电流互感器和变送器

1、11 电流互感器及接线电流互感器及接线 运行中的运行中的tata，二次回路必须接有负荷或直，二次回路必须接有负荷或直接短路，如果在一次绕组有电流的情况下，二接短路，如果在一次绕组有电流的情况下，二次开路，则二次反磁势不再存在，一次电流全次开路，则二次反磁势不再存在，一次电流全部用来励磁，铁芯中的磁感应急剧增加，二次部用来励磁，铁芯中的磁感应急剧增加，二次感应电势急剧上升。此时因铁芯饱和，磁通波感应电势急剧上升。此时因铁芯饱和，磁通波形将变成平顶波，二次电压很高，当出现很高形将变成平顶波，二次电压很高，当出现很高的开路电压时，会对二次绕组的绝缘和测量及的开路电压时，会对二次绕组的绝缘和测量及继电

2、保护装置构成威胁，所以继电保护装置构成威胁，所以tata运行时，应特运行时，应特别注意防止二次绕组开路。别注意防止二次绕组开路。【重要提示】【重要提示】tata二次回路严禁开路！二次回路严禁开路！11.2 ta11.2 ta极性极性图1-5 ta参考方向示意图11.3 11.3 电流互感器的误差电流互感器的误差 1)1)电流互感器符号、等效电路、相量图如图电流互感器符号、等效电路、相量图如图1-71-7所示所示。图图1-7 ta1-7 ta符号、等值电路及相量图符号、等值电路及相量图 2) 2)电流互感器误差电流互感器误差 在误差为在误差为1010情况下二次阻抗与一次电流的关系曲线情况下二次阻

3、抗与一次电流的关系曲线称为称为1010曲线，如图所示，图中曲线，如图所示，图中m m为一次电流倍数，为一次电流倍数，z zlmaxlmax为允许的最大二次阻抗。为允许的最大二次阻抗。图图1-8 1-8 电流互感器电流互感器1010误差曲线误差曲线 准确度准确度分为测量用的准确度级和保护用的准确度级。分为测量用的准确度级和保护用的准确度级。 测量用测量用tata的准确度级分为的准确度级分为0.10.1、0.20.2、0.50.5、1 1、3 3、5 5等等六个标准。一般的测量用六个标准。一般的测量用tata的准确度采用的准确度采用0.50.5级，计量回级，计量回路可采用路可采用0.20.2级的级

4、的tata。 tata由于存在电流波形畸变，需采用由于存在电流波形畸变，需采用复合误差复合误差来规定来规定其误差特性。其误差特性。gb1208gb12088787规定标准的保护用规定标准的保护用tata有有5p5p和和10p10p两个准确度级，如表两个准确度级，如表1-31-3所示。在表示保护用所示。在表示保护用tata准确度级准确度级时，通常也将准确限值系数一并写出，时，通常也将准确限值系数一并写出， 如，某保护用如，某保护用tata的准确度级为的准确度级为5p205p20，其中，其中2020即即为准确限值系数。整个含义是：该互感器是供保护为准确限值系数。整个含义是：该互感器是供保护用的（用

5、的（p p）, ,在一次侧流过的最大电流为其一次额定在一次侧流过的最大电流为其一次额定电流电流2020倍时，该互感器的综合误差不大于倍时，该互感器的综合误差不大于5 5。表表1-3 iec1-3 iec规定规定5p5p、10p10p的误差极限的误差极限准确度级比值误差土()（额定一次电流下）复合误差土()（额定准确限值的一次电流下）额定一次电流下相位差（）(rad10-2)5p15601.810p310电流互感器二次负载由二次电缆阻抗、保护、测量电流互感器二次负载由二次电缆阻抗、保护、测量设备负载、接触电阻组成，保护用电流互感器的二设备负载、接触电阻组成，保护用电流互感器的二次全负载次全负载z

6、 z2 2的计算公式如下：的计算公式如下：2kkllczk zk zz 连连接导接导线阻线阻抗换抗换算系算系数数电电流互流互感器感器的全的全部二部二次负次负载载继继电器电器的阻的阻抗换抗换算系算系数数 继继电电器器的的内内阻阻接触接触电阻，电阻，一般为一般为0.050.050.10.1连连接接导导线线阻阻抗抗kklkkklkkklkkklkk 0kzz33k 00z3233表1-4 保护用电流互感器的阻抗换算系数电流互感器接线方式阻 抗 换 算 系 数三相短路两相短路单相短路经y，d变压器两相短路单相212121三相星形11112111两相星形2222331212131两相差接42三角形333

7、3223311.4 电流互感器的接线方式及在电流保护中的应用电流互感器的接线方式及在电流保护中的应用 1)基本概念 电流互感器接线方式即为二次绕组与负载的连接方式，负载主要有保护用负载、测量用负载和自动化设备负载等。这里主要讨论电流保护接线方式。所谓电流保护接线方式，是指电流保护中电流继电器线圈或变送器与电流互感器二次绕组之间的连接方式。 （1）对保护接线方式的要求：能反应各种类型故障，且灵敏度尽量一致。 （2）电流保护接线方式有：三相三继电器完全星形接线、三相四继电器完全星形接线、两相两继电器的不完全星形接线、单继电器两相电流差接线。 特点：能反应相间短路；能反应接地短路； 接线系数kc=1

