第二、三、四节互感器

1、n电流互感器的作用电流互感器的作用1）将电气一次回路的大电流变为二次回路标准的小）将电气一次回路的大电流变为二次回路标准的小电流（电流（5A或或1A），），供电给测量仪表和保护装置继供电给测量仪表和保护装置继电器的电流线圈，使测量仪表和继电器标准化、电器的电流线圈，使测量仪表和继电器标准化、小型化、结构轻巧、价格便宜和便于屋内安装。小型化、结构轻巧、价格便宜和便于屋内安装。2）使电气二次设备与一次高压部分隔离，）使电气二次设备与一次高压部分隔离，并且互感并且互感器的二次侧均有一端可靠接地，从而保证二次设器的二次侧均有一端可靠接地，从而保证二次设备和人身安全。备和人身安全。 （文字、图形符号）（

2、文字、图形符号）第二节第二节 电流互感器电流互感器电流互感器特点：电流互感器特点：1）的一次绕组串联于电气一次电路中，且匝的一次绕组串联于电气一次电路中，且匝数很小，流过一次绕组的电流仅由被测电路的负数很小，流过一次绕组的电流仅由被测电路的负荷电流决定，与二次绕组中的电流大小无关。荷电流决定，与二次绕组中的电流大小无关。2）的二次绕组匝数较多，二次负载的电流线的二次绕组匝数较多，二次负载的电流线圈相互串联后接于二次绕组的两端。圈相互串联后接于二次绕组的两端。3）由于二次负载电流线圈的阻抗都非常小，所以由于二次负载电流线圈的阻抗都非常小，所以正常情况下，二次侧接近于短路状态运行，正常情况下，二次

3、侧接近于短路状态运行，不允许开路不允许开路。二、电流互感器的误差二、电流互感器的误差n（1）电流互感器）电流互感器结构参数结构参数对误差的影响对误差的影响nI0 （Z0） 、 Z2n铁芯的平均长度、铁芯的截面；二次绕组的内铁芯的平均长度、铁芯的截面；二次绕组的内阻抗、二次绕组匝数的平方阻抗、二次绕组匝数的平方（2）电流互感器）电流互感器运行参数运行参数对误差的影响对误差的影响n1）I1 2）Z2f、 2cos（3）电流互感器二次绕组开路）电流互感器二次绕组开路n由于二次绕组开路会造成铁心饱和，造成：由于二次绕组开路会造成铁心饱和，造成：n1）在二次绕组中感生高达几千伏的尖峰电势，危及设备和运行

4、人员的安全；n2）由于磁感应强度剧增，引起铁芯和绕组过热；n3）会在铁心中产生剩磁，使互感器特性变坏。n因此:误差特性误差特性（4）电流互感器的误差特性与误差的改善）电流互感器的误差特性与误差的改善误差的改善误差的改善3.）减小二次负载电阻。减小二次负载电阻。三电流互感器的准确级和额定容量三电流互感器的准确级和额定容量n电流互感器的准确级次电流互感器的准确级次n 电流互感器的准确级是指在规定的二次负荷范围内，一次电电流互感器的准确级是指在规定的二次负荷范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差百分数。根据用途的不同，可分流为额定值时的最大电流误差百分数。根据用途的不同，可分为测量级和保护级。为测

5、量级和保护级。n（2）保护级）保护级 旧型号：B、C、D等，在短路情况下，保护级的电流误差|fi|不应大于10%，这要通过电流互感器的10%误差曲线来保证。n新型号：静态保护级（5P、10P）n 暂态保护级（ TPX、 TPY 、TPZ ）用于高压、超高压系统快速继电保护2 电流互感器的额定容量电流互感器的额定容量 电流互感器的额定容量是指在额定二次电流和额定二次负电流互感器的额定容量是指在额定二次电流和额定二次负荷阻抗下运行时，二次绕组所输出的容量。荷阻抗下运行时，二次绕组所输出的容量。2222NNNZIS因电流互感器的误差与二次负荷有关，所以同一台电流互感因电流互感器的误差与二次负荷有关，

