第二、三、四节互感器

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电流（5A或1A），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、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，并且互感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。（文字、图形符号）第二节电流互感器2/2/20232/2/20232/2/20232/2/2023电流互感器ＴＡ特点：1）ＴＡ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荷电流决定，与二次绕组中的电流大小无关。2）ＴＡ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。3）由于二次负载电流线圈的阻抗都非常小，所以正常情况下，ＴＡ二次侧接近于短路状态运行，不允许开路。2/2/2023二、电流互感器的误差2/2/20232/2/20232/2/20232/2/2023（1）电流互感器结构参数对误差的影响I0（Z0）、Z2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2/2/2023（2）电流互感器运行参数对误差的影响

1）I1

2）Z2f、

2/2/2023（3）电流互感器二次绕组开路2/2/20232/2/2023由于二次绕组开路会造成铁心饱和，造成：1）在二次绕组中感生高达几千伏的尖峰电势，危及设备和运行人员的安全；2）由于磁感应强度剧增，引起铁芯和绕组过热；3）会在铁心中产生剩磁，使互感器特性变坏。因此:电流互感器二次绕组开路2/2/2023误差特性（4）电流互感器的误差特性与误差的改善1.）2/2/2023误差的改善2.）3.）减小二次负载电阻。2/2/2023三．电流互感器的准确级和额定容量电流互感器的准确级次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，可分为测量级和保护级。2/2/2023（2）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。2/2/2023新型号：静态保护级（5P、10P）暂态保护级（TPX、TPY、TPZ）用于高压、超高压系统快速继电保护2/2/20232．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荷阻抗下运行时，二次绕组所输出的容量。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)下的误差(准确级)

，对老式互感器厂家一般给出几个不同准确级(误差)下的额定二次负荷阻抗供用户比对。例如，LMZ1－10－3000/5型电流互感器在0.5级工作时，ZN2＝1.6Ω（40VA）；在1级工作时，ZN2＝2.4Ω（60VA），当Z2L>ZN2时，TA的准确级将下降。Z2L=1.5Ω时为0.5级，

Z2L=1.7Ω时为1级，Z2L=2.5Ω时误差大于1级。2/2/2023四.电流互感器的分类与结构1.分类（1）按安装地点分类屋内和屋外（2）按安装方式分类支持、穿墙、装入（3）按一次绕组匝数单匝、复匝（4）按绝缘干式、浇注、油浸、气体屋内屋外2.结构2/2/2023油浸式电流互感器2/2/20232/2/20232/2/20232/2/2023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低电压（100V或100/V），供电给测量仪表和保护装置继电器的电压线圈，使测量仪表和继电器标准化、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，并且互感器的二次侧均接地，从而保证二次设备和人身安全。第三节电压互感器2/2/2023一．电磁式电压互感器2/2/20232/2/2023（1）电磁式电压互感器的特点：1）电压互感器一次绕组匝数很多，与被测电路并联，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，但结构上有较高的安全系数。2）二次侧所接测量仪表和继电器的电压线圈阻抗很大，正常运行时接近于开路状态。2/2/2023（2）电压互感器的额定变压比2/2/20232.电压互感器ＴＶ的误差

电压误差、相位误差2/2/20233.电压互感器的误差特性及误差补偿方法2/2/2023电压互感器的误差特性2/2/20232/2/20232/2/20232/2/20234.电压互感器TV的准确级次2/2/20235.电压互感器ＴＶ的额定容量电压互感器ＴＶ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。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？（对误差要求不高时）2/2/20236.电压互感器的分类2/2/20237.电压互感器的结构

（1）三相式结构

仅用于20kV及以下电压等级

三相三柱式中性点不能接地，不能测相对地电压；三相五柱式可以2/2/2023普通式双绕组结构（2）单相式结构：普通式（35kV及以下）和串级式（110kV及以上）普通式三绕组结构2/2/2023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2/2/20232/2/20232/2/2023二、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越大，成本随之增加。因此，产生了电容式电压互感器(CVT，capacitivevoltagetransformer)，电压等级在110kV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，其原理接线图如图2-25所示。2/2/2023(1)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U1加到高压电容C1和中压电容C2上，根据电容串联分压原理(按电容量反比分压)，得式中k

