互感器基础知识

4.11互感器

考试大纲11.1掌握电流、电压互感器的工作原理、接线形式及负载要求11.2了解电流、电压互感器在电网中的配置原则及接线形式11.3了解各种形式互感器的结构及性能特点4.11互感器互感器是一种特殊的变压器，它被广泛应用于供电系统中向测量仪表和继电器的电压线圈或电流线圈供电。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。（2）隔离高压电路。互感器一次侧和二次侧没有电的联系，只有磁的联系。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。11.1.1电流互感器

电流互感器是将一次侧的大电流，按比例变为适合通过仪表或继电器使用的，额定电流为5A的变换设备。1．电流互感器的工作原理电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器（以下简称电流互感器）。它的工作原理和变压器相似。电流互感器一、二次电流之比称为电流互感器的额定互感比。（4-11-1）式中——一次线圈的额定电流，A；——二次线圈的额定电流，5A。11.1.1电流互感器电流互感器的特点：1）一次绕组串联在电路中，并且匝数很少；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；2）电流互感器二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路的状态下运行。11.1.1电流互感器2．电流互感器的误差

电流误差为二次电流的测量值乘以额定互感比后与实际一次电流之差，以百分数表示即（4-11-3）相位差为旋转180°的二次电流相量与一次电流相量之间的夹角，并规定超前于时，相位差为正值；反之为负值。

11.1.1电流互感器3．电流互感器的接线形式

电流互感器的接线形式指的是电流互感器与测量仪表或保护继电器之间的连接形式。

三相完全星形接线两相不完全星形接线

11.1.1电流互感器（1）三相三完全星形接线可以准确反映三相中每一相的真实电流。该接线方式应用在大电流接地系统中，保护线路的三相短路、两相短路和单相接地短路。（2）两相两继电器不完全星形接线可以准确反映两相的真实电流。该接线方式应用在6～10kV中性点不接地的小电流接地系统中，保护线路的三相短路、两相短路。11.1.1电流互感器（3）两相接差动式接线反映两相差电流。该接线特点是U、W相电流互感器接成电流差式，通过继电器的电流是U、W相电流互感器二次侧电流差。该接线方式应用在6～两相差接线

10kV中性点不接地的小电流接地系统中，保护线路的三相短路、两相短路、小容量电动机保护、小容量变压器保护。11.1.1电流互感器（4）单相接线在三相负荷平衡时，可以用单相电流反映三相电流值，主要用于测量电路。单相接线

11.1.1电流互感器（5）两相三完全星形接线中流入第三个继电器的电流是。该接线方式应用在大电流接地系统中，保护线路的三相短路、两相短路。两相三完全星形接线11.1.1电流互感器电流互感器在接线中应注意以下内容：1）电流互感器的二次侧在使用时绝对不可开路。使用过程中拆卸仪表或继电器时，应事先将二次侧短路。安装时，接线应可靠，不允许二次侧安装熔丝；2）二次侧必须有一端接地。防止一、二次侧绝缘损坏，高压窜入二次侧，危及人身和设备安全；3）接线时要注意极性。电流互感器一、二次侧的极性端子，都用字母表明极性。4）一次侧串接在线路中，二次侧的继电器或测量仪表串接。

11.1.1电流互感器高压电流互感器多制成两个铁芯和两个副绕组的型式，分别接测量仪表和继电器，满足测量仪表和继电保护的不同要求。电流互感器供测量用的铁芯在一次侧短路时应该容易饱和，以限制二次侧电流增长的倍数；供继电保护用的铁芯，在一次侧短路时不应饱和，使二次侧的电流与一次侧的电流成正比例增加。

11.1.1电流互感器4．电流互感器的负载要求（1）电流互感器的准确级电流互感器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误差。（2）电流互感器10％误差曲线电流互感器的10％误差曲线就是在保证电流互感器误差不超过±10％的条件下，一次电流的倍数n与电流互感器允许最大二次负载阻抗的关系曲线。

11.1.1电流互感器（3）电流互感器的额定容量电流互感器的额定容量系指电流互感器在额定二次电流和额定二次阻抗下运行时，二次线圈输出的容量。（4-11-4）由于电流互感器的二次电流为标准值（5A或1A），故其容量也常用额定二次阻抗来表示。因电流互感器的误差和二次负荷有关，故同一台电流互感器使用在不同准确级时，会有不同的额定容量。电流互感器对负载的要求就是负载阻抗之和不能超过互感器的额定二次阻抗值。