8、,； 多用于大接地电流系统。 2）三相完全星形接线 用于110kv及以上电压等级大电流接地系统，可以获得三相相电流。 （3）电流保护接线系数 kc：流入电流继电器的电流与电流互感器二次绕组电流的比值。 3）三相完全星形接线的中线上可以获得三相电流之和，即3倍的零序电流，如图中4ka上流过反应于接地故障时产生的零序电流 。03i 特点：能反应相间短路；能反应接地短路及不平衡电流； 接线系数kc=1,； 多用于大接地电流系统。 4）单继电器两相电流差接线 多用于电动机保护或灵敏系数易满足的线路。 特点：能反应相间短路；不能反应接地短路； 接线系数与短路故障类型有关： 三相短路，kc=3 ac、ab

9、、bc两相短路，kc=1； ；两相电流差接线 5）两相不完全星形接线 用于35kv及以下电压等级小电流接地系统，可以获得a、c相电流。图中ka为电流继电器或继电保护电流测量元件在电流保护中的应用 （1 1）特点）特点：能反应相间短路； 不能反应接地短路；接线系数kc=1；多用于小接地电流系统 (2)采用不完全星形接线时必须注意保护应统一安装在同名相上（通常装于a、c相）。 如果保护未装于同名相，如图2-25所示，发生图示两点接地故障时，保护将会拒动。不同线路的不同相别两点接地短路时不完全星形接线保护动作情况表不同线路的不同相别两点接地短路时不完全星形接线保护动作情况表线路线路l1l1接地相别接

10、地相别a aa ab bb bc cc c线路线路l2l2接地相别接地相别b bc cc ca aa ab bl1l1保护动作情况保护动作情况动作动作动动作作不动作不动作不动作不动作动动作作动作动作l2l2保护动作情况保护动作情况不动作不动作动动作作动作动作动作动作动动作作不动作不动作停电线路数停电线路数1 12 21 11 12 21 1电流保护未安装于同名相情况电流保护未安装于同名相情况 6) y-d11接线变压器后发生两相短路时各种接线的效果时各种接线的效果 （1）采用三相星形接线时： b相上装有继电器的电流比其它两相大1倍，因此灵敏系数增大1倍，这是十分有利的。 （2）采用两不完全相星

11、形接线时 由于b相上没有装设继电器，使b相中比a相、c相大一倍的电流遗失，不能使保护的灵敏度得到充分提高。 采取措施：在两相星形接线的中线上再接上一个继电器（两相三继电器方式）。 （3）采用两相电流差接线时 流入继电器的电流为零，保护不动作。因此，这种接线方式不能用来保护变压器。器。11.5 变换器及作用 1）作用 电量变换。将互感器二次侧电压(额定100v)、电流(额定5a或1a)，转换成弱电压（数伏），以适应弱电元件的要求。 电气隔离。电流、电压互感器二次侧的保安、工作接地，是用于保证人身和设备安全的，而弱电元件往往与直流电源连接，直流回路不允许直接接地，故需要经变换器实现电气隔离。 调节

12、定值。整流型、晶体管型继电保护可以通过改变变换器一次或二次线圈抽头来改变测量继电器的动作值。 变换器的电气隔离作用 2 2）种类）种类继电保护中常用的变换器有电压变换器(uv)、电流变换器(ua)和电抗变压器(ux)，uv作用是电压变换，ua、ux作用是将电流变换成与之成正比的电压。 3 3）电压变换器（）电压变换器（uvuv） uvuv原方与电压互感器相联，原方与电压互感器相联，tvtv二次侧有工作接地，二次侧有工作接地，uvuv副方的副方的“直流地直流地”为保护电源的为保护电源的0v0v，电容，电容c c容量很小，起容量很小，起抗干扰作用。抗干扰作用。电压变换器应用电压变换器应用 从从uv

13、uv原方看进去，输入阻抗很大，对于负载而原方看进去，输入阻抗很大，对于负载而言言uvuv可以看出一个电压源，可以看出一个电压源，uvuv两侧电压成正比，两侧电压成正比，2u1uk u 4 4）电流变换器（）电流变换器（uaua） 电流变换器与电压变换器不同，从电流变换器与电压变换器不同，从uaua原方看进去，原方看进去，输入阻抗很小，对于负载而言输入阻抗很小，对于负载而言uaua可以看成一个电流源可以看成一个电流源 电流变换器应用接线如图电流变换器应用接线如图1-111-11所示。所示。 ua ua二次电流（一般为二次电流（一般为mama级）与一次电流成正比，二级）与一次电流成正比，二次电流在

14、电阻上形成二次电压，次电流在电阻上形成二次电压，2i1urk u图电流变换器应用图电流变换器应用二次回路；对于负载，二次回路；对于负载，uxux近似为电压源。近似为电压源。uxux励磁阻励磁阻抗相对于负载来说很小，可以认为一次电流全部用抗相对于负载来说很小，可以认为一次电流全部用于励磁，这样二次电压于励磁，这样二次电压 ， 称为称为uxux的转移阻抗。的转移阻抗。电抗变压器等效电路电抗变压器等效电路5 5）电抗变压器（）电抗变压器（uxux） 将将tata输出二次电流输出二次电流变换为电压还可以采用变换为电压还可以采用电抗变压器（电抗变压器（uxux），），uxux输入阻抗很小，串于输入阻抗很小，串于tata21i 1muz ik i ik与使与使uaua的电压变换电路不的电压变换电路不同，同，uxux输出电压超前输入电输出电压超前输入电流一定相位角，具有流一定相位角，具有“电抗电抗特性特性”。由于。由于uxux励磁阻抗较励磁阻抗