供配电技术互感器课件

供配电技术互感器主要内容一.互感器的作用及工作特性

二.电流互感器

三.电压互感器第一节

互感器的作用及工作特性

一、互感器与系统的连接

二、互感器的作用

三、互感器的工作特性一、互感器与系统的连接二、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的标准值。2.使低电压的二次系统与高电压的一次系统实施电气隔离，且互感器二次侧接地，保证了人身和设备的安全。3.取得零序电流、电压分量供反应接地故障的继电保护装置使用。三、互感器的工作特性（一）电流互感器的工作特性（二）电压互感器的工作特性（一）电流互感器的工作特性1.正常运行时，二次绕组近似于短路工作状态。2.一次电流的大小决定于一次负载电流，与二次电流大小无关。3.运行中的电流互感器二次回路不允许开路。4.运行中当需要检修、校验二次仪表时，必须先将电流互感器二次绕组或回路短接，再进行拆卸操作。5.电流互感器的一次电流变化范围很大。互感器仍要保持测量所需要的准确度。6.电流互感器的结构应满足热稳定和电动稳定的要求。（二）电压互感器的工作特性1.正常运行时，电压互感器二次绕组近似工作在开路状态。2.电压互感器一次侧电压决定于一次电力网的电压，不受二次负载的影响。3.运行中的电压互感器二次侧绕组不允许短路。第二节

电流互感器一电磁式电流互感器的工作原理二电流互感器测量误差及影响误差的运行因素三电流互感器的准确级和额定容量四电流互感器的接线方式五电流互感器的结构类型和型号六电流互感器的配置原则七电流互感器使用注意事项一电磁式电流互感器的工作原理二、电流互感器测量误差及影响误差的运行因素（一）电流误差（又称比差）：电流互感器实际测量出来的电流与实际一次电流之差，占的百分数。

（二）角误差（角差）：旋转180º的二次电流与一次电流之间的夹角。（三）电流互感器运行工况对误差的影响

（三）电流互感器运行工况对误差的影响1.一次电流的影响：当一次电流数倍于额定电流（即发生短路时），由于铁芯开始饱和，误差随I1增加而加大。2．二次负荷阻抗及功率因数对误差的影响（1）误差与二次负荷阻抗成正比。（2）当二次负荷功率因数角增加时，数值误差增大，而角误差减小。反之，当二次负荷功率因数角减小时数值误差减小，而角误差增大。3.电流互感器二次线圈开路二次侧感应出很高的电势，对人身和设备都是极有害的。此外，在铁芯中还会产生剩磁使互感器误差增大。会引起铁芯和绕组过热。三电流互感器的准确级和额定容量（一）

电流互感器的准确级（二）保护级电流互感器的10%误差曲线（三）

电流互感器的额定容量（一）电流互感器的准确级

电流互感器的测量误差，可以用其准确度级来表示，准确度级是指在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差。一般0.1、0.2级主要用于实验室精密测量和供电容量超过一定值（月供电量超过100万kWh）的线路或用户；0.5级的可用于收费用的电能表；0.5-1级的用于发电厂、变电所的盘式仪表和技术上用的电能表；3级、5级的电流互感器用于一般的测量和某些继电保护上；5P和10P级的用于继电保护，在旧型号产品中用B、C、D级表示。（二）保护级电流互感器的10%误差曲线

用于保护的电流互感器，对可能出现的短路电流范围内，要求互感器最大误差限值不超过-10%。通常，由制造厂提供各种类型电流互感器的10%误差曲线，以供设计时使用。（三）电流互感器的额定容量

电流互感器的额定容量SN2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，二次绕组输出的容量。由于电流互感器的额定二次电流为标准值（5A或1A），也为了便于计算，有的厂家提供电流互感器的额定阻抗ZN2值。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。四电流互感器的接线方式（一）

电流互感器的极性（二）电流互感器的接线方式

（一）

电流互感器的极性

电流互感器在连接时，要注意其端子的极性，按照规定，我国互感器和变压器的绕组端子，均采用“减极性”标号法。用“减极性”法所确定的“同名端”，实际上就是“同极性端”，即在同一瞬间，两个同名端同为高电位或同为低电位。按规定，电流互感器的一次绕组端子标以L1、L2,二次绕组端子标以K1、K2，L1与K1为同名端，L2与K2为同名端。如果一次电流从L1流向L2，则二次电流应从K2流向K1。（二）电流互感器的接线方式（a）一相式接线（b）两相V形接线