11.1.2电压互感器

电压互感器是将一次侧的高电压按比例变为适合仪表或继电器使用的额定电压为100V的变换设备。1．电磁式电压互感器（1）电磁式电压互感器的工作原理和变压器相同。电压互感器的特点1）容量很小，类似一台小容量变压器，但结构上要求有较高的安全系数；2）电压互感器二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很大，正常情况下，电压互感器在近于空载的状态下运行。11.1.2电压互感器（2）额定变比电压互感器一、二次绕组电压之比称为电压互感器的额定互感比。（4-11-5）式中——等于电网的额定电压，kV；——额定电压为100V。

11.1.2电压互感器（3）电压互感器误差电压误差为二次电压的测量值与额定互感比的乘积与实际一次电压之差，以百分数表示；（4-11-6）

相位差为旋转180的二次电压相量与一次电压相量之间的夹角，并规定超前于时相位差为正，反之为负。电压互感器的误差与二次负载、功率因数和一次电压等运行参数有关。

11.1.2电压互感器2．电容式电压互感器随着电力系统输电电压的增高，电磁式电压互感器的体积越来越大，成本随之增高，普遍采用电容式电压互感器。（1）电容式电压互感器的工作原理

电容式电压互感器实质上是一个电容分压器，在被测装置的相和地之间接电容式电压互感器原理接线图

有电容和，按反比分压，上的电压为11.1.2电压互感器（2）电容式电压互感器误差电容式电压互感器的误差是由空载电流、负载电流以及阻尼器的电流流经互感器绕组产生压降而引起的，其误差由空载误差、，负载误差、和阻尼器负载电流产生的误差、等几部分组成，即电容式电压互感器的误差除受一次电压、二次负荷和功率因数的影响外，还与电源频率有关。电容式电压互感用于110～500kV中性点直接接地系统。11.1.2电压互感器3．电压互感器的接线形式（1）单相接线该接法仅适用于测量相间电压。如果互感器一次绕组的一端接在线路上，另一端接地，互感器可测量某一相对地电压。单相接线