6、所以同一台电流互感器在不同的准确级次时，具有不同的额定容量。器在不同的准确级次时，具有不同的额定容量。对同一台电流互感器来说，由于误差随二次负荷阻抗变化，电流互感器所接二次负荷阻对同一台电流互感器来说，由于误差随二次负荷阻抗变化，电流互感器所接二次负荷阻抗不同时，误差（测量精度）也不同。为了使用户知道所接二次负荷抗不同时，误差（测量精度）也不同。为了使用户知道所接二次负荷( (阻抗阻抗) )下的误差下的误差( (准确级准确级) ) ，对老式互感器厂家一般给出几个不同准确级，对老式互感器厂家一般给出几个不同准确级( (误差误差) )下的额定二次负荷阻抗下的额定二次负荷阻抗供用户比对。供用户比对。

7、例如，例如，LMZ1LMZ110103000/53000/5型电流互感器在型电流互感器在0.50.5级工作时，级工作时，Z ZN2N21.61.6（40VA40VA）；在）；在1 1级工作时，级工作时，Z ZN2N22.42.4（60VA60VA），）， 当当Z Z2L 2L Z ZN2N2时，时，TATA的准确级将下降。的准确级将下降。 Z Z2L =1.52L =1.5时为时为0.50.5级，级， Z Z2L =1.72L =1.7时为时为1 1级，级，Z Z2L =2.52L =2.5时误差大于时误差大于1 1级。级。四四. 电流互感器的分类与结构电流互感器的分类与结构n1.分类分类n（

8、1）按安装地点分类）按安装地点分类 屋内和屋外屋内和屋外n（2）按安装方式分类）按安装方式分类 支持、穿墙、装入支持、穿墙、装入n（3）按一次绕组匝数）按一次绕组匝数 单匝、复匝单匝、复匝n（4）按绝缘）按绝缘 干式、浇注干式、浇注、油浸、气体油浸、气体n 屋内屋内 屋外屋外n2.结构结构油浸式电流互感器n电压互感器的作用：电压互感器的作用：1）将电气一次回路的高电压变为二次回路标准的将电气一次回路的高电压变为二次回路标准的低电压（低电压（100V或或100/ V），供电给测量仪表），供电给测量仪表和保护装置继电器的电压线圈，使测量仪表和和保护装置继电器的电压线圈，使测量仪表和继电器标准化、小

9、型化、结构轻巧、价格便宜继电器标准化、小型化、结构轻巧、价格便宜和便于屋内安装。和便于屋内安装。2）使电气二次设备与一次高压部分隔离，并且互使电气二次设备与一次高压部分隔离，并且互感器的二次侧均接地，从而保证二次设备和人感器的二次侧均接地，从而保证二次设备和人身安全。身安全。3第三节电压互感器第三节电压互感器一电磁式电压互感器一电磁式电压互感器n（1）电磁式电压互感器的特点：）电磁式电压互感器的特点：1）电压互感器）电压互感器一次绕组匝数很多，与被测电路并一次绕组匝数很多，与被测电路并联联，类似于一台小容量的降压变压器，额定容，类似于一台小容量的降压变压器，额定容量只有几十伏安到数百伏安，但结

10、构上有较高量只有几十伏安到数百伏安，但结构上有较高的安全系数。的安全系数。2）二次二次侧所接测量仪表和继电器的电压侧所接测量仪表和继电器的电压线圈阻抗线圈阻抗很大很大，正常运行时接近于，正常运行时接近于开路状态开路状态。（2）电压互感器的额定变压比）电压互感器的额定变压比2. 电压互感器的误差电压互感器的误差电压误差、相位误差电压误差、相位误差3.电压互感器的误差特性及误差补偿方法电压互感器的误差特性及误差补偿方法电压互感器的误差特性电压互感器的误差特性4.电压互感器电压互感器TV的准确级次的准确级次5. 电压互感器的额定容量电压互感器的额定容量 电压互感器的额定容量是指在规定的最高准确级下所

