2互感器及变换器ppt课件

1、第二章第二章 互感器及变换器互感器及变换器 电流互感器TA 电压互感器TV 电流变换器UA 电压变换器UV 电抗变换器UX作用：变换与隔离 2.1 2.1 电流互感器电流互感器TATAv作用：将一次系统高电压电路上的大电流，准作用：将一次系统高电压电路上的大电流，准确地变换为二次低电压电路上的小电流额定确地变换为二次低电压电路上的小电流额定值为值为5A或或1A；以便继电维护安装或仪表用；以便继电维护安装或仪表用于丈量电流。于丈量电流。v同时它还具有对高、低电压电路的隔离作用，同时它还具有对高、低电压电路的隔离作用，以保证二次设备和任务人员的平安。以保证二次设备和任务人员的平安。v文字符号为文字

2、符号为TA旧符号曾记为旧符号曾记为CT。电流互感器的等值电路及相量图电流互感器的等值电路及相量图(a) 等值电路等值电路 (b) 相量图相量图 电流互感器极性电流互感器极性u在继电维护中按在继电维护中按“减极性原那么标示。减极性原那么标示。u即一次电流由即一次电流由“*端流入电流互感器作为它端流入电流互感器作为它的假定正方向，而二次电流由的假定正方向，而二次电流由“*端流出。端流出。 n电流互感器实物电流互感器实物 特 点二次侧接的是仪表和继电器的电流线圈，二次侧接的是仪表和继电器的电流线圈，阻抗很小，接近于短路任务形状；阻抗很小，接近于短路任务形状；二次侧阻抗很小，二次侧阻抗很小，W1W2也

3、很小，故对也很小，故对一次侧的电流几乎无影响，一次侧电流取决一次侧的电流几乎无影响，一次侧电流取决于电网负载；于电网负载；电流互感器运转时，应特别留意防止二次电流互感器运转时，应特别留意防止二次绕组开路。留意端子极性。绕组开路。留意端子极性。 电流互感器的误差电流互感器的误差 |TA的误差主要来自于励磁电流，一次电流中的误差主要来自于励磁电流，一次电流中有一部分流入励磁支路而不变换至二次侧。有一部分流入励磁支路而不变换至二次侧。|影响影响TA误差的主要要素是二次负载及一次电误差的主要要素是二次负载及一次电流大小。流大小。|二次负载二次负载励磁电流励磁电流TA误差误差|一次电流一次电流TA铁芯趋

4、向饱和铁芯趋向饱和励磁阻抗下降励磁阻抗下降励磁电流增大励磁电流增大TA误差增大误差增大v10误差曲线误差曲线 ：误差为：误差为v 10情况下二次阻抗与情况下二次阻抗与v 一次电流倍数的关系曲一次电流倍数的关系曲v 线称为线称为10曲线。曲线。v电流互感器的准确度级电流互感器的准确度级va：丈量用电流互感器的准确度级为：丈量用电流互感器的准确度级为：0.2、0.5、1、3、5、10等六个规范；等六个规范；vb：维护用电流互感器的准确度级有：维护用电流互感器的准确度级有5P、10P两个准确度级，还有两个准确度级，还有B级供过电流维护用，级供过电流维护用，D级级供差动维护用。供差动维护用。 电流互感

5、器接线方式电流互感器接线方式 定义：所谓电流互感器的接线方式是指电流互感器定义：所谓电流互感器的接线方式是指电流互感器二次绕组和电流丈量元件电流继电器间的衔接二次绕组和电流丈量元件电流继电器间的衔接方式。方式。为能反映一切类型的相间短路，电流维护要求至少为能反映一切类型的相间短路，电流维护要求至少在两相线路上应装有电流互感器和电流丈量元件。在两相线路上应装有电流互感器和电流丈量元件。常用的有三相式完全星形接线方式三相三继电器常用的有三相式完全星形接线方式三相三继电器的完全星形接线；两相两继电器的不完全星形接的完全星形接线；两相两继电器的不完全星形接线；两相单继电器的两相电流差接线。线；两相单继

