《电气设备运行与维护》学习情景3互感器及载流导体的运行与维护项目1 电流互感器

互感器及载流导体的运行与维护广东水利电力职业技术学院学习情境3主讲人：吴靓教授目录2电流互感器的运行与维护1母线3电力电缆4电压互感器的运行与维护2项目1：电流互感器的运行与维护33学习目标4了解互感器在电力系统中的作用；了解电流互感器的结构、类型和主要技术参数；掌握电流互感器的工作特性和接线方式；知晓电流互感器的运行维护内容。目录5认识电流互感器1.1电流互感器的运行与维护1.2电流互感器的接线方式1.3常用电流互感器介绍1.41电流互感器的运行与维护互感器6概念：电力系统中测量和保护的一次设备。为测量仪表、继电器的电流线圈和电压线圈供电；测量线路的电压、电流、电能；对系统和电气设备提供过电压、过电流和单相接地等保护；一次系统和二次系统间的联络元件；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和小电流，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，并便于屏内安装。使二次设备与高电压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。一次绕组直接与一次系统相连。互感器与电力系统的连接方式图7分为：电压互感器TV、电流互感器TA。电压互感器电流互感器互感器8电流互感器：一次绕组串接于电网（与支路负载串联）；

二次绕组与测量仪表或继电器的电流线圈相串联。电压互感器：一次绕组并接于电网；二次绕组与测量仪表或继电器电压线圈并联。电流互感器电压互感器电流互感器9功能：（1）降低电流值（2）隔离二次与一次一次、二次绕组之间只有磁联系；二次系统的对地电位与一次系统无关；正常时处于低压状态（小于100V），方便维护、检修与调试。一次系统大电流低压标准小电流（5A或1A）TA电流互感器的工作原理10一次和二次之间满足能量守恒定律：理想的电流互感器：空载电流,总磁势,由能量守恒定律，一次二次绕组磁势相等：则电流比，知道便可求，相位相差1800。电流互感器的有关参数11（1）变流比N1、N2——一、二次绕组的匝数。（2）误差与准确等级（a）电流误差Ki——电流互感器的变流比；I1——电流互感器一次实际电流;I2——电流互感器二次实际电流。电流互感器的有关参数12（b）角误差δ（角差）定义：旋转1800后与的夹角。单位：“分”。方向：旋转1800后超前时取正，反之取负。大小：正常运行时很小，在20以下。与误差有关的因素13（1）电流互感器一次电流的大小当=1~1.2时，误差最小。（2）励磁安匝数I0N1的大小I0N1↑，误差↑。（3）二次负载阻抗的大小阻抗↑，误差↑。（4）二次负载感抗感抗↑，电流误差↑，角误差↓。减小误差的措施14（1）制造时，采用高磁导率的铁芯，尽量增加截面积，减小磁路长度，适当增加N2。（2）根据合理选用TA以满足测量准确度级和保护准确度级的要求，测量时，应控制一次电路I1的变化范围。准确度级：在二次负荷允许变化的范围内，一次电流等于额定电流时允许的最大误差限值。测量用电流互感器准确度级：0.1、0.2、0.5、1.0、3、5。保护用电流互感器准确度级：5P、10P。减小误差的措施15（3）测量用电流互感器，可采用匝数补偿。匝数补偿能减小电流误差，不能减小角误差；匝数补偿不能提高10％误差倍数；保护型电流互感器不采用此法。电流互感器准确度级和误差限制16标准准确度在下列额定电流时（100%）误差极限使用条件电流误差（+%）相位误差（+

）0.11201002050.10.10.20.455815(25%～100%)S2N0.21201002050.20.20.350.75101015300.51201002050.50.50.751.53030459011201002051.01.01.53.06060901803120503.03.0无规定(50%～100%)S2N5120505.05.0无规定5P501201.01.06060S2N10P501203.03.06060S2N电流互感器的有关参数17（3）10%误差曲线短路情况下，保护级电流互感器电流误差∣fI∣10%当短路电流I1=nIN1时，∣fI∣=10%，称n为10％额定一次电流倍数，简称10％电流倍数。电流互感器的有关参数18（3）10%误差曲线n的数值与二次负荷阻抗Z2L

