《互感器》培训课件

任务

1知 识 要 点、互感器的功能、结构、原理；、电流互感器的功能、结构、原理、分类和型号、选择、接线方案；、电压互感器的功能、结构、原理、分类和型号、选择、接线方案；能 力 目 标of132、了解电流互感器与电压互感器的功能、结构、原理、分类和型号；、会依据相关数据选择及使用电流互感器与电压互感器。任务

1任务分析任务描述of232任务

1一1定 义电流互感器又称仪用变流器，电压互感器又称仪用变压器，它们合称为互感器。从基本结构和工作原理来说，互感器就是一种特殊变压器。互感器是电力系统中一次系统和二次系统之间的联络元件，用以变换电压或电流。一次侧接一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护装置和控制装置，为其提供反映电气设备正常、故障运行状态的电压或电流信号。abof332任务

1一2作用abof4321.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或100／√3V）和小电流（5A或1A）。

二次设备的绝缘水平可按低压设计，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，结构轻巧、价格便宜。

所有二次设备可用低电压、小电流的控制电缆来连接，接线灵活、方便；容易实现远距离的测量和控制。2.使二次设备和一次侧高压部分实现电气隔离，保证了设备和人身安全。

为了防止绕组间绝缘损坏而使二次部分出现高电压，互感器二次绕组必须可靠的接地。

二次设备出现故障不会影响到一次侧；对二次设备进行维护、调试及更换时，不需中断一次系统的运行任务

1一3abof532工作原理与变压器相似，但在工作特点和性能要求上有较大区别。一次绕组线径较粗且匝数很少（通常只有一匝到几匝），串联接在被测一次电路中。二次绕组匝数较多，与负载（电流表、功率表或继电器电流线圈）串联。额定电流变比：工作原理任务

1一3abof6321）TA一次侧串接在被测电路中，因此一次电流的大小决定于被测电流；而二次电流I2在理想情况下仅取决于一次电流I1。

2）正常运行时，二次绕组近似短路状态。这是因为二次绕组的负载是测量仪表和继电器的电流线圈，阻抗很小。

3）二次绕组电路不允许开路。

开路时，二次绕组电流I2（磁动势）立刻消失，但I1未变（为被测电流），将全部用于励磁，铁心中的合成磁动势由I0N1骤增为I1N1。

感应电动势和铁心中磁通变化率成正比，二次绕组将在磁通过零时产生很高的尖峰感应电动势e2，可达几kV甚至更高，对设备和人员是极其危险的。

铁心严重饱和，铁损大大增加，铁心严重过热，损坏线圈绝缘。若需断开某个仪表和继电器，必须先将其短接，然后才能断开。工作特性任务

1二电流互感器的类型和型号电流互感器类型按

一

次

绕

组的

匝

数

分高

压

式低

压

式测量用保护用按

一

次

电

压

分按

准

确

度

分母线式、芯柱式、套管式单匝式线圈式、线环式、串级式多匝式按

用

途

分0.1,0.2,0.5,1,3,5

的等级测量用5P

和

10P

两

级保护用of732任务

1二电流互感器的类型和型号高压电流互感器多制成不同准确度的两个铁心和两个二次绕组，分别接测量仪表和继电器，以满足测量和保护的不同要求。电气测量对电流互感器的准确度要求较高，且要求在短路时仪表受到的冲击小，因此测量用电流互感器的铁心在一次电路短路时应易于饱和，以限制二次电流的增长倍数。而继电保护用电流互感器的铁心则在一次电流短路时不应饱和，使二次电流能与一次短路电流成比例地增长，以适应保护灵敏度的要求。of832任务

1一3abof9321.按一次绕组匝数分：单匝式、多匝式单匝式：贯穿式—一次绕组为单根铜杆或铜管。母线式—以穿过互感器的母线作为一次绕组。电流互感器的类型任务

1一3abof10322.按安装方式分：

穿墙式：装在墙壁或金属结构的孔中，兼做穿墙套管。

支持式：安装在绝缘支柱上。

装入式：套装在35kV及以上变压器或断路器内的绝缘套管上，也称套管式。电流互感器的类型任务

1一3abof11323.按绝缘方式分：

干式：用绝缘胶浸渍，用于户内、低压。浇注式：用环氧树脂作绝缘、浇注成型，仅用于35kV以下、户内。

油浸式：内部采用油和纸复合绝缘，多用于户外，35kV以上。气体绝缘式：内部充有SF6等绝缘气体，多用于110kV以上高压。电流互感器的类型任务

1一3abof12324.按用途分：：

测量用：准确度0.1、0.2、0.5、1、3、5。对于工作电流变化范围较大的线路及高压、超高压电网中，推荐采用带有S类测量级的电流互感器，该互感器在1％～120％负荷间均能满足准确度要求。0.2s和0.5s两个等级。