6、电器的两相电流差接线。 接线系数接线系数进入电流丈量元件进入电流丈量元件(电流继电器电流继电器)的电流与电流的电流与电流互感器的二次电流之比，即接线系数互感器的二次电流之比，即接线系数当维护安装起动电流为当维护安装起动电流为 时，那么反响到时，那么反响到电流互感电流互感器中二次电流值为器中二次电流值为 ，反响到继电器，反响到继电器中的中的电流为电流为 2conKrIKI.1opI1/opTAIK12conopopTAKIIK电流互感器的接线图电流互感器的接线图(a) 两相电流差式接线及电流相量图两相电流差式接线及电流相量图 (b) 三相式完全星形接线三相式完全星形接线 (c) 两相式不完全星形

7、接线两相式不完全星形接线 几种接线方式性能分析几种接线方式性能分析v 两种接线方式的投资不同。两种接线方式的投资不同。 v完全星形与不完全星形接线的接线系数为完全星形与不完全星形接线的接线系数为1；v两相电流差接线虽节约投资，但两相电流差接线虽节约投资，但B相短路不能反响，且相短路不能反响，且接线系数和灵敏度那么随短路类型而变化。故只适用于接线系数和灵敏度那么随短路类型而变化。故只适用于10KV以下小接地电流作为相间短路维护，小容量设备和以下小接地电流作为相间短路维护，小容量设备和高压电动机的维护；高压电动机的维护；v完全星形接线和不完全星形接线中流入电流继电器的电完全星形接线和不完全星形接线

8、中流入电流继电器的电流均为相电流，两种接线都能反响各种相间短路缺点；流均为相电流，两种接线都能反响各种相间短路缺点；v完全星形接线还可以反响各种单相接地短路；完全星形接线还可以反响各种单相接地短路；v不完全星形接线不能反响全部的单相接地短路不完全星形接线不能反响全部的单相接地短路(如如B相接相接地地)。 小接地电流电网中发生两点接地分析：小接地电流电网中发生两点接地分析：v在动作时间一样的并行线路上发生两点接地时，在动作时间一样的并行线路上发生两点接地时，在接地电流足够大时，不完全星形接线只需三在接地电流足够大时，不完全星形接线只需三分之一的时时机切除两条线，而完全星形接线分之一的时时机切除两

9、条线，而完全星形接线那么均切除两条线，因此不完全星形接线的供那么均切除两条线，因此不完全星形接线的供电可靠性高；电可靠性高；v在串联运转的两相邻线路上发生两点接地时，在串联运转的两相邻线路上发生两点接地时，不完全星形接线的电流维护有三分之一的时时不完全星形接线的电流维护有三分之一的时时机无选择性动作，而完全星形接线那么百分之机无选择性动作，而完全星形接线那么百分之百有选择性动作。百有选择性动作。 小接地电流电网中发生两点接地分析：在小接地电流系小接地电流电网中发生两点接地分析：在小接地电流系统中，在不同线路的不同相上发生两点接地时，普通情统中，在不同线路的不同相上发生两点接地时，普通情况下只需

10、求切除一个接地点而允许带一个接地点继续运况下只需求切除一个接地点而允许带一个接地点继续运转一段时间转一段时间 。l 放射性线路上两点接地放射性线路上两点接地|在两点发生接地短路时，两套在两点发生接地短路时，两套维护设时限整定得一样均维护设时限整定得一样均将起动。如采用两相星形接线，将起动。如采用两相星形接线，那么维护有那么维护有2/3的时机只切除的时机只切除任一线路。即只需任一线路。即只需1/3的时机的时机切除两条线，而完全星形接线切除两条线，而完全星形接线那么切除两条线，此时前者供那么切除两条线，此时前者供电可靠性高。因此，在放射性电可靠性高。因此，在放射性的线路中，两相星形接线比三的线路中

11、，两相星形接线比三相星形接线运用较广。相星形接线运用较广。 u 串联线路上两点接地串联线路上两点接地 在在dA点和点和dB点发生接地短路，只希望切除距电源远的线路。假设点发生接地短路，只希望切除距电源远的线路。假设维护维护1和维护和维护2均采用三相星形接线时，假设它们的整定值和时限都均采用三相星形接线时，假设它们的整定值和时限都满足选择性，那就能保证满足选择性，那就能保证100%地只切除线路缺点。如采用两相星地只切除线路缺点。如采用两相星形接线，那么维护就不能切除形接线，那么维护就不能切除B相接地缺点，只能由维护相接地缺点，只能由维护2动作切动作切除线路除线路AB，使停电范围扩展。，使停电范围