11、电压互感器的额定容量是指在规定的最高准确级下所对应的二次容量。对应的二次容量。 同一台电压互感器是否具有唯一的额定容量？同一台电压互感器是否具有唯一的额定容量？ 何时具有最大容量？（何时具有最大容量？（对误差要求不高时）6. 电压互感器的分类电压互感器的分类7. 电压互感器的结构电压互感器的结构（1）三相式结构）三相式结构 仅用于仅用于20kV及以下电压等级及以下电压等级n三相三柱式中性点不能接地，不能测相对地电压；三相三柱式中性点不能接地，不能测相对地电压；n三相五柱式可以三相五柱式可以n普通式双绕组结构普通式双绕组结构（2）单相式结构：）单相式结构：普通式（普通式（35kV及以下）和串级式

12、（和串级式（110kV及以上）普通式三绕组结构普通式三绕组结构n串级式三绕组结构串级式三绕组结构1铁心2一次绕组3平衡绕组4连耦绕组5二次绕组6辅助二次绕组2022-6-22二、电容式电压互感器二、电容式电压互感器随着电力系统电压等级的增高，电磁式电压互感器的体积越来随着电力系统电压等级的增高，电磁式电压互感器的体积越来越大，成本随之增加。因此，产生了电容式电压互感器越大，成本随之增加。因此，产生了电容式电压互感器(CVT，capacitive voltage transformer)，电压等级在，电压等级在110kV及以上。电及以上。电容式电压互感器还可兼作载波通信系统的耦合电容器，其原理容

13、式电压互感器还可兼作载波通信系统的耦合电容器，其原理接线图如图接线图如图2-25所示。所示。2022-6-22(1)工作原理工作原理电容式电压互感器实质上是一个电容分压器，被测电压电容式电压互感器实质上是一个电容分压器，被测电压U1加到加到高压电容高压电容C1和中压电容和中压电容C2上，根据电容串联分压原理上，根据电容串联分压原理(按电容量按电容量反比分压反比分压)，得，得112112kUUCCCUC式中式中 k 分压比，且分压比，且k = C1/(C1+C2)； UC2与一次电压与一次电压U1成正比例变化，故可测量出相对地电压。成正比例变化，故可测量出相对地电压。 (2)电容式电压互感器的误

14、差及其减小误差的措施电容式电压互感器的误差及其减小误差的措施1)减小分压器的输出电流，可减小误差，故将负载经中间变压减小分压器的输出电流，可减小误差，故将负载经中间变压器器T (阻抗变换阻抗变换)与电容分压器相连接。与电容分压器相连接。 当当C 2两端两端(即图中即图中a、b两点之间两点之间,L1很小很小)与负载接通时，电与负载接通时，电流流过电容流流过电容C 1和和 C 2的阻抗而产生电压降，引起电容式电压互的阻抗而产生电压降，引起电容式电压互感器的电压误差和相位误差。感器的电压误差和相位误差。2022-6-222)为了减小为了减小Zi，在，在b点右侧接入一个补偿电抗点右侧接入一个补偿电抗L

15、，这时，在中间，这时，在中间变压器变压器T向电源看，电源内阻抗变为向电源看，电源内阻抗变为)(121CCjLjZi由于由于L1的阻抗很小，略去不计，当的阻抗很小，略去不计，当)(121CCL时，时，Zi0，即输出电压与负载大小无关。但实际上由于电容器，即输出电压与负载大小无关。但实际上由于电容器有损耗，电抗器也有电阻，不可能使内阻抗为零，因此还会有有损耗，电抗器也有电阻，不可能使内阻抗为零，因此还会有误差产生，其误差大小除受误差产生，其误差大小除受U1、Z2L和和cos2影响外，还与系统频影响外，还与系统频率有关，所以系统频率应保持在率有关，所以系统频率应保持在(500.5)Hz范围内。范围内

