互感器结构与原理

ppt课件1互感器

ppt课件2

互感器作用

将电网高电压、大电流信息传递到低电压、小电流二次侧计量、测量仪表及继电保护、自动装置一种特殊变压器，是一次系统和二次系统联络原件；将二次设备及二次系统与一次系统高压设备在电气方面隔离，确保设备及人身安全。ppt课件3

第一部分电流互感器

一、分类1.按用途分：测量用电流互感器（或测量绕组），保护用电流互感器（或保护绕组）2.按绝缘介质分：干式、浇注式、油浸式、气体绝缘。3.按电流变换原理分：电磁式、光电式。4.按构造型式分：正立式（二次绕组在下部）、倒立式（二次绕组在头部）5.按密封型式分：微正压（充油型）和全密封（气体）ppt课件4二、油纸绝缘电流互感器构造1、正立式a.外观图b.剖面图c.绕组及绝缘构造图ppt课件52、倒立式a.外观图b.剖面图c.绕组及绝缘构造图ppt课件63.油纸绝缘电流互感器特点和运营维护要点

由其构造决定，倒立式油纸绝缘电流互感器有下列特点：a.易渗漏油。尤其是在密封工艺不良或者密封老化情况下，渗漏油缺陷最易发生，造成本体绝缘受潮b.一次绕组主绝缘难以制作。工艺控制不良最轻易发生局部放电，严重者造成互感器发生爆炸。c.运营维护相对复杂。ppt课件7三、气体绝缘电流互感器湖南电力电瓷电器厂生产220kV、500kV倒立式SF6气体绝缘电流互感器ppt课件82.“三电”产气体绝缘互感器剖面图ppt课件93.500kVSF6气体绝缘电流互感器构造

500kVSF6气体绝缘电流互感器基本构造涉及：一次线圈、二次线圈和铁芯、外壳、底座、硅橡胶复合绝缘套管、支撑绝缘子、二次线引出管、均压屏蔽筒、均压屏蔽II支持绝缘子、密度继电器、防爆膜等部分构成。但对不同生产厂家产品，在内部构造详细细节上又有不同之处。

ppt课件104.气体绝缘互感器特点a.外绝缘套管为硅橡胶复合空心绝缘套管，提升了产品整体绝缘性能。b.采用了高绝缘性能SF6气体

SF6气体具有很强吸附电子能力，称为负电性，比空气高几十倍，SF6气体另一种特征是较低温时（2023K)高导热性,具有很强息弧能力，是空气100倍。这是SF6气体作为高压电器绝缘介质主要原因。

c.安装了防爆膜，在设备发生内部放电故障和事故时，外壳不发生炸裂，不会损伤其周围设备d.运营维护简朴1）不需要做大量维护工作，规程要求维护项目少。每七天巡视一次，统计产品气体压力，发觉异常，及时处理。2）．每年测水份一次，运营产品水份不能超出250×10-6（V/V）（20℃）。3）．当产品SF6气体泄漏率较高时，应告知厂家派人处理或返厂检修。ppt课件115.气体绝缘互感器缺陷和事故虽然SF6气体绝缘电流互感器具有优良电气性能，但因为多种原因，在实际运营中还是发生了某些缺陷和事故，主要有下列几种：a.漏气●本体密封漏气。●密度继电器漏气。●防爆膜破裂漏气。b.密度继电器损坏，指示不精确。

c.新互感器送电时或运营后内部发生绝缘事故。●互感器本体内部发生支持绝缘子断裂，送电时造成内部绝缘事故。

●互感器本体内部发生支持绝缘子在运营中表面爬电，产生放电炭化通道击穿主绝缘。该种类型事故拒统计占整个SF6气体绝缘互感器事故85%，且全部为制造质量不良造成。ppt课件12二、几种参数技术要求

1.额定短时热电流Ith、额定动稳定电流IdynIth—二次绕组短路，电流互感器在短时间内所能承受而无损伤一次电流方均根值。

Idyn—二次绕组短路，电流互感器所能承受其电磁力作用而无电或机械损伤一次电流峰值。原则要求值见下表ppt课件13额定一次电压kV或一次电流A

Ith（kA）(方均根值)Idyn（kA）（峰值）承受热电流时间（S）66~110kV或300A25~31.5（串并联）63（串并联）3110~220kV或1000A40（串并联）100（串并联）3220~330kV或>1000A50（串并联）125（串并联）3500kV或>4000A631603ppt课件142.电容和介质损耗因数（油浸式电流互感器）