11.俘1.2默电列压互感型器（2）V－滩V接线由两个弯单相互瓶感器接岸线成不喊完全星短形（V－V形）封，用君来测楼量各颜相间悄电压霜，但急不能阀测量打相对晕地电腰压，献它广治泛应仰用在守20kV以下中钞性点不许接地或呜经消弧夫线图接轿地的电彻网中。V－准V接线11.掘1.2杂电完压互感挑器（3）Y－自Y接线由三鸦个单疲相互狠感器所一、赠二次雀侧均斗接成Y形，馆可供雕给要补求线毯电压狮的仪忙表和肌继电湿器以贿及要既求相合电压抓的绝厦缘监陷视电赠压表宇。Y－潜Y接线11贸.1禽.2唯电压脆互感画器（4）Y0胀/Y悼0/接线用三台惨单相三捆绕组电字压互感帝器构成Y0迅/Y此0/接线它，该斜接线亲方式滴其二百次绕红组用白来测熟量相福间电万压和暮相对奋地电租压，龄辅助犬二次柄绕组垃接成朱开口计三角踩形检垦测零景序电垃压。警用于艰3～声22菌0kV系统（圣110kV及以上梢无高压岁熔断器庸），供氧接入交产流电网甘络缘监术视仪表和继晨电器厌用。三相五乏柱式电坛压互感器医只用于讯3～15kV系统，亭其接线与三饼台单陕相三拒绕组Y0/悼Y0/接线电压互宇感器构哀成Y0/扩Y0/接线飞基本茫相同旦。11始.1狂.2肆电压迟互感奥器使用电锻压互感保器应注干意以下绵事项：1）电安压互感扫器的二尤次侧在赵工作时鬼不能短饿路。在蓬正常工历作时，湾其二次弄侧的电轰流很小扒，近于相开路状加态，当捐二次侧旋短路时仗，其电厨流很大缝（二次膊侧阻抗龟很小）付将烧毁荡设备。2）电酷压互感冈器的二换次侧必究须有一反端接地捐，防止豪一、二贝次侧击艺穿时，期高压窜夜入二次杏侧，危链及人身读和设备欺安全。3）樱电压辉互感懂器接椒线时锐，应占注意已一、鞭二次惨侧接邮线端狸子的巧极性之。以内保证改测量鞭的准弓确性絮。4）电兔压互感鹊器的一充、二次券侧通常详都应装蛾设熔丝窝作为短荷路保护斥，同时折一次侧怨应装设碌隔离开率关作为并安全检掀修用。5）一差次侧并厅接在线低路中。11.肯1.2请电煎压互感帖器4．遮电压外互感怜器准董确级聋和容袭量电压互重感器的要准确级旬，是指乒在规定垃的一次袖电压和勾二次负岔荷变化碗范围内请，负荷私功率因闸数为额特定值时男，电压先误差的悦最大值筹。由于电恳压互感霸器误差慈与负荷区有关，午所以同柱一台电乌压互感市器对应馆于不同陡的准确庸级便有亭不同的松容量。赏通常额鄙定容量然是指对丹应于最睛高准确咱级的容众量。电融压互感宏器按照最在最高寄工作电疤压下长辫期工作豪允许的户发热条馒件，还僻规定了肃最大容惩量。电压互滴感器的写负载要洋求就是潮负载容玻量之和惰不能超糕过互感殃器的额苏定二次硬容量值搜。11.秆2胞互感器仿的配置望原则互感戒器在坛主接米线中屑的配骄置与栽测量琴仪表执、同盒期点区的选何择、壳保护辰和自洪动装塘置的传要求缩慧以及含主接收线的饱形式遇有关然。11乔.2巧.1泳电流贪互感尺器的寒配置（1）吉为了满追足测量抛和保护浙装置的升需要，速在发电主机、变劣压器、院出线、局母线分减段及母编联断路膀器、旁瞎路断路拼器等回携路中均净设有电赢流互感类器。对品于大接厉地短路帅电流系只统，一吼般按三哲相配置鼓；对于贺小接地疼短路电烦流系统彩，依具浮体要求俯按二相巡寿或三相洪配置。（2艳）对昏于保组护用骡电流轻互感密器应霸尽量泊消除久主保都护装鞭置的纪不保供护区弱。例躬如，呜若有底两组骄电流拔互感棍器，弓且位踏置允载许时尊应设墓在断件路器报两侧转，使狮断路梳器处造于交桌叉保益护范厅围之能中。（3纤）为限了减丈轻内深部故月障对懂发电估机的佛损伤惨，用抵于自铜动调开整励耽磁装旬置的娱电流尝互感丢器应再配置写在发匪电机葬定子贤绕组秤的出歇线侧筒。为敬便于陶分析撑和在乖发电色机并秃入系间统前径发现柳内部非故障炒，用众于测博量的纽奉电流荒互感嫌器宜圾装设厕在发薄电机垃中性求点侧涌。11绞.2盾.2申电压怒互感裕器的扩配置（1助）母表线青除超分路匆母线洞外，凭一般悲工作缘瑞及备币用母痰线都涌装有右一组隶电压帐互感我器，眨用于贵同期平、测薄量仪缎表和孝保护些装置丧。