16、。 2022-6-22(3) 放电间隙放电间隙F的作用的作用 当电压互感器二次侧发生短路时，短当电压互感器二次侧发生短路时，短路电流可达额定电流的数十倍，此电流将产生很高的过电压路电流可达额定电流的数十倍，此电流将产生很高的过电压，为防止由于二次侧短路造成的电压升高而击穿补偿电抗器线圈为防止由于二次侧短路造成的电压升高而击穿补偿电抗器线圈，在在补偿电抗补偿电抗L两端两端并联有放电间隙并联有放电间隙F（一般用（一般用保护球隙或保护球隙或避雷避雷器）。器）。(4)防止产生某次谐波铁磁谐振的措施防止产生某次谐波铁磁谐振的措施 由于电容式电压互感由于电容式电压互感器是由电容器是由电容( (C 1、C

17、2) )和非线性电和非线性电感感元件构成元件构成 (中间变压器、补中间变压器、补偿电抗器偿电抗器)，在一次突然合闸或二次短路又突然消除，在一次突然合闸或二次短路又突然消除时，由于非时，由于非线性电抗的饱和，可能激发产生线性电抗的饱和，可能激发产生内部分次内部分次(1/3次次)谐波铁磁谐振谐波铁磁谐振过电压，危及过电压，危及CVT本身的安全，影响二次测量、保护的正常工本身的安全，影响二次测量、保护的正常工作，作，为了抑制谐波的产生，在辅助二次绕组为了抑制谐波的产生，在辅助二次绕组( (剩余电压绕组剩余电压绕组) )中中并联一个谐振阻尼器并联一个谐振阻尼器ZD ( (由一个电感与一个电容并联后与一

18、个由一个电感与一个电容并联后与一个阻尼电阻串联构成阻尼电阻串联构成) ) ，阻尼电阻上流过谐振电流，能在短时内将，阻尼电阻上流过谐振电流，能在短时内将谐振能量消除谐振能量消除。谐振阻尼器有经常接入和谐振时自动接入两种。谐振阻尼器有经常接入和谐振时自动接入两种方式。方式。 2022-6-22(5)(5)载波附件载波附件( (用于电力载波通讯时选带载波附件的用于电力载波通讯时选带载波附件的CVT)排流线圈排流线圈L1的工频阻抗很小，一般小于的工频阻抗很小，一般小于10，作用是使电容分，作用是使电容分压器的工频电容电流入地，限制电容分压器低压端电位（约压器的工频电容电流入地，限制电容分压器低压端电位

19、（约5V左右），保证了设备和人员的人身安全。保护间隙左右），保证了设备和人员的人身安全。保护间隙P可抑制电容可抑制电容分压器低压端产生的冲击过电压。接地刀闸分压器低压端产生的冲击过电压。接地刀闸K在检修结合滤波器在检修结合滤波器时将电容分压器低压端接地便于结合滤波器的带电检修。时将电容分压器低压端接地便于结合滤波器的带电检修。 2022-6-22三、电压互感器的接线方式三、电压互感器的接线方式a)、b)一台单相式电压互感器接线一台单相式电压互感器接线 c)两台单相双绕组电压互感器两台单相双绕组电压互感器V-V接线接线 d)d)三台单相三绕组电压互感器（或一台三相五柱式电压互感器）接线三台单相三

20、绕组电压互感器（或一台三相五柱式电压互感器）接线 e)电容式电压互感器接线电容式电压互感器接线2022-6-22 三台单相式电压互感器构成的完全星形接线方式三台单相式电压互感器构成的完全星形接线方式 如图如图2-26d所示，在所示，在3220kV系统中得到广泛应用，由于其系统中得到广泛应用，由于其一次和二次侧中性点均接地，故可以用来测量相间电压和相对一次和二次侧中性点均接地，故可以用来测量相间电压和相对地电压。地电压。 一台单相式电压互感器接线方式一台单相式电压互感器接线方式 图图2-26a是由一台单相电压互感器测量相对地电压，这种接是由一台单相电压互感器测量相对地电压，这种接线适用于线适用于

