互感器原理与选择

第六章导体和电器设备的选择主要内容电器设备选择的一般原则高压断路器和隔离开关的选择电流和电压互感器的原理与选择电抗器的选择导体、电缆的选择三、互感器的原理及选择互感器包括电流互感器（TA或CT）和电压互感器（TV或PT）1、互感器的作用（1）将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压（100V）和小电流（5A1A），使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧、价格便宜和便于屏内安装。（2）使二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身安全。2、电磁式电流互感器（1）特点一次绕组串联在电路中，匝数很少。故一次绕组中的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而与二次电流大小无关。二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小，正常情况下，在接近于短路状态下运行。额定电流比:,（2）电流互感器的等值电路和相量图(3)电流互感器的误差定义电流误差：

定义相位差：与

之间的夹角，超前

时为正。(4)电流互感器的运行参数对误差的影响

S、lav为铁芯截面和磁路平均长度μ铁芯磁导率N2

二次绕组匝数Z2Z2L

二次绕组的内阻抗和负荷阻抗铁芯及二次绕组的结构；二次负荷；铁芯磁导率μI1一次电流I1的影响.

I1在额定值IN时，磁导率μ接近最大，电流误差和相角差最小。二次负载阻抗及功率因数对误差的影响

二次负载阻抗Z2l与误差成正比。

Ф2增大时(功率因数cosФ2减小)，电流误差fi增大，相角差δi减小。

CT长期运行后，误差可能会加大，加接额外的仪表或继电器时，也会使误差增大到不允许的程度，此时应校验，必要时应换用大截面的连接导线或更换新的电流互感器。一次绕组有电流时，二次绕组不允许开路I2=0，I0N1=I1N1

磁通Ф饱和，接近矩形波。E2与dФ/dt成正比，二次绕组将在磁通过零时，感应很高的尖顶波电势，其值可达数千甚至上万伏，危及人身安全和仪表、继电器的绝缘。磁感应强度骤增，会引起铁芯和绕组过热在铁芯和绕组中产生剩磁，使互感器特性变坏。3、电流互感器的准确级和额定容量1）CT的准确级。CT根据测量时误差的大小而划分为不同的准确级。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。准确级一次电流为额定电流的百分值误差限值二次负荷变化范围电流误差（%）相位差（’）0.21020100~120±0.5±0.35±0.2±20±15±10（0.25~1）S2N0.51020100~120±1±0.75±0.5±60±45±3011020100~120±2±1.5±1±120±90±60350~120±3不规定（0.5~1）S2N（2）保护型准确级保护用CT按用途分为稳态保护用（5P和10P）和暂态保护用（TPX、TPY、TPZ）。保护级的准确级以额定准确限值一次电流（额定一次电流倍数，I1/IN，也称额定准确限值系数）下的最大复合误差来标称。对保护级CT，主要在系统短路时工作，因此在额定一次电流范围内的准确度要求不如测量级高，只相当于3～10级，但对可能出现的短路电流范围内，则要求CT的最大误差不超过–10%。准确级电流误差（%）相位差（’）复合误差（%）在额定准确限值一次电流下在额定一次电流下5P10P±1.0±3.0±60----5.010.03）额定容量定义:指CT在额定二次电流（5A1A）IN2和额定二次阻抗ZN2下运行时，二次绕组输出容量，也可用二次阻抗表示。

由于CT的误差和二次负荷有关,同一个CT在不同的二次负荷下，准确级不同，额定容量也不同。如:SN2=10VA(ZN2=0.4欧)当Z2l<0.4时，能保证准确级为0.5级，当Z2l>0.4时，准确级降为1级，对应的额定容量为15VA（ZN2=0.6）。

4、电流互感器的选择（1）一次回路的额定电压和电流的选择UN1≥UNSIN1≥Imax（2）二次额定电流的选择

1A，弱电系统或配电装置距离控制室较远，为减小电缆截面、提高二次负荷能力和准确级 5A，强电系统（3）种类和形式的选择。根据安装地点（屋内、屋外）和安装方式（如穿墙式、支持式、装入式）选择其形式。（4）准确级和额定容量的选择CT的准确级不得低于所供测量仪表的准确级。装于重要回路（如发电机、调速器、变压器、厂用馈线、出线等）中的电能表和计费的电能表一般采用0.5～1级表，相应的互感器的准确级不应低于0.5级；对测量精度要求较高的大容量发电机、变压器、系统干线和500KV宜用0.2级；供运行监视、估算电能的电能表和控制盘上仪表，一般皆用1～1.5级的，相应的电流互感器应为0.5～1级供只需估计电参数仪表的互感器可用3级。