（c）两相电流差接线（d）三相星形接线五电流互感器的结构类型和型号

（一）电流互感器的分类

（二）电流互感器的结构

（三）电流互感器的型号（一）电流互感器的分类（1）按安装地点可分为屋内（20kv及以下）和屋外式（35kv及以上）。（2）按安装方式可分为穿墙式、支持式和装入式（套管式）。（3）按绝缘可分为干式、浇注式、油浸式等。干式用绝缘胶浸渍，用于屋内低压电流互感器；浇注式以环氧树脂作绝缘，目前，仅用于35kv及以下的屋内电流互感器；油浸式多为屋外式。（4）按一次绕组匝数可分为单匝式和多匝式。单匝式分为贯穿型和母线型两种。（5）按电流互感器的工作原理，可分为电磁式、电容式、光电式和无线电式。（二）电流互感器的结构

互感器的基本组成部分是绕组、铁芯、绝缘物和外壳。为了节约材料和降低投资，一台高压电流互感器常安装有相互间没有磁联系的独立的铁芯环和二次绕组，并共用一次绕组。这样可以形成变比相同、准确度级不同的多台电流互感器。

（1）套管式电流互感器（2）充油式电流互感器（3）电容式电流互感器（4）SF6气体绝缘倒立式电流互感器（5）穿墙式环氧电流互感器（1）套管式电流互感器

单匝式电流互感器的一次绕组由单根直导体构成。二次绕组均匀的绕在铁芯上，以利减少漏磁。制成的二次绕组套在绝缘套外面，例如变压器套管电流互感器，穿墙套管电流互感器，断路器套管电流互感器等都是这类结构。（2）充油式电流互感器

35～110KV电流互感器多数采用充油式。

LCWD1-35型电流互感器有两个环形铁芯，铁芯外面绕二次绕组（一个0.5级和一个P级），一次绕组穿过铁芯与二次绕组构成“8”字式的链状，如左图所示。L-110型电流互感器采用串级原理结构，如右图所示。（3）电容式电流互感器

这类产品采用全封闭结构，由油箱、绝缘套、器身、油枕及膨胀器等部件组成。膨胀器又是互感器的防爆装置。全密封结构有两大优点：①与空气隔绝，能延缓油的老化过程；②油因热胀冷缩进行呼吸过程中，不会将空气吸入，避免了互感器因受潮进水而引发爆炸事故。

（4）SF6气体绝缘倒立式电流互感器LVQB-110W2型SF6气体绝缘钟罩形倒立式电流互感器LVQB-110w2型SF6气体绝缘“T”形倒立式电流互感器

适用于110kv、50Hz电力系统中作电流、电能测量及继电保护用。该产品主要由躯壳、高强度瓷套、底座、一次导电杆、二次绕组等部分组成。产品顶部装有压力释放装置，以避免突发性事故的发生。底座上设有SF6阀门及密度继电器和二次接线板等。电场分布均匀，局部放电量低。倒立式结构，气体绝缘，抗动热稳定电流能力大。绝缘性能稳定，无老化现象。维护简便，运行安全，无爆炸及火灾可能。（5）穿墙式环氧电流互感器LA(J)-10型电流互感器为环穿墙式环氧树脂浇注绝缘产品，适用于频率50HZ或60HZ、额定电压10KV的电力系统中，作电能计量、电流测量和继电保护用。（三）电流互感器的型号六电流互感器的配置原则

1.每条支路的电源侧均装设足够数量的电流互感器，供该支路测量、保护使用。此原则同于开关电器的配置原则，因此有断路器与电流互感器紧邻布置。配置的电流互感器应满足下列要求：①一般应将保护与测量用的电流互感器分开；②尽可能将电能计量仪表互感器与一般测量用互感器分开，前者必须使用0.5级互感器，并应使正常工作电流在电流互感器额定电流的左右；③保护用互感器的安装位置应尽量扩大保护范围，尽量消除主保护的不保护区；④大接地电流系统一般三相配置以反应单相接地故障；小电流接地系统发电机、变压器支路也应三相配置以便监视不对称程度，其余支路一般配置于A、C相。电流互感器的配置原则2．为了减轻内部故障时发电机的损伤，用于自动调节励磁装置的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧。为了便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障，用于测量仪表的电流互感器宜装在发电机中性点侧。3.配备差动保护的元件，应在元件各端口配置电流互感器，当各端口属于同一电压级时，互感器变比应相同，接线方式相同。Y/-11接线组别变压器的差动保护互感器接线应分别为三角形与星型以实现两侧二次电流的相位校正。4.为了防止支持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。七电流互感器使用注意事项1.电流互感器在工作时其二次侧不得开路。2.电流互感器的二次侧有一端必须接地。3.电流互感器在连接时，要注意其端子的极性。第三节

