PT,CT,母线,避雷器等一次设备的相关知识

1、1.互感器 互感器（instrument transformer）又称为仪用变压器，是电流互感器和电压互感器的统称。其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压（100V）或标准小电流（5A或1A，均指额定值），以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。分为电压互感器（TV）和电流互感器（TA）。 互感器的作用 1)与电气仪表和继电保护及自动装置配合测量电力系统高电压回路的电流、电压、电能等参数。 2)隔离高电压，保障工作人员与设备安全。 3)互感器二次测额定值统一，有利于二次设备标准化。 4)有利于使用低压、低截

2、面电缆完成测量保护功能。 互感器的分类 1)从测量内容分为电流互感器和电压互感器。 2)使用环境分为户内型和户外型。 3)使用对象分为仪表用和保护用。 其它分类：绝缘、结构、原理等方面的分类。1.1电流互感器 电流互感器是电力系统中供测量和保护用的重要设备。在高压电路中，为了测量电路中的电流，通常采用电流互感器将大电流变成小电流，并使测量仪表和继电器与高压装置在电气方面隔离，保证设备和人员的安全。 （一）普通电流互感器的工作原理 电流互感器原理是依据电磁感应原理的。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数

3、比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。 电流互感器实际运行中负荷阻抗很小，二次绕组接近于短路状态，相当于一个短路运行的变压器。 （二）使用注意事项电流互感器在工作时其二次侧不得开路。否则二次侧会感应出极高电压，危及人身和设备安全。电流互感器的二次侧有一端必须接地。电流互感器在连接时，要注意其端子的极性。电流互感器必须保证一定的准确度，电流互感器的负载阻抗不得大于与准确级相对应的额定阻抗。 一般0.1、0.2级主要用于实验室精密测量和供电容量超过一定值（月供电量超过100万kWh）

4、的线路或用户；0.5级的可用于收费用的电能表；0.5-1级的用于发电厂、变电所的盘式仪表和技术上用的电能表；3级、5级的电流互感器用于一般的测量和某些继电保护上；5P和10P级的用于继电保护，在旧型号产品中用B、C、D级表示。（四）电流互感器的分类按安装地点可分为屋内（20kV及以下）和屋外式（35kV及 以上）。按安装方式可分为穿墙式、支持式和装入式（套管式）。按绝缘方式可分为干式、浇注式、油浸式等。干式用绝缘胶浸渍，用于屋内低压电流互感器；浇注式以环氧树脂作绝缘，目前仅用于35kV及以下的屋内电流互感器；油浸式多为屋外式。按一次绕组匝数可分为单匝式和多匝式。单匝式分为贯穿型和母线型两种。按

5、电流互感器的工作原理，可分为电磁式、电容式、光电式和无线电式。1.2电磁式电压互感器 电磁式电压互感器的工作原理、构造和连接方法都与变压器相同。电压互感器的一次绕组与二次绕组的电压之比同为他们的匝数之比。 电磁式电压互感器与变压器相比，其工作状态有以下特点： 1)电压互感器一次侧的电压，不受互感器二次侧负荷的影响，并且在大多数情况下，二次侧负荷是恒定的。 2)容量很小，类似一台小容量变压器(通常只有几十到几百伏安)但结构上要求有较高的安全系数。 3)电压互感器二次侧所接的负荷是测量仪表和继电器的电压线圈，它们的阻抗很大，因此，电压互感器的正常工作方式接近于空载状态。电压互感器本身的阻抗很小，一

6、旦副边发生短路，电流将急剧增长而烧毁线圈。 4)电压互感器主要用于传输信号，要求原副边的变比（比差）及原副边的相位之差（角差）满足一定的准确度要求。而变压器主要用于传输功率，要求传输过程中损耗小，效率高。电压互感器使用注意事项1)电压互感器二次侧不得短路。电压互感器的一、二次侧都应装设熔断器（ 6OkV及以上的电压互感器，其电源侧可不装设高压熔断器）。2)电压互感器的电源侧要装设隔离开关。3)电压互感器铁芯及二次绕组一端必须接地。防止一、二次绕组间的绝缘击穿时，一次侧的高电压窜入二次侧，危及工作人员人身和二次设备的安全。4)电压互感器在接线时要注意端子极性的正确。接线时，应保证一、二次绕组的首