额定容量及二次导线允许的最小截面

CT二次侧所接负荷S2应不大于该准确级所规定的额定容量S2N铜芯控制电缆截面不小于1.5mm2，表计中有计费电能表时导线截面不小于2.5mm2（5）热稳定和动稳定校验对外部动稳定：6、电压互感器的原理与选择（1）分类：电磁式PT、电容分压式PT电磁式PT：容量小，类似一台小容量的变压器,但结构上要求有较高的安全系数；正常运行时接近于空载状态电容式PT：实质是一个电容分压器，为减少负荷电流的影响，可在回路中加入补偿电抗，并将测量仪表经中间变压器升压后与分压器相连（2）电压互感器的选择

PT为与电网并联的电压变换设备，不须选择额定电流，PT不会受到外部电网短路电流的侵袭，不须进行短路动稳定、热稳定校验。PT的内部故障，由专用的熔断器快速切除。a、一次回路电压的选择0.8UN1<UNs<1.2UN1b、二次回路电压的选择PT二次侧额定电压应满足保护和测量用标准仪表的要求。应用二次绕组电压（V）开口三角的辅助绕组电压（V）一台电压互感器接线110～220kV测单相对地电压100无一台电压互感器接线3～35kV测AC线电压100无不完全星形接线3～35kV测ABBC线电压100无应用二次绕组电压（V）开口三角的辅助绕组电压（V）三台单相三绕组电压互感器接线3～220kV可测各相电压和各线电压110～500kV：3～60kV（单相式）（三相五柱式）

100100/3电容式电压互感器接线110～500kV可测各相电压和各线电压100c、种类和型式选择在6～35KV屋内配电装置中，一般采用油浸式或浇注式110～220KV，常采用串级式电磁PT；110-500KV，当容量和准确级满足要求时，可采用电容式。d、容量和准确级的选择：先根据仪表和继电器接线要求选择电压互感器的接线方式，尽量把负荷分布在各相上，然后计算各相负荷的大小，按照所接仪表的准确级和容量选择互感器的准确级和额定容量，电压互感器的准确级不得低于所供测量仪表的准确级；电压互感器对应于要求准确级的额定二次容量不应小于电压互感器二次最大相的负荷。

7、互感器在主接线中的配置原则（1）电压互感器的配置母线：除旁母外，一般的工作、备用母线都装有一组电压互感器，用于同步、测量仪表和保护装置线路：35KV及以上输电线路，当对端有电源时，为监视线路有无电压、进行同步和设置重合闸，需装有一台单相电压互感器变压器：低压侧有时为满足同步或继电保护的要求，设一组电压互感器发电机：一般装有2-3组电压互感器，一组供自动调节励磁装置（三只单相双绕组）；一组供测量仪表、同步和保护装置使用（三相五柱式或三只单相接地专用互感器，开口三角形供发电机在未并列前检查是否接地用），当负荷太大时，可增设一组不完全星形连接的互感器，专供测量仪表用。5万KW及以上的发电机中性点常接有单相电压互感器，用于100%定子接地保护在发电机、变压器、出线、母线分段、母联断路器、旁路断路器等回路，均设有电流互感器。中性点直接接地系统，一般按三相配置；对中性点非直接接地的系统，依具体情况，可按二相和三相配置。只有A、C相CT（2）电流互感器的配置对保护用电流互感器的安装地点，应尽量按消除主保护的死区来设置。如有两组电流互感器时，在位置允许的情况下，应设在断路器的两侧，使断路器处于交叉保护范围中如只有一组电流互感器时，为防止支柱式电流互感器套管闪络造成母线故障，电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧。母线保护范围，使用8地点CT主变保护范围，使用10地点CTCT布置在出线侧CT布置在主变侧作业-11.互感器的作用。CT的二次额定电流和PT的二次额定电压是多少？2.画出电流互感器的等效电路图，说明电流互感器误差的定义。误差与