电压互感器一电磁式电压互感器二电容式电压互感器三电压互感器准确度级和容量四电压互感器的接线方式五电压互感器的配置原则六新型互感器的发展简介

一电磁式电压互感器

（一）电磁式电压互感器的工作原理

（二）电磁式电压互感器的测量误差及影响误差的运行因素

（三）电磁式电压互感器的结构类型和型号（一）电磁式电压互感器的工作原理

电压互感器相当于降压变压器。工作时，一次绕组并联在一次电路中，而二次绕组并联仪表、继电器的电压线圈。因此电压低，额定电压一般为100V；容量小，只有几十伏安或几百伏安；负荷阻抗大，工作时其二次侧接近于空载状态，且多数情况下它的负荷是恒定的。（二）电磁式电压互感器的测量误差及影响误差的运行因素1.电压误差：电压误差为二次电压的测量值乘额定互感比所得一次电压的近似值（）与实际一次电压之差。2.角误差：角误差为旋转180°的二次电压向量与一次电压相量之间的夹角。3.电压互感器运行工况对误差的影响3.电压互感器运行工况对误差的影响

影响电压互感器误差的运行工况是二次负荷、功率因数和一次电压的值。（1）一次电压的影响。电压互感器一次额定电压已标准化，将一台互感器用于高或低的电压等级中，或运行中离额定电压偏离太远，励磁电流和角都会随着发生变化，电压互感器的误差就会增大。故正确地使用互感器，应使一次额定电压与电网的额定电压相适应。（2）二次负荷及功率因数的影响。如果一次电压不变，则二次负载阻抗及功率因数直接影响误差的大小。当接带的负荷过多，二次负载阻抗下降，二次电流增大，在电压互感器绕组上的电压降上升，使误差增大；二次负载的功率因数过大或过小时，除影响电压误差外，角误差也会相应的增大。因此，要保证电压互感器的测量误差不超过规定值，应将其二次负载阻抗和功率因数限制在相应的范围内。（三）电磁式电压互感器的结构类型和型号1.电磁式电压互感器的分类

2.电磁式电压互感器的结构类型

3.电磁式电压互感器的型号1.电磁式电压互感器的分类（1）按安装地点可分为户内式和户外式。（2）按相数可分为单相式和三相式。只有20kV以下才制成三相式。（3）按每相绕组数可分为双绕组和三绕组式。三绕组电压互感器有两个二次侧绕组：基本二次绕组和辅助二次绕组。辅助二次绕组供接地保护用。（4）按绝缘可分为干式、浇注式、油浸式、串级油浸式和电容式等。干式多用于低压；浇注式用于3～35kV；油浸式主要用于35kV及以上的电压互感器。2.电磁式电压互感器的结构类型

（1）35kV及以下的电压互感器。（2）110～220kV电压互感器。（1）35kV及以下的电压互感器

35kV及一下电压互感器的结构和普通变压器基本一致。根据其绝缘方式的不同，可分为干式、环氧浇注式和油浸式三种。干式电压互感器一般只用于低压的户内配电装置。浇注式电压互感器用于3～35kV户内配电装置。油浸式电压互感器JDJJ2-35型、JDJ2-35型被广泛用于35kV系统中。110～220kV电压互感器

JCC1-110串级式电压互感器由两台110kV电压互感器串接组成的220kV电压互感器JDX-110型电压互感器的铁芯是接地的，为单级绝缘结构。

JCC型电压互感器有一个二次绕组，供测量和保护用；一个剩余电压绕组，三相接成开口三角，测量零序电压用。

JDCF型和JDX-110型电压互感器均由两个二次绕组，测量和保护分开，以及一个剩余电压绕组。防止铁磁谐振的发生引起事故的措施：降低电压互感器磁密是减少此类事故发生的措施之一。JCC1-110串级式电压互感器由两台110kV电压互感器串接组成的220kV电压互感器电磁式电压互感器的型号二、电容式电压互感器

（一）电容式电压互感器的工作原理

（二）电容式电压互感器的误差

（三）电容式电压互感器的结构类型（一）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有电容C1和C2,按反比分压，C2上的电压为：（二）电容式电压互感器的误差电容式电压互感器的误差由空载误差，负载误差和阻尼器负载电流产生的误差等几部分组成。电容式电压互感器的误差除受的影响外，还与电源频率有关，当系统频率变化超出50±0.5Hz范围时，会产生附加误差。电容式电压互感器应用范围及优缺点

结构简单、重量轻、体积小、占地少、成本低，且电压越高效果越显著。此外，分压电容还可兼作载波通信的耦合电容，因此，广泛应用于110～500中性点直接