电容式电流互感器初级绕组和次级绕组之间存在着主电容屏，主电容屏间有若干端屏。一般来说，110KVTA有6个主屏，220KVTA有10个主屏，最外面叫末屏，运营中接地。为改善主屏端部电场分布，又设有端屏。假如例行试验中发觉介损超标或电容量变大，很有可能已经发生了主屏或端屏击穿。不同原则要求值见下表ppt课件15不同原则对电容型TA介损要求值110-500kV互感器技术原则GB50150交规Q/GDW1168-2023110kV0.5%0.8%1%220kV0.5%0.6%0.8%500kV0.4%0.5%0.7%另外，规程要求：10kv~Um/√3电压下，介损增量不超出0.2%（交规）或0.3（状态检修试验规程），电容变化不超出0.5%电容量与初始值超出±5%时应查明原因：进水受潮、主屏或端屏击穿。ppt课件163.污秽与爬电距离污秽等级相对地之间最小标称爬电距离（mm/kV）爬电系数（爬电距离/干弧距离）I16（17）≤3.5II20≤3.5III25≤4.0IV31≤4.0本省新投互感器至少应满足III级防污要求。ppt课件17SF6气体绝缘互感器要求年泄漏率≤0.5%（交规、预规、反措≤1%）气体含水量≤250ppmV（交规≤250、反措300）应配置气体检测装置（带压力指示密度继电器）零表压耐压试验：Um/√3电压下耐压5min（型式试验）ppt课件18互感器运送要求

220/500kV油浸式及SF6绝缘互感器应在卧倒状态下运送，并装设冲撞统计器。对于SF6绝缘互感器，还应减压运送，到达现场后，及时补气并重新加压进行老到试验。ppt课件19第二部分电压互感器一、分类

按构造型式分：电磁式、电容式内绝缘型式：一般为油浸式（110及以上）外绝缘型式：瓷套（表面稳定性能好）、硅橡胶（抗污闪和抗震性好）二、选型原则

220kV及下列：低磁密电磁式或电容式电磁型谐振条件：空母线、断路器断口电容、隔离开关

330kV及以上：电容式三、污秽等级（与电流互感器相同）ppt课件20一、电磁式电压互感器

1.构造图

ppt课件212.油纸绝缘电磁式电压互感器构造特点

a.高压绕组首端和末端绝缘水平不一致，采用了分级绝缘方式（首端绝缘等级与系统相同，末端试验电压为交流2023V）。b.一次绕组采用串级式宝塔形构造，四个绕组自上而下所承受系统对地电压逐渐降低。c.内部绝缘支撑架在运营中承受电压作用。其中上铁芯固定点承受3/4相对地电压，下铁芯固定点承受1/4相对地电压。ppt课件223.油纸绝缘电磁式电压互感器常见故障和缺陷a.因内部绝缘支架材质不良或内部进水受潮，造成绝缘支架介质损耗升高，最终发生绝缘击穿爆炸事故，这么事故在上个世纪80年代末期发生较多。b.内部进水受潮或者与绝缘油接触金属部件加工工艺不良，造成互感器运营后绝缘油中微量水分和色谱时氢气超标。密封不良或密封老化造成渗漏油缺陷。d.使用油纸绝缘电磁式电压互感器系统，在系统进行操作或发生故障时，易引起铁磁谐振，引起谐振过电压，损坏互感器或与系统相连接其它设备，造成绝缘事故发生。（铁磁谐振条件：空母线、开关带断口电容、隔离开关在合位）ppt课件234.油纸绝缘电磁式电压互感器电气试验技术要点

按照国家电网企业电力设备预防性试验规程要求，油纸绝缘电磁式电压互感器在预防性试验中应该进行绝缘电阻测量、绕组绝缘和支架绝缘介质损耗测量、油中溶解气体色谱分析项目。数年实践证明，经过测量绕组绝缘和支架绝缘介质损耗，加强绝缘油色谱分析，是能够及时发觉互感器内部支架绝缘缺陷、受潮、内部局部放电等缺陷，尤其是绝缘油色谱分析，对于缺陷产生早期发觉，预控缺陷发展过程、了解缺陷性质，及时采用有效技术措施，预防缺陷扩大和事故发生，能起到主要作用，但在进行以上试验时，要把握下列技术要点：ppt课件24a.对绝缘油进行色谱分析时，要严格按照色谱规程要求进行，取样器皿准备、取样过程、油样保存和运送、脱气及检测、含气量计算要规范化，防止出现某一过程失误造成测量误差，必要时采用多样分析核正确手段，确保测试成果精确，为缺陷或故障判断打好基础。在发觉试验数据异常时，要适时缩短试验周期，或者辅助以绝缘油耐压和微水试验项目，增长对故障判断判据。b.绕组绝缘和支架绝缘介质损耗测量，要充分考虑互感器绝缘构造对测量成果影响（被测绝缘电容量大小、二次接线端子脏污、空间电磁场干扰等），并根据被测量绝缘部位选择正确接线方式。ppt课件255.串级式电压互感器介损测量1.常规反接法：一次首尾短接加压，二次绕组短路接地。

