繞組。高壓繞組連接在高壓側(cè)，低壓繞組連接在低壓側(cè)，外殼可以起到保護(hù)和絕緣的作用。工作原理電壓互感器的工作原理是基于電磁感應(yīng)原理。當(dāng)高壓側(cè)輸入電壓時，鐵芯會產(chǎn)生磁場，磁場穿過低壓繞組，在低壓繞組中感應(yīng)出與輸入電壓成比例的電壓。變壓比電壓互感器的變壓比是指高壓繞組與低壓繞組的匝數(shù)比。變壓比決定了輸出電壓與輸入電壓的比例關(guān)系。電壓互感器的變壓比通常為100:1、1000:1等等。3.2電壓互感器的性能指標(biāo)電壓互感器的性能指標(biāo)直接影響到電力系統(tǒng)安全運行和測量準(zhǔn)確性。1.0精度等級反映電壓互感器輸出電壓與輸入電壓之間的偏差程度。0.5額定電壓互感器在正常工作條件下所能承受的最高電壓值。100額定電流互感器在正常工作條件下所能承受的最高電流值。50額定頻率互感器在正常工作條件下所能承受的最高頻率值。3.3電壓互感器的種類和應(yīng)用11.按結(jié)構(gòu)分類根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，電壓互感器可分為干式和油浸式兩種。22.按精度等級分類電壓互感器精度等級分為0.2級、0.5級、1.0級、3級等，精度等級越高，測量誤差越小。33.按用途分類電壓互感器主要用于繼電保護(hù)、測量、計量等方面，根據(jù)不同的應(yīng)用場景選擇合適的電壓互感器。電流互感器電流互感器是電力系統(tǒng)中不可或缺的重要設(shè)備，其作用是將高壓大電流轉(zhuǎn)換為低壓小電流，方便測量和控制。4.1電流互感器的結(jié)構(gòu)和工作原理1一次繞組電流互感器的一次繞組直接連接在電力系統(tǒng)的高壓線路中，用于接收被測電流。2鐵芯電流互感器的鐵芯由特殊材料制成，用于集中磁場，并傳遞磁通量到二次繞組。3二次繞組電流互感器的二次繞組連接到測量儀表或繼電保護(hù)裝置，用于輸出與一次電流成比例的電流。電流互感器的工作原理基于電磁感應(yīng)原理。當(dāng)一次繞組流過電流時，鐵芯中會產(chǎn)生磁場，并感應(yīng)出二次繞組中的電流。二次電流與一次電流的比例取決于一次繞組和二次繞組的匝數(shù)比。電流互感器通常用于測量電力系統(tǒng)中的電流，并將高壓電流轉(zhuǎn)換為低壓電流，方便進(jìn)行測量和控制。4.2電流互感器的性能指標(biāo)指標(biāo)含義單位變比一次電流與二次電流的比值A(chǔ)/A精度等級反映電流互感器誤差大小0.2S、0.5S、1S、3S、5S額定電流互感器長期工作時一次側(cè)允許通過的最大電流A飽和電流互感器鐵芯磁化達(dá)到飽和狀態(tài)時的電流A電流互感器的性能指標(biāo)主要包括變比、精度等級、額定電流和飽和電流。這些指標(biāo)反映了電流互感器的準(zhǔn)確性和可靠性，影響著繼電保護(hù)和自動控制的準(zhǔn)確性。4.3電流互感器的種類和應(yīng)用按安裝方式分可分為穿心式、套管式和分接式。按精度分可分為0.2級、0.5級、1.0級和3.0級。按用途分可分為計量用、保護(hù)用、控制用和通信用。5.功率互感器功率互感器是一種測量電力系統(tǒng)中功率的儀器。它主要用于測量電壓和電流，并將其轉(zhuǎn)化為可測量的量值。5.1功率互感器的結(jié)構(gòu)和工作原理1結(jié)構(gòu)功率互感器通常由鐵芯、繞組和絕緣材料組成。鐵芯通常采用硅鋼片疊壓而成，繞組則分為高壓繞組和低壓繞組。絕緣材料用于隔離高壓和低壓繞組，并確?；ジ衅鞯陌踩\行。2工作原理功率互感器的工作原理是基于電磁感應(yīng)原理，即當(dāng)電流通過高壓繞組時，會在鐵芯中產(chǎn)生磁場，并感應(yīng)出低壓繞組中的電流。通過調(diào)節(jié)繞組的匝數(shù)比例，可以實現(xiàn)電壓或電流的變換。3應(yīng)用功率互感器廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，用于測量電壓、電流和功率，并進(jìn)行繼電保護(hù)和自動化控制。5.2功率互感器的性能指標(biāo)功率互感器的性能指標(biāo)包括精度等級、相位誤差、頻率響應(yīng)、溫漂系數(shù)、抗過電壓和抗短路電流等，這些指標(biāo)決定了功率互感器的工作性能。5.3功率互感器的種類和應(yīng)用電壓互感器電壓互感器用于將高壓電路中的電壓降低到安全級別，便于測量和控制。電壓互感器廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，例如變電站、發(fā)電廠和配電網(wǎng)絡(luò)。電流互感器電流互感器用于測量高壓電路中的電流，并將其轉(zhuǎn)換為低電流信號，便于儀表和保護(hù)裝置使用。功率互感器功率互感器是一種組合式互感器，它將電壓和電流信號同時轉(zhuǎn)換成低電壓和低電流信號，用于測量電力系統(tǒng)的功率、無功功率和功率因數(shù)。