21、110220kV中性点直接接地系统中，中性点直接接地系统中，其额定一次电压其额定一次电压UN1=UNS/ 。其。其UN2=100V。 图图2-26b是由一台单相电压互感器测量相间电压，适用于是由一台单相电压互感器测量相间电压，适用于335kV中性点不接地系统中。其额定一次电压中性点不接地系统中。其额定一次电压UN1为所接电网为所接电网的额定电压的额定电压UNS。其额定二次电压。其额定二次电压UN2=100V。3 两台单相式电压互感器不完全星形两台单相式电压互感器不完全星形(即即VV)接线方式接线方式 如图如图2-26c所示，两台单相电压互感器分别接于母线的所示，两台单相电压互感器分别接于母线的

22、A相相B相和相和B相相C相之间，用来测量相间电压，这种接线常用相之间，用来测量相间电压，这种接线常用于于320kV小电流接地系统中。其额定一次电压小电流接地系统中。其额定一次电压UN1为所接系统为所接系统母线的额定电压母线的额定电压UNS，即，即UN1=UNS。其额定二次电压。其额定二次电压UN2=100V。 2022-6-22单相金属性接地时单相金属性接地时(例如例如A相相)：B、C相相电压上升为线电压，开口三角电压为：电压上升为线电压，开口三角电压为： 二次绕组的额定电压二次绕组的额定电压UN2=100/ V。3 辅助二次绕组（开口三角形接线）用于辅助二次绕组（开口三角形接线）用于小电流接

23、地系统的绝缘监察装置时，小电流接地系统的绝缘监察装置时，每相每相辅助二次绕组的额定电压为辅助二次绕组的额定电压为100/3V。若每相辅助二次绕组的额定电压为若每相辅助二次绕组的额定电压为100/3V，则单相金属性接地，则单相金属性接地时，开口三角两端之间电压为时，开口三角两端之间电压为100V。正常运行时正常运行时：开口三角两端之间电压为：开口三角两端之间电压为： 其额定一次电压其额定一次电压UN1 =UNS / 。3V0cbaxdad,UUUUV100330cos3230cos2xdad,bbbcbcbaUUUUUUUUUoo2022-6-22单相金属性接地时单相金属性接地时(例如例如A相相

24、)：B、C相相电压上升为线电压，开口三角电压为：电压上升为线电压，开口三角电压为： 二次绕组的额定电压二次绕组的额定电压UN2=100/ V。3 辅助二次绕组（开口三角形接线）用于辅助二次绕组（开口三角形接线）用于小电流接地系统的绝缘监察装置时，小电流接地系统的绝缘监察装置时，每相每相辅助二次绕组的额定电压为辅助二次绕组的额定电压为100/3V。若每相辅助二次绕组的额定电压为若每相辅助二次绕组的额定电压为100/3V，则单相金属性接地，则单相金属性接地时，开口三角两端之间电压为时，开口三角两端之间电压为100V。正常运行时正常运行时：开口三角两端之间电压为：开口三角两端之间电压为： 其额定一次电压其额定一次电压UN1 =UNS / 。3V0cbaxdad,UUUUV100330cos3230cos2xdad,bbbcbcbaUUUUUUUUUoo2022-6-22 辅助二次绕组（开口三角形接线）用于大电流接地系统的接辅助二次绕组（开口三角形接线）用于大电流接地系统的接地保护时，地保护时，每相辅助二次绕组的额定电压为每相辅助二次绕组的额定电压为100V。正常运行。正常运行时，开口三角两端之间电压为时，开口三角两端之间电压为0V；单相金属性接地时，开口；单相金属性接地时，开口三角两端之间电压为三角两端之间电压为100V。 V0cbaxdad,UUUUV100