这种接线方式测出主要是下列三部分介损：①一次绕组静电屏对二次绕组介损；②一次绕组对二绕组端部介损；③绝缘支架对地介损。相对于2、3来说，一次静电屏对二次绕组电容值要大得多，所以，这种接线方式难以反应2、3两部分绝缘情况。另外，因为一次绕组尾端绝缘较低，所以，这种试验措施所能施加电压也较低，一般，不允许超出2KV，影响了试验精确度。而且，轻易受一次尾端引出端子板、引出线小磁套脏污影响。

ppt课件262.自激法：互感器二次绕组励磁感应出高压来进行试验。

这种措施优点：试品上电压分布与其工作时一致，且一次尾端对地介损被屏蔽，测量是一次绕组对二次绕组端绝缘以及绝缘支架对地介损。主要缺陷有：1，一次绕组对地杂散电容影响试验数据；2，二次励磁引起试验回路电压相位偏移；3抗空间电场干扰能力弱。需要阐明是，有厂家生产电磁式电压互感器在出厂阐明书或出场试验报告上，明确指出，该厂互感器不允许用自激法作介损试验。3.末端屏蔽法：一次绕组首端加高压，尾端接电桥屏蔽（正接线时接地），二次绕组尾端短接（二次绕组不能首尾短接），接电桥CX

。因为一次尾端被屏蔽，故一次静电屏对二次绕组介损也被屏蔽，正接线时底座法兰接地，小磁套及接线端子板脏污受潮等产生影响也被屏蔽。故此种措施只是测量一次绕组对二次绕组介损。

ppt课件27二、电容式电压互感器1.构造图ppt课件28(1)电容分压器(7)阻尼器(12)接地端(2)电磁单元(8)电容分压器低压(13)绝缘油(3)高压电容端对地保护间隙(14)电容分压器套管(4)中压电容(9)阻尼器连接线(15)电磁单元箱体(5)中间变压器(10)一次接线端(16)端子箱(6)补偿电抗器(11)二次输出端(17)外置式金属膨胀器ppt课件292.电容式电压互感器特点

与电磁式电压互感器相比较，电容式电压互感器有下列特点：a.体积小，重量轻，现场便于安装和运送。b.由温度变化引起电容量和分压比变化能够忽视不计。c.每节分压电容内装金属膨胀器，在互感器本体温度变化时保持内部压力微正压，不轻易渗漏油。d.电容器电感量小，所以，除用做系统电压测量外，还作为载波或继电保护信号上传通道。e.正常运营时不需要对其中绝缘油进行处理和分析。f.运营时不易造成系统铁磁谐振。ppt课件303.电容式电压互感器常见故障和缺陷a.渗漏油。涉及分压电容器膨胀器制造质量不良造成破裂渗漏、端部法兰密封老化造成渗漏、电磁单元油位观察窗密封不良造成渗漏。需要尤其阐明是，电容式电压互感器一旦发觉渗漏油要立即退出运营。b.分压电容器介质损耗试验超标。主要因内部电容元件制造工艺不良和总装时真空处理不好造成。c.电磁单元内部补偿电抗器因铁芯松动造成振动大，声音异常。d.中压电容接地端子未正常接地或者接地不良造成二次接线盒内部放电。ppt课件314.电容式电压互感器现场试验遇到问题a.现场电磁干扰大。当500kV站部分停电，即有干扰时，离地面1.5米高处空间场强约为23kV/m左右，被试设备上感应电压一般约为3～5kV左右，在此环境下进行试验时，必须采用抗干扰措施或者选择抗干扰性能优良试验仪器。b.试验接线方式对对试验成果影响大。受周围干扰源影响（工频50HZ），试验仪器本体测试回路上干扰信号会因接线方式不同而变化，需要根据被试验设备所处环境选择最有利接线方式，另外，多种高、低压引线布置要恰当。c.被试验设备高位布置，一次引线位置高且沉重，拆接线困难，现场全部拆除一次引线危险性大，需要合适检修工器具和特种车辆，如高架车等。所以，需要在拆线试验和不拆线试验做选择。ppt课件325.电容式电压互感器现场试验常规接线方式

500kV电容式电压互感器现场试验提议采用不拆除一次引线设备试验状态，对于500kV下列设备可根据现场实际情况决定，基本原则是：确保工作安全情况下，以最小工作量，最短工作时间，最精确试验结果，完毕全部试验工作。a.测量电容C11tgδ和电容量采用电桥反接线法屏蔽（高压屏蔽）测量，此时CVTC11上端死接地。电容C11tgδ和电容量测量接线图ppt课件33b.测量电容C12tgδ和电容量

原则上采用电桥正接线法测量，此时CVTC1１上端死接地。电容C12tgδ和电容量测量接线图ppt课件34c.