保护用：准确度5P、10P。保护用TA准确级要求没有测量用高，但要求在故障大电流时有较好的传变特性，所以有额定准确限值系数（短路电流倍数，I1/IN）这个重要参数。电流互感器的类型任务

1二电流互感器的选择根据使用环境和安装条件确定电流互感器的类型，然后按正常工作条件及短路参数确定其规格。选择步骤如下。1.额定电压的选择:不小于电网额定电压。2.额定电流的选择：不小于一次回路最大长时负荷电流。3.准确级的选择为保证测量仪表的准确度，互感器的准确级不得低于所供测量仪表的准确级。

0.2级用于精密测量；0.5级用于计费仪表；1.0级用于测量仪表；3级用于指示仪表和继电保护装置。4.电流互感器二次容量的选择为了保证测量精度，互感器按选定准确级所规定的额定容量S2N应大于或等于二次侧所接负荷。of1332任务

1二电流互感器的选择5.热稳定性校验电流互感器的热稳定校验只对本身带有一次回路导体的电流互感器进行。电流互感器热稳定性常以1s允许通过的一次额定电流IN1的倍数Kts来表示。6.动稳定性校验电流互感器的动稳定校验包括内部和外部两个方面：内部动稳定性是考虑故障电流通过自身绕组产生的电动力；外部动稳定性则是考虑异相电流产生的电动力。of1432任务

1二电流互感器的接线方案图4

一 相 式 接 线

其在二次侧电流线圈中通过的电流，反应一次电路对应相的电流。通常用于负荷平衡的三相电路，供 测量电流和接过负荷保护装置用。 如右图所示。—

相

式

接

线1图4

一相式接线1 电

流

互

感

器

工

作

过

程I

＞A Bof1532CIb·K1K2L2· · ·IA IB ICL1用于变压器中性点、6~10kV电缆线路、小电流接地系统零序电流的测量。任务

1二电流互感器的接线方案图5

两相式

V

型接线a两相电流和接线（两相

V

型接线）2图5

两相式V型接线2

两相电流和接线（两相V型接线）Aof1632BCIA·IB·IC·Ia·K2L2L1K1K2I

＞ I

＞ I

＞L1Ic

K1·L2· ·Ia

+

Ic由两相电流互感器组成，与三相星形接线相比，它缺少一只电流互感器（一般为B相）。公用回线中的电流即为B相电流，节省了一台电流互感器。常用于6－35kV中性点不接地三相三线制系统的测量和保护回路。任务

1二电流互感器的接线方案图

6 两相电流差式接线星形接线：3图6

两相电流差式接线3 两

相电

流差

接线Aof1732BCIA·IB·IC·L2K2 K2I

＞Ia IcL1 L1K1 K1· ·L2Ia

Ic· ·—

由三只互感器按星形连接而成。能反应任何一相、任何形式的电流变化。用于110~500kV直接接地系统的测量和保护回路接线。任务

1二电流互感器使用注意事项电流互感器在工作时其二次侧不得开路，在安装时，其二次接线要求牢靠，且不允许接入熔断器和开关。1电流互感器的二次侧有一端必须接地。互感器二次侧一端接地，是为了防止其一、二次绕组间绝缘击穿时，一次侧的高电压窜入二次侧，危及人身和设备的安全。2电流互感器在连接时，要注意其端子的极性。3of1832任务

1右图所示。它的结构特点是：一次 绕组匝数很多，而二次绕组匝数很 少，相当于降压变压器。工作时， 一次绕组并联在一次电路中，而二 次绕组并联仪表、继电器的电压线 三基

本

结

构

原

理基本结构原理和接线方案图8

电压互感器的基本结构原理1

-铁心；2

-一次绕组；3-二次绕组of1932

电磁式电压互感器的工作原理、构造和连接方法都和普通电力变压器相似。其特点是：①一次线圈并联接在电路中，其匝数很多，阻抗很大，因而它的接入对被测电路没有影响；②二次侧并接的仪表和继电器的电压线圈具有很大阻抗，在正常运行时，电压互感器接近于空载运行；一般为100v。③其一次回路电压大小与互感器二次负荷无关，因此电压互感器对二次系统相当于一个恒压源。额定电压变比：任务