的大小有关，二者之间的关系曲线n=f(Z2L)即为10%误差曲线，由制造厂家提供。使用时，根据n在曲线上找出实际负载阻抗，若小于Z2L，则误差在10%以内。电流互感器的有关参数19（4）额定容量𝑺𝑵𝟐ZN2——额定二次负荷阻抗。TA二次电流为标准值(5A或1A)，故𝑺𝑵𝟐也常用ZN2来表示。同一台TA，不同准确级，𝑺𝑵𝟐不同；例：LMZ1-10-3000/5型TA，0.5级时ZN2＝1.6Ω（40VA），1级时ZN2＝2.4Ω（60VA）。Z2L>ZN2时，TA的准确级将下降。电流互感器的有关参数20（5）热稳定及动稳定倍数即TA承受短路电流的热作用和电动力(机械力)作用的能力。热稳定电流：TA承受短路电流在1s内无损坏时，一次电流的有效值。热稳定倍数：TA热稳定电流与一次额定电流的比值。动稳定电流：一次线路发生短路时，TA承受电动力作用无机械损坏时，最大一次电流的峰值。一般动稳定电流为热稳定电流的2.55倍。动稳定倍数：TA动稳定电流与一次额定电流的比值。目录21认识电流互感器1.1电流互感器的运行与维护1.2电流互感器的接线方式1.3常用电流互感器介绍1.41电流互感器的运行与维护电流互感器的工作特性22（1）TA一次电流的大小决定于一次系统的负载电流，与二次负载无关。一次绕组串联在电路中，且匝数很少。（2）正常情况下，TA在近于短路的状态下运行。（3）运行中的TA二次回路不允许开路。一旦开路，会在开路的两端产生高电压危及人身安全或使电流互感器发热损坏。电流互感器的工作特性23（4）TA二次绕组一端及铁芯必须可靠接地。防止一、二次绕组绝缘击穿时，一次侧的高压窜入二次侧，危及人身和设备的安全。（5）TA结构应满足热稳定和动稳定的要求。防范电流互感器二次绕组开路的措施24（1）若需接入仪表测试电流或功率、或更换表计及继电器等，应先将电流回路进线一侧短路或就地造成并联支路，确保作业过程中无瞬间开路；（2）二次回路不得装设熔断器或其他开关设备；（3）二次回路联结所用导线或电缆芯线必须是截面大于2.5mm2的铜线，以保证必要的机械强度和可靠性。电流互感器的运行与维护25运行中，电流互感器二次回路可能因振动引起端子螺丝自行脱开等原因，造成二次回路开路。现象：在开路处有放电的火花和由于电磁振动发出的“嗡嗡”声。仪表用TA：开路相电流表指示为零，电能表转速下降，有功表、无功表指示降低。保护用TA：零序、负序及差动保护可能误动。此时应先对TA所带的负荷回路进行检查，将其所带的差动、零序、负序保护退出运行。电流互感器的运行与维护26若TA外部开路：运行值班人员应穿绝缘鞋和带绝缘手套，先将其二次侧接地短路，然后将断线或松脱处理好，再取下接地短路线，使其恢复正常运行。若TA内部开路：应停电处理，在电流互感器开路运行期间应适当减小一次电流并及时通知保护班进行处理。若发现TA发热温度过高、内部有放电声、严重漏油等，须立即停电。若发现TA内部冒烟或着火，则应用断路器将其切除，并用二氧化碳等灭火器灭火。27岗位技能1：电流互感器运行前的检查项目岗位技能1：电流互感器运行前的检查项目28检查套管，看有无裂纹、破损现象；检查充油电流互感器，其外观应清洁，油量充足，无渗漏油现象；检查引线和线卡子及二次回路各连接部分，应接触良好，不得松弛；检查外壳及一、二次侧接地情况，应接地正确、良好，接地线应坚固可靠；按电气试验规程，进行全面试验并应合格。29岗位技能2：电流互感器的巡视检查项目岗位技能2：电流互感器的巡视检查项目30检查瓷套管是否清洁，有无缺损、裂纹和放电现象，声音是否正常；检查充油电流互感器油位是否正常，有无渗漏现象；检查各接头有无过热及打火现象，螺栓有无松动，有无异常气味；检查二次绕组有无开路，接地线是否良好，有无松动和断裂现象；检查电流表的三相指示是否在允许范围之内，电流互感器有无过负荷运行。目录31认识电流互感器1.1电流互感器的运行与维护1.2电流互感器的接线方式1.3常用电流互感器介绍1.41电流互感器的运行与维护电流互感器的接线方式32极性极性接错：功率和电度表计不能正确测量、某些保护继电器会发生误动作。一次绕组首、尾两端标志有L1、L2字样，分别与二次绕组的K1、K2端子同极性。方向：若一次电流由L1流向L2，则相同相位的二次电流由绕组K1端流出至外接回路，再从K2端流入绕组。电流互感器的接线方式33常用接线方式（a）单相电流互感器接线通常用在三相负荷平衡的电路中，供测量电流或接过负荷保护装置之用。（b）完全星形接线用于110kV及以上的三相电路和低压三相四线制电路的测量，以及某些继电保护回路。电流互感器的接线方式34（c）单相电流互感器接线用于35KV及以下小电流接地系统的三相测量回路，以及除差动保护外的保护回路。（d）AC两相电流差接线方式适用于中性点不接地的三相三线制电路中的过电流继电保护之用。目录35认识电流互感器1.1电流互感器的运行与维护1.2电流互感器的接线方式1.3常用电流互感器介绍1.41电流互感器的运行与维护电流互感器的分类36按作用：测量用电流互感器、保护用电流互感器。二者标准准确度不同：标准仪表0.2级、计量仪表0.5级、一般测量仪表1~3级，保护用0.2、0.5级。按安装地点：户内式、户外式。户内式：20kV及以下；户外式：多35kV及以上。按安装方式：穿墙式、支持式、装入式。穿墙式：装在墙壁或金属结构的孔中，可节约穿墙套管；支持式：安装在平面或支柱上；装入式：套在35kV及以上变压器的套管上。电流互感器的分类37按绝缘：干式、浇注式、油浸式等。干式：用绝缘胶浸渍，适用于低压户内的电流互感器；浇注式：利用环氧树脂作绝缘，目前仅用于35kV及以下的电流互感器；油浸式：多为户外型。按一次绕组匝数：单匝、多匝式。电流互感器的型号含义38

例如LQJ-10，表示额定电压为l0kV的绕组式树脂浇注绝缘的电流互感器。电流互感器的结构39单匝式结构贯穿式：一次绕组为单根铜管或铜杆；

母线式：以母线穿过互感器作

为一次绕组。优点：结构简单、尺寸小、价格低，其内部电动力不大，热稳定也容易借选择原电路的导体截面来保证。缺点：一次电流较小时，一次安匝与励磁安匝相差不大，故误差较大，故额定电流在400A以下采用多匝式。电流互感器的结构40多匝式结构线圈式、“8”字型和“U”字型。“8”字型：电场不均匀，故只用于35～110kV电压级。常用电流互感器41LMZJ-­0.5型AT利用穿过其铁心的一次电路作为一次绕组（相当于1匝）。用于500V及以下的配电装置。常用电流互感器42LQJ-10型AT0.5级和3级两