测量C13和C2tgδ和电容量因为C13和C2同在一种瓷套中，连接点打不开，采用感应加压法进行tgδ和电容量试验。但因为C2接地端子设计上只能承受2500V交流电压，所以要控制C2接地端子试验电压不能超出2023V，同步控制低压辅助绕组励磁电流不超出厂家设计长时间运营电流。图测C13tgδ和电容量图测C2tgδ和电容量ppt课件35CVT构造要求中间变压器高压侧不应装设MOA或保护间隙（MOA或保护间隙不是预防中间电磁单元发生铁磁谐振根本措施，而且在高压侧轻易击穿而引起设备事故）谐振特征对电容式电压互感器应要求制造厂在出厂时进行0.8U1n、1.0U1n、1.2U1n及1.5U1n铁磁谐振试验。在电压1.2U1n而负荷实际为零情况下，互感器二次端子短路后又忽然消除短路，其二次电压峰值应在10个周波内恢复到与正常值相差不不小于10%；在电压1.5U1N(用于中性点有效接地系统)或1.9U1N(用于中性点非有效接地系统)而负荷实际上为零情况下，互感器二次端子短路后又忽然消除短路，其铁磁谐振连续时间应不超出2s。目：检验当互感器发生分多次谐振时，能否在短时间内消除谐振状态。ppt课件36瞬变响应特征要求二次绕组带有25%-100%额定负载，高压端子在额定电压下发生对地短路后，二次输出电压应在额定频率一种周波内降低到短路前电压峰值10%

运营中电容式电压互感器可堪称L-R-C储能回路，当对地发生短路时，有个能量释放过程。保护方面要求电压能迅速下降，以使二次保护能正确、迅速动作。电容和介损电容量—测得电容量与额定值之差不应超出额定值-5%-10%条件许可时测量单节电容器在10kV至额定电压范围内，电容量变化量不小于1%时判为不合格

CVT耦合电容器（高压臂）由100多种单个电容串联构成，一种或几种击穿会造成测试成果变大。介损—20℃时，膜纸绝缘互感器介损不超出0.15%（出厂）0.2%（交接）。新投运CVT多为膜纸绝缘构造。

ppt课件37第三部分

基建类和生产类原则差别协调统一条款（变电部分）电磁式电压互感器交流耐压GB50150-2023《交规》要求：电磁式电压互感器交流耐压试验按出厂试验电压80％进行。DL/T596-1996《预规》要求：电磁式电压互感器一次绕组交流耐压按出厂85％进行。协调方案：按出厂试验80%进行。SF6绝缘互感器交流耐压试验

《十八项反措》要求，

气体绝缘电流互感器安装后应进行现场老炼试验及耐压，试验电压为出厂试验值90％。

《交规》要求，互感器交流耐压试验，应符合下列要求：应按出厂试验电压80％协调方案：现场按出厂值80%进行交流耐压。ppt课件38GB50150-2023《交规》9.0.6：绝缘介质性能试验，对绝缘性能有怀疑互感器，应检测绝缘介质性能，并符合下列要求：2、SF6气体性能应符合如下要求：SF6气体充入设备24小时后取样，SF6气体水分含量不得不小于250μL/L（20℃体积分数）。《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》，10.3.3.1条：进行安装时，密封检验合格后方可对互感器充SF6气体至额定压力，静置1h后进行SF6气体微水测量。气体密度表、继电器必须经校验合格，SF6含水量不应超出300μL/L。协调方案：（1）SF6气体性能应符合如下要求：SF6气体充入设备24小时后取样，SF6气体水分含量不得不小于250μL/L（20℃体积分数）。ppt课件39第四部分互感器故障类型及原因一、故障类型可按下列分类1.互感器回路故障a，过电压过电流入侵互感器引起接地事故；b，二次回路短路、开路引起故障；c，因受潮、漏气、漏油等设备缺陷引起故障。2.互感器绕组故障a，绕组绝缘击穿故障，涉及主绝缘击穿和匝间绝缘击穿；b，油浸式互感器绝缘油老化变质；c，互感器局部放电故障；d，介损值不合格或突变。3.铁芯故障：涉及片间绝缘损坏、接地不良、铁芯松动。ppt课件41二、铁芯故障原因

1.铁芯片间绝缘损坏。体现为：运营中温度升高、空载损耗增大、误差加大。原因：铁芯片间绝缘不良、使用环境条件恶劣或长久在高