1一3abof2032①TV与电路并联连接。一次绕组并接于被测回路；二次绕组与其负载亦为并联关系。②一次侧电压不受二次负载的影响，为被测电力网的电压。③二次绕组近似工作在开路状态。二次绕组的负载是测量仪表和继电器的电压线圈，阻抗很大，通过的电流很小.④二次侧绕组不允许短路。二次侧流过的电流由二次回路的阻抗决定.短路时将产生很大的短路电流，损坏TV.为了保护TV，一般在二次侧出口处安装熔断器或快速断路器，用于过载和短路保护.工作特性任务

1三接

线

方

案图9

电压互感器的接线方案（a）一个单相电压互感器；（b

）两

相单相

接成V

/

V

形；Bof2132电压互感器在电力系统中要测量的电压有线电压、相电压和零序电压。为了测取这些电压，电压互感器就有了不同的接线方式。（1）单相式接线对3~35kV小电流接地系统，接于两相之间，测量相间电压。对110~220kV中性点直接接地系统，接于一相和地之间，测量相电压.任务

1三接

线

方

案图9

电压互感器的接线方案（a）一个单相电压互感器；（b

）两

相单相

接成V

/

V

形；Bof2232（2）V－V接线（不完全星形接线）

两台单相电压互感器接于线电压Uab、Ubc上

可用来测量线电压，但不能测量相电压。

只使用两个TV获得三个线电压，接线简单，经济，广泛用于35kV及以下的电网中。任务

1三接

线

方

案图9

电压互感器的接线方案（a）一个单相电压互感器；（b

）两

相单相

接成V

/

V

形；Bof2332（3）星-星-开口三角形接线

(a)一台三相五柱式电压互感器一次绕组接成星形。基本二次绕组也接成星形，既可测量线电压，又可测量相电压。附加二次绕组接成开口三角形。在3－35kV小电流接地系统中得到广泛应用。任务

1三接

线

方

案图9

电压互感器的接线方案（a）一个单相电压互感器；（b

）两

相单相

接成V

/

V

形；Bof2432（3）星-星-开口三角形接线

(b)三台单相三绕组电压互感器任务

1一3abof2532(1)根据根据相数的不同，分为单相式单相式和三相式三相式。

单项式可制成任意电压等级三相式一般只有20kV以下电压等级。(2)根据根据安装地点的不同，分为户内式和户外式。

35kV及以下多制成户内式(3)根据根据绕组的不同，分为双绕组式和三绕组式。三绕组电压互感器有两个二次绕组

一个是基本二次绕组，用于测量仪表和继电器；

另一个为辅助二次绕组（开口三角绕组、剩余电压绕组），用来反映单相接地故障（零序电压）(4)按绝缘分为干式干式、浇注式浇注式、油浸式油浸式和气体绝缘式气体绝缘式。电压互感器的类型任务

1一3abof2632

干式：只适用于6kV以下空气干燥的户内浇注式：一、二次绕组连同引出线用环氧树脂浇注成整体，用于3-35kV户内。电压互感器的类型任务

1一3abof2732

油浸式：分为普通结构和串级结构两种。普通结构：二次绕组和一次绕组完全相互耦合。

用于3－35kV电压互感器的类型任务

1一3abof2832

SF6气体绝缘式：一般用于110kV及以上系统。电压互感器的类型任务

1二电流互感器的选择35kV及以下的电压互感器一、二次侧均装有熔断器保护，不需要校验短路动稳定和热稳定。1.电压互感器一次回路额定电压选择一次额定电压不小于电网的额定电压。2.电压互感器种类和型式的选择电压互感器的种类和型式应根据装设地点和使用条件进行选择，例如:在6~35kV屋内配电装置中，一般采用干式或浇注式；110~220kV配电装置通常采用串级式电磁式电压互感器；220kV及其以上配电装置，当容量和准确级满足要求时，也可采用电容式电压互感器。of2932任务

1二电流互感器的选择4.准确级选择电压互感器的准确级不小于所接仪表的准确值。一般供功率测量、电能测量以及功率方