7、尾标号及同名端的正确。5)电压互感器的负载容量应不大于准确级相对应的额定容量。电压互感器的接线单相电压互感器接线用于35kV及以下的中性点非直接接地电网中测量线电压；用在110kV及以上中性点有效接地系统中测量相对地电压； V，V形接线（不完全星形接线）来测量三个线电压，但不能测量相电压，应用于20kV及以下中性点不接地或经消弧线圈接地的电网中；一台三相三柱式电压互感器Yyn接线用于测量线电压，不能测量相电压；一台三相五柱式电压互感器的YNynV接线测量线电压、相电压和零序电压（用作绝缘监察装置，开口三角形），广泛应用于小接地电流电网中； 三个单相三绕组电压互感器接成的YNynd接线主要应用于

8、3kV及以上电网中，用于测量线电压、相电压和零序电压（用作绝缘监察装置，开口三角形）。电压互感器的分类按安装地点分为户内式和户外式；按相数分为单相式和三相式，只有20kV以下才制成三相式；按线圈数可分为双线圈和三线圈；按绝缘结构可分为干式、浇注式、普通油浸式、串级油浸式和电容式。干式多用于低压户内配电；浇注式用于335kV；油浸式主要用于35kV及以上的电压互感器。 电压互感器的型号 电磁式电压互感器的应用 电压互感器的原边接有熔断器，副边可靠接地，以免原、副边绝缘损毁时，副边出现对地高电位而造成人身和设备事故。测量用电压互感器一般都做成单相双线圈结构，其原边电压为被测电压（如电力系统的线电压

9、），可以单相使用,也可以用两台接成V-V形作三相使用。实验室用的电压互感器往往是原边多抽头的，以适应测量不同电压的需要。供保护接地用电压互感器还带有一个第三线圈，称三线圈电压互感器。三相的第三线圈接成开口三角形，开口三角形的两引出端与接地保护继电器的电压线圈联接。正常运行时，电力系统的三相电压对称，第三线圈上的三相感应电动势之和为零。一旦发生单相接地时,中性点出现位移,开口三角的端子间就会出现零序电压使继电器动作，从而对电力系统起保护作用。线圈出现零序电压则相应的铁心中就会出现零序磁通。为此，这种三相电压互感器采用旁轭式铁心（10kV及以下时）或采用三台单相电压互感器。对于这种互感器，第三线圈

10、的准确度要求不高，但要求有一定的过励磁特性（即当原边电压增加时，铁心中的磁通密度也增加相应倍数而不会损坏）。1.3电容式电压互感器 电容式电压互感器是由串联电容器分压，再经电磁式互感器降压和隔离，作为表计、继电保护等的一种电压互感器，主要由电容分压器、补偿电抗器、中间变压器、阻尼器及载波装置、防护间隙等组成，实质上是一个电容串接的分压器。电容式电压互感器的特点供11OkV及以上中性点直接接地系统测量电压之用 优点：除作为电压互感器用外，还可将其分压电容兼做高频载波通讯的耦合电容；电容分压式电压互感器的冲击绝缘强度比电磁式电压互感器高；体积小，重量轻，成本低； 在高压配电装置中占地面积很小。缺点

11、：误差特性和暂态特性比电磁式电压互感器差输出容量较小2.封闭母线 封闭母线由载流导体、壳体和绝缘材料组成，母线壳体应采用优质冷轧钢板制成，具有足够的机械强度，防护等级为IP55。载流导体采用符合GB5585155853标准的电工用铜材料、导体接点的接触面进行了特殊处理使连接部位接触可靠，发热低，使用安全可靠。绝缘材料具有绝缘性能好、抗老化、无毒、低烟等项性能指标。 封闭母线包括离相封闭母线、共相封闭母线和电缆母线。 母线和电缆的区别： 母线采用铜排或者铝排，其电流密度大，电阻小，集肤效应小，无须降容使用。电压降小也就意味着能量损耗小，最终节约用户的投资。而对于电缆来讲，由于电缆芯是多股细铜线，