——分压比，且k

=

C1/(C1+C2)；UC2——与一次电压U1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器T(阻抗变换)与电容分压器相连接。当C2两端(即图中a、b两点之间,L1很小)与负载接通时，电流流过电容C1和C2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。2/2/20232)为了减小Zi，在b点右侧接入一个补偿电抗L，这时，在中间变压器T向电源看，电源内阻抗变为由于L1的阻抗很小，略去不计，当时，Zi＝0，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，因此还会有误差产生，其误差大小除受U1、Z2L和cosφ2影响外，还与系统频率有关，所以系统频率应保持在(50±0.5)Hz范围内。

2/2/2023(3)放电间隙F的作用

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，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，在补偿电抗L两端并联有放电间隙F（一般用保护球隙或避雷器）。(4)防止产生某次谐波铁磁谐振的措施由于电容式电压互感器是由电容(C1、C2)和非线性电感元件构成(中间变压器、补偿电抗器)，在一次突然合闸或二次短路又突然消除时，由于非线性电抗的饱和，可能激发产生内部分次(1/3次)谐波铁磁谐振过电压，危及CVT本身的安全，影响二次测量、保护的正常工作，为了抑制谐波的产生，在辅助二次绕组(剩余电压绕组)中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个阻尼电阻串联构成)，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方式。

2/2/2023(5)载波附件(用于电力载波通讯时选带载波附件的CVT)排流线圈L1的工频阻抗很小，一般小于10Ω，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5V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在检修结合滤波器时将电容分压器低压端接地便于结合滤波器的带电检修。

2/2/2023三、电压互感器的接线方式a)、b)一台单相式电压互感器接线c)两台单相双绕组电压互感器V-V接线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e)电容式电压互感器接线2/2/2023⑶三台单相式电压互感器构成的完全星形接线方式

如图2-26d所示，在3～220kV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地电压。⑴一台单相式电压互感器接线方式

图2-26a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110～220kV中性点直接接地系统中，其额定一次电压UN1=UNS/。其UN2=100V。图2-26b是由一台单相电压互感器测量相间电压，适用于3～35kV中性点不接地系统中。其额定一次电压UN1为所接电网的额定电压UNS。其额定二次电压UN2=100V。⑵两台单相式电压互感器不完全星形(即V—V)接线方式

如图2-26c所示，两台单相电压互感器分别接于母线的A相—B相和B相—C相之间，用来测量相间电压，这种接线常用于3～20kV小电流接地系统中。其额定一次电压UN1为所接系统母线的额定电压UNS，即UN1=UNS。其额定二次电压UN2=100V。

2/2/2023单相金属性接地时(例如A相)：B、C相电压上升为线电压，开口三角电压为：二次绕组的额定电压UN2=100/V。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，每相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100/3V，则单相金属性接地时，开口三角两端之间电压为100V。正常运行时：开口三角两端之间电压为：其额定一次电压UN1=UNS/。2/2/2023单相金属性接地时(例如A相)：B、C相电压上升为线电压，开口三角电压为：二次绕组的额定电压UN2=100/V。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，每相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100/3V，则单相金属性接地时，开口三角两端之间电压为100V。正常运行时：开口三角两端之间电压为：其额定一次电压UN1=UNS/。2/2/2023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，每相辅助二次绕组的额定电压为100V。正常运行时，开口三角两端之间电压为0V；单相金属性接地时，开口三角两端之间电压为100V。正常运行时：单相金属性接地时(例如A相)：相电压没有变，开口三角电压为：若每相辅助二次绕组的额定电压为100V，则单相金属性接地时，开口三角两端之间电压为100V。2/2/2023(4)三相五柱式电压互感器接线与图2-28d类似，可用来测量相间电压和相对地电压，它只用于3～20kV系统中。这种电压互感器在其内部已完成了绕组的连接，故UN1=UNS；UN2=100V（二次绕组线电压）；每相辅助二次绕组的额定电压为100/3V。

(5)电压互感器与电力系统的连接3～35kV的电压