12、扩展。这种接线方式在不同的相别的两点接地组合中，只能有这种接线方式在不同的相别的两点接地组合中，只能有2/3的时机的时机有选择地切除后面的一条线路，即不完全星形有有选择地切除后面的一条线路，即不完全星形有1/3时机无选择动时机无选择动作，而完全星形那么百分之百有选择性动作。作，而完全星形那么百分之百有选择性动作。 Y，d11接线降压变压器后相间短路表示图接线降压变压器后相间短路表示图Y，d11接线降压变压器后相间短路时的电流分布和相量图接线降压变压器后相间短路时的电流分布和相量图 (a) 接线图接线图 (b) 侧电流相量图侧电流相量图 (c) Y侧电流相量图侧电流相量图Y，d11接线变压器后两

13、种接线方式分析接线变压器后两种接线方式分析Y，d11接线变压器，接线变压器，Y侧正序分量滞后侧正序分量滞后侧侧30，Y侧负侧负序分量超前序分量超前侧侧30。1采用三相星形接线时，那么采用三相星形接线时，那么B相上继电器中的电流较相上继电器中的电流较其它两相大一倍。因此灵敏系数增大一倍，这是非常有其它两相大一倍。因此灵敏系数增大一倍，这是非常有利的。利的。2采用两相星形接线时，由于采用两相星形接线时，由于B相上没有装设继电器，相上没有装设继电器，就没有丈量元件可以反映就没有丈量元件可以反映B相电流，故维护的灵敏度下相电流，故维护的灵敏度下降了降了50%。为抑制这个缺陷，在两相星形接线的中线上。为

14、抑制这个缺陷，在两相星形接线的中线上再接入一个继电器或第三个电流丈量元件，从而提高了再接入一个继电器或第三个电流丈量元件，从而提高了维护的灵敏度，这种接线又称为两相三继电器接线。维护的灵敏度，这种接线又称为两相三继电器接线。| 各种接线方式的运用范围各种接线方式的运用范围 u三相完全星形接线方式：能反响各种类型的缺点，维护安装的灵敏三相完全星形接线方式：能反响各种类型的缺点，维护安装的灵敏度不因缺点相别的不同而变化。度不因缺点相别的不同而变化。u三相完全星形接线用于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，可及以上电压等级大电流接地系统，可以获得三相相电流。以获得三相相电流。

15、u三相完全星形接线的中线上可以获得三相电流之和，即三相完全星形接线的中线上可以获得三相电流之和，即3倍的零序倍的零序电流。电流。u1广泛运用于发电机、变压器大型贵重电气设备的维护中。广泛运用于发电机、变压器大型贵重电气设备的维护中。u2用在中性点直接接地电网中大接地电流系统中，作为相间用在中性点直接接地电网中大接地电流系统中，作为相间短路的维护，同时也可维护单相接地对此普通都采用专门的零序短路的维护，同时也可维护单相接地对此普通都采用专门的零序电流维护。电流维护。u3在采用其他更简单和经济的接线方式不能满足灵敏度的要求时，在采用其他更简单和经济的接线方式不能满足灵敏度的要求时，可采用这种接线方

16、式。可采用这种接线方式。v 各种接线方式的运用范围各种接线方式的运用范围两相不完全星形接线方式两相不完全星形接线方式 较为经济简单，能反响各种类较为经济简单，能反响各种类型的相间短路。主要运用于如下方面：型的相间短路。主要运用于如下方面：1在中性点直接接地电网和非直接接地电网中，广泛地在中性点直接接地电网和非直接接地电网中，广泛地采用它作为相间短路的维护。在采用它作为相间短路的维护。在10kV及以上，特别在及以上，特别在35kV非直接接地电网中得到广泛运用。可以获得非直接接地电网中得到广泛运用。可以获得A、C相相电流。电流。2在分布很广的中性点非直接接地电网中，两点接地短在分布很广的中性点非直

17、接接地电网中，两点接地短路常发生在放射型线路上。在这种情况下，采用两相星形路常发生在放射型线路上。在这种情况下，采用两相星形接线以保证有接线以保证有2/3的时机只切除一条线路要求维护安装的时机只切除一条线路要求维护安装均安装在一样的两相上，普通为均安装在一样的两相上，普通为A、C两相。如在两相。如在610kV中性点不接地系统中对单相接地可不立刻跳闸，允中性点不接地系统中对单相接地可不立刻跳闸，允许运转两个小时，因此在许运转两个小时，因此在610kV中性点不接地系统中的中性点不接地系统中的过流维护安装广泛运用两相星形接线方式。过流维护安装广泛运用两相星形接线方式。原理和组成：2.1 2.1 电压