12、其根面积较同电流等级的母线要大。并且其 “集肤效应”严重，减少了电流额定值，增加了电压降，容易发热。线路的能量损失大，容易老化。 2.1共相封闭母线 共相封闭母线包括不隔相共箱封闭母线、隔相共箱封闭母线及交直流励磁共箱母线，广泛用于100MW 以下发电机引出线与主变压器低压侧之间或75MW 及以上机组厂用变压器低压侧与高压配电装置之间的电流传输。共箱封闭母线也可用于发电机交直流励磁回路、变电所用电引入母线或其它工业民用设施的电源引线。 2.1.1共相封闭母线特点 共相封闭母线三相母线共在一个金属封闭结构箱内，具有制造简单、造价低、维护方便、运行较为可靠等优点，多采用自然冷却、外壳多点接地方式。

13、缺点是布置位置较大且现场安装工作量大，受外界环境条件的影响大，对运行维护的要求较高，如维护不当有可能受潮，影响封闭母线的绝缘水平，甚至造成相对地或相间短路，引起严重的厂用电事故。 2.1.2共相封闭母线运行注意事项 由于共相母线用于高压厂用工作变器低压侧与高压厂用工作母线或高压厂用公用母线进线电源断路器的连接，对设备运行而言，其故障性质与所连接的变压器内部故障性质一样，一旦发生故障，其故障电流将达到较高水平。运行中，对共箱母线的绝缘、耐压水平均须保持较高水平。共相母线由于有很多人孔门，应保持密封严密，避免因负荷的高低、气温的冷热发生“呼吸”造成绝缘部件的结灰或结露，恶化运行条件。 2.2离相封

14、闭母线 离相封闭母线广泛应用于50MW以上发电机引出线及厂用分支回路的大电流传输装置。 3.3.1离相封闭母线特点 离相封闭母线导体和外壳均采用铝板卷制焊接而成： 1)减少接地故障，避免相间短路。离相封闭母线因有外壳保护可消除外界潮气灰尘以及外物引起的接地故障，母线采用分相封闭也杜绝相间短路的发生。 2)消除钢结构发热。离相封闭母线采用外壳屏蔽可从根本上解决钢结构感应发热的问题。 3)减少相间短路电动力。由于外壳上涡流和环流的双重屏蔽作用使相间导体所受的短路电动力大为降低。 4)提高运行的安全可靠性。母线封闭后从而防止绝缘子结露，母线封闭后也为采用通风冷却创造了条件。 5)封闭母线由工厂成套生

15、产质量有保证，运行维护工作量小，施工安装简便而且不需设置网栏，简化了对土建的要求。 6)外壳在同一相内，包括分支回路采用电气全连式并采用多点接地使外壳基本处于等电位，接地方式大为简化并杜绝人身触电危险。3.避雷器 避雷器，又叫做过电压限制器，它的作用是把已侵人电力线、信号传输线的雷电高电压限制在一定范围之内，保证用电设备不被高电压冲击击穿。常用的避雷器种类繁多，但归纳起来可分为为四大类:(1)阀型;(2)放电间隙型;(3)高通滤波型;(4)半导体型。根据用途分为两大类，即电力避雷器和电信避雷器。避雷器的一般工作原理当作用电压超过电力避雷器的放电电压时，避雷器即先放电，限制了过电压；放电体结束，

16、绝缘强度能自己恢复，保证电力设备正常运作。 当电网由于雷击出现瞬时脉冲电压时，防雷器在纳秒内导通 。 防雷器在纳秒内导通，将脉冲电压短路于地泄放，后又恢复为高阻状态，从而不影响用户设备的供电。 避雷器的一般指标： （1）伏秒特性：指电压与时间的对应关系。 （2）工频续流：指雷电压或过电压放电结束 ，但工频电压仍作用在避雷器上，使其流过的工频短路接地电流。 （3）绝缘强度自恢复能力：电气设备绝缘强度与时间的关系，即恢复到原来绝缘强度的快慢。 （4）避雷器的额定电压：把工频续流第一次过零后， 间隙所能承受的，不至于引起电弧重燃的最大工频电压，又称电弧电压。对电力避雷器的基本要求：（1）避雷器的伏秒特性的上限不得高于电气设备的伏特特性的下限。（2）要求避雷器间隙绝缘强度的恢复程度