（2僵）线练路渐3袖5kV及以巡寿上输扭电线拣路，惨当对腔端有刃电源许时，利为了沾监视哨线路肆有无肠电压维、进幸行同春期和钥设置怒重合耐闸，挣装有欲一台邀单相啄电压致互感鹅器。（3售）发慢电机半一般罚装二喘组电斤压互密感器击。一促组（D，厉y接线棕），芒用于挡自动踪蝶调整咐励磁蜘装置盗。另傲一组伙供测启量仪轨表、秘同期达和保篇护装太置使麻用，吨该互拼感器校采用桂三相款五柱霜式或潜三只满单相慎接地忍专用俭互感获器，性其开浙口三踩角形掌供发许电机牙未并泽列之峰前检拖查接斯地之矿用。拆当互酱感器牙负荷赢太大行时，拢可增冻设一装组不肢完全讯星形地连接虏的互银感器姓，专锣供测坝量仪王表使至用。显20巴万kW及以上嘱发电机京中性点致常接有华单相电苍压互感拣器，用截于10遮0％静请子接地窑保护。（4）但变压器饱变白压器低球压侧有币时为了狐满足同捧期或保结护的要除求，设专有一组返不完全巾星形接霉线的电海压互感溪器。11.呜3.1透电流互童感器类推型1．电焰流互感理器的分后类（1给）按挣安装矩地点扭可分敬为户义内式月和户非外式睬。2缺0kV以下制狼成户内扔式；3完5kV及以箱上多啦制成传户外疑式。（2）目按安装雁方式可歪分为穿脂墙式、哨支持式足和装入增式。穿腥墙式装嫩在墙壁档或金属辜结构的某孔中，篇可节约度穿墙套雀管；支临持式则炕安装在轨平面或茂支柱上族；装入症式是套鼠在35kV及以舟上变赵压器溪或多进油断炼路器显油箱越内的络套管回上，蚕故也权称为定套管湿式。（3）混按绝缘吩可分为厨干式、螺浇注式赔、油浸脑式等。尖干式用肃绝缘胶枪浸渍，查适用于革低压户华内的电霉流互感荣器；浇列注式利虾用环氧盗树脂作葱绝缘，轨多用于驾35kV及以啄下的发电流或互感舍器；开油浸扯式多洋为户雅外型误。（4）狱按一次久绕组匝道数可分牌为单匝朽和多匝抽式。11拔.3协.1柴电流尖互感炉器类楼型（5避）新免型电吃流互榆感器早按高裁、低晓压部扮分的偷耦合搁方式底，可歼分为傲无线炭电电萍磁波辅耦合坊、电鞠容耦聚合和签光电繁耦合墨式，语其中愈光电返式电肺流互回感器档性能搏更佳睛。新坦型电刻流互仰感器傻的特题点是吊高低拌压间颤没有举直接您的电淋磁联娘系，据使绝绿缘结孟构大周为简挑化；础测量最过程窗中不傍需要恳消耗伙很大声能量畏；没瓣有饱纺和现哨象，餐测量路范围服宽，带暂态恋响应感快，滥准确归度高愧；重浴量轻顿、成族本低娇。11.骂3.1泽电流互仙感器类涝型2．电倘流互感袋器的结野构（1）单匝式轨结构有袜贯穿式醉（一次钻绕组为搁单根铜速管或铜归杆）和凭母线式引（以母别线穿过斯互感器并作为一浓次绕组子）。（2寇）额水定电筐流在帖40碗0A以下采蚕用多匝饮式。多拥匝式接终结构可拐分为线亮圈式、办“8爱”字型脾和“U”字型黎。“币8”角字型涛绕组蹈结构咬的电白流互江感器颈，只选用于貌35退～1荣10kV电压谈级。幸22蹄0kV“躺U”字型绕迎组电流辱互感器烧，在1尼10kV及以上突的高压这电流互熔感器中束得到广荐泛的应裕用。在同身一回猪路中鄙，往邀往需冶要数垃量很趴多的活电流纤互感脊器，叹高压苍电流酒互感毕器常辨由多桥个没板有磁昆联系好的独坐立铁鹅芯和庙二次微绕组过与共编用的蒜一次疯绕组亏组成这同一停电流扎比、第多二质次绕鬼组的披电流子互感远器。岸对于盼11骆0kV及以上耗的电流鄙互感器欣，常将息一次绕压组分成司几组，恩通过切忍换来改累变绕组逢的串、略并联，棕以获得肤2～3五种互感颠比。11棉.3谈.2征电压毒互感瞎器类唇型1．去电压副互感愿器的低分类（1）蜻按安装跳地点分冶户内和季户外；（2股）按阀相数降分单掠相和词三相芹式，晒只有殃20kV以下乔才有处三相桶式；（3）揭按绕组屑数分双券绕组和揪三绕组摘；（4代）按挑绝缘物分浇柔注式纤、油票浸式姿，浇嫩注式膜用于岸3～瓦35kV，油浸式炕主要用筒于11朗0kV及以锹上的袋电压碰互感粮器。11弟.3考.2垫电压买互感劳器类希型2．电显压互感屈器的结私构油浸式生电压互挤感器按得其结构拜可分为晌普通式初和串级净式，3举～35kV都制捆成普袭通式艳，它掩与普裙通小瞧型变效压器也相似窄。1安10kV及以承上的期电磁倡式电驼压互哭感器脾普遍愉制成副串级庄结构传，其者特点株是：肥绕组而和铁栽芯采桃用分敲级绝选