18、互感器电压互感器 TV,TV,现场现场PTPT分为电磁式电压互感器、电容式电压互感器、分为电磁式电压互感器、电容式电压互感器、光电式互感器光电式互感器电容式TV 及油浸式TV 电容式电压互感器电容式电压互感器(CVT)，用于，用于110-500KV中性点直接接地系统中，利用分压中性点直接接地系统中，利用分压原理实现电压变换。优点：没有谐振问题，装在线路原理实现电压变换。优点：没有谐振问题，装在线路上时可以兼作高频通道的结合电容器上时可以兼作高频通道的结合电容器.带载波附件的带载波附件的电容式电压互感器原理接线如下图，电容分压后的电电容式电压互感器原理接线如下图，电容分压后的电压经压经T变换输出

19、。变换输出。 特特 点点v容量小容量小(通常只需几十伏安或几百伏安通常只需几十伏安或几百伏安)v一次电压一次电压(即电网电压即电网电压)不受二次电压的影响不受二次电压的影响v正常运转时近似空载，二次电压根本上等于正常运转时近似空载，二次电压根本上等于二次感应电动势。二次感应电动势。v二次侧严禁短路，一次、二次普通接有熔断二次侧严禁短路，一次、二次普通接有熔断器维护器维护v二次侧有一端必需接地。二次侧有一端必需接地。| 误差误差|额定变比额定变比: |(1)变比误差变比误差|定义：用电压互感器测出的电压与实践电压之差与定义：用电压互感器测出的电压与实践电压之差与实践电压之比的百分值表示，即：实践

20、电压之比的百分值表示，即：|(2)角误差角误差|角误差是指电压互感器一次电压向量与反向二次电角误差是指电压互感器一次电压向量与反向二次电压向量之间的夹角压向量之间的夹角。|(3)电压互感器的准确度级电压互感器的准确度级|a: 对于丈量用电压互感器的规范准确度级有：对于丈量用电压互感器的规范准确度级有：0.1、0.2、0.5、1.0、3.0五个等五个等|b：继电维护用电压互感器的规范准确度级有：继电维护用电压互感器的规范准确度级有3P和和6P两个等级两个等级12NTVNUKU电压互感器的接线方式电压互感器的接线方式(a) 一个单相电压互感一个单相电压互感器器 (b) 两个单相接成两个单相接成V/

21、V形形 ( c ) 三 个 单 相 接 成三 个 单 相 接 成Y0/Y0形形 (d) 三个单相三个单相三绕组电压互感器或一三绕组电压互感器或一个三相五柱三绕组电压个三相五柱三绕组电压互感器接成互感器接成Y0/Y0形形| 变换器作用、分类变换器作用、分类v维护安装动作判据主要为母线电压维护安装动作判据主要为母线电压(线路电压线路电压)、线路、线路电流。因此需求将母线电流。因此需求将母线(线路线路)电压互感器、电流互感电压互感器、电流互感器输出的二次电压、电流再经变换器进展线性变换器输出的二次电压、电流再经变换器进展线性变换后送入继电维护安装的丈量电路。后送入继电维护安装的丈量电路。v电量变换：

22、将互感器二次侧电压电量变换：将互感器二次侧电压(额定额定100V)、电流、电流(额定额定5A或或1A)，转换成弱电压，转换成弱电压(数伏数伏)，以顺应弱电，以顺应弱电元件的要求。元件的要求。v电气隔离电气隔离 v调理定值：调理定值： v变换器有电压变换器变换器有电压变换器(UV)、电流变换器、电流变换器(UA)和电抗和电抗变压器变压器(UX) 。 2.3 2.3 电压变换器电压变换器(UV) (UV) UV原方与电压互感器相联，原方与电压互感器相联，TV二次侧有任务接二次侧有任务接地，地，UV副方的副方的“直流地为维护电源的直流地为维护电源的0V，电容，电容C容量很小，起抗干扰作用容量很小，起抗干扰作用 。 2.4 电流变换器电流变换器(UA) UA二次电流二次电流(普通为普通为mA级级)与一次电流成正比，与