6.變換器變換器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，用于改變電壓或電流的幅值、頻率或相位。它在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，例如配電系統(tǒng)中用于改變電壓等級，或變頻器中用于改變頻率。6.1變換器的基本原理1電壓轉(zhuǎn)換變換器通過改變電壓，實現(xiàn)電壓的升降。2電流轉(zhuǎn)換變換器通過改變電流，實現(xiàn)電流的升降。3功率傳遞變換器通過改變電壓或電流，傳遞電力。變換器是一種電力電子設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)電壓、電流和功率的轉(zhuǎn)換。它們通常應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，用于將高壓電力轉(zhuǎn)換為低壓電力，或?qū)⒌蛪弘娏D(zhuǎn)換為高壓電力。6.2常見變換器的結(jié)構(gòu)和特性電壓變換器電壓變換器用于改變電壓幅值，常用于變壓器、發(fā)電機等設(shè)備中。電壓變換器可以提高或降低電壓，根據(jù)不同的應(yīng)用場景選擇合適的變換器類型。電流變換器電流變換器用于改變電流幅值，常用于電流互感器、電子負(fù)載等設(shè)備中。電流變換器可以放大或縮小電流，根據(jù)不同的應(yīng)用場景選擇合適的變換器類型。頻率變換器頻率變換器用于改變電流頻率，常用于電機控制、電力電子等領(lǐng)域。頻率變換器可以提高或降低頻率，根據(jù)不同的應(yīng)用場景選擇合適的變換器類型。相位變換器相位變換器用于改變電流相位，常用于電力系統(tǒng)中的功率補償、諧波抑制等。相位變換器可以改變電流的相位角，根據(jù)不同的應(yīng)用場景選擇合適的變換器類型。6.3變換器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用電壓變換電壓變換器用于調(diào)節(jié)電壓等級，滿足不同設(shè)備的電壓需求。例如，變壓器可以將高壓電轉(zhuǎn)換為低壓電，供給居民用戶使用。頻率變換頻率變換器可以將交流電的頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)換，例如，將50Hz的交流電轉(zhuǎn)換為60Hz的交流電，用于某些特定的設(shè)備。相位變換相位變換器可以改變交流電的相位，用于改善電力系統(tǒng)中的功率因數(shù)或提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。直流變換直流變換器可以將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，或?qū)⒅绷麟娹D(zhuǎn)換為交流電，廣泛應(yīng)用于電力電子設(shè)備和新能源領(lǐng)域。7.互感器及變換器的安裝與調(diào)試安裝過程至關(guān)重要，直接影響設(shè)備性能。調(diào)試確保正常運行，符合技術(shù)規(guī)范。7.1安裝要求和注意事項安裝位置互感器和變換器應(yīng)安裝在通風(fēng)良好、干燥、無腐蝕性氣體的地方。安裝位置應(yīng)便于操作和維護(hù)，并與周圍環(huán)境保持一定距離。接地互感器和變換器的金屬外殼必須可靠接地，以防止發(fā)生觸電事故。安裝方式安裝方式應(yīng)根據(jù)互感器和變換器的類型和規(guī)格選擇，確保其安全可靠地安裝。連接連接線路應(yīng)牢固可靠，并應(yīng)使用合適的導(dǎo)線和接頭，避免接觸不良或漏電。7.2調(diào)試和維護(hù)方法11.安全操作確保斷開電源，并采取安全措施，防止觸電事故。22.檢查連接仔細(xì)檢查互感器和變換器的連接，確保連接牢固可靠。33.校準(zhǔn)參數(shù)使用儀器對互感器和變換器的參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)，確保其準(zhǔn)確性。44.定期維護(hù)定期清潔、檢查和維護(hù)設(shè)備，延長其使用壽命?？偨Y(jié)與展望本課程系統(tǒng)地介紹了互感器和變換器在電力系統(tǒng)中的重要作用、基本原理、結(jié)構(gòu)、性能指標(biāo)、種類和應(yīng)用等方面的內(nèi)容。隨著電力系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，互感器和變換器將朝著更高精度、更智能化、更環(huán)保的方向發(fā)展，在未來電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行中發(fā)揮更加重要的作用。8.1本課程的總結(jié)課程涵蓋互感器和變換器工作原理、