第二讲互感器和变换器

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继电保护第2章2

（c）输入负序电流时
五.负序电流滤过器工作原理分析
• 1.输入零序电流 I A I B IC I0 WB WC ,WA 3W0
U mn0 0
U BC1 超前(I I )90 ， U R1和 I A1 同相位。若 U R1 U BC1 B1 C1 ，其输出电压 Umn1 UR1 UBC1 0，即不反应正序电压。由 2-42式得 R 1
U mn I A1R j I B1 I C1 X 1 I A1 3X1 KUA KUA
• 所以 UA 和 UX 一次磁动势相互抵消，故不反应零序分量。 • 2.输入正序电流
五.负序电流滤过器工作原理分析
取参数R
3KUA X 1
，则 U mn1 0 。
• 1 ）当发生接地故障， TA 一次侧出现零序分量电流，二次侧才有 3I0 输出。继电器输入电流Ir=3I0 • 2)采用零序电流互感器的优点是没有不平衡电流，同时接线也简单。
二、零序电流互感器接线
为防止故障电流沿电缆铅皮由电缆头接地线入地，使继电器因无电流流过而拒绝动作。为此，电缆应从电缆头至零序电流互感器一段应与地绝缘，电缆头接地线必须穿过零序电流互感器后接地。
3I 0 1 I mA I mB I mC KTA KTA
I A I B IC 0
1 Ir I mA I mB I mC I unb KTA
• 三相对称短路时，继电器输入电流Ir等于不平衡电流 Iunb，其值很小。
（2）发生接地故障时
U ab U X 1 U R1 U bC U X 2 U R 2 U Ca U X 2 U R1

南昌大学继电保护期末填空_题目

障点到保护安装处的___距离___而工作的保护 3.距离 I 段是靠（定值）满足选择性要求的，距离 III 是靠（时间定值）满足选择性要求的。 4.对于距离保护，当保护越靠近振荡中心，则受振荡的影响就越 ______大_____ 。 5. 距离保护 Ⅲ 段采用方向阻抗特性的灵敏系数是采用全阻抗特性的灵敏系数的倍（
___Ia___, U ____Ubc______ 1.功率方向继电器广泛采用的是 90 0 接线方式,即 I J J
2.当加入相间功率方向继电器的电流和电压一定时，在电压与电流的夹角为φj＝-α(继电器内角)时，继电器的转矩为_ 做继电器的__ 最大灵敏角最大 ___，继电器动作最_ _灵敏_，此时的φj 值叫 __。
15.阻抗继电器_____动作区域_____的形状,称为动作特性。动作特性可以用阻抗复平面上的 _____几何图形_____来描述。 16.完全电流差动母线保护在母线上的所有连接元件上装设具有相同__变比___和 ____特性__ 的电流互感器。第三章三段式电流保护 1.能使过电流继电器动作的电流，称该继电器的动作电流；能使过电流继电器返回的电流，称该继电器的返回电流。 ____返回电流____ 与_____动作电流___的比值称为继电器的返回系数。 2.瞬时电流速断保护的动作电流按大于本线路末端的（最大短路电流）整定，其灵敏性通常用（保护范围大小）来表示。 3.过电流保护的灵敏度，作为本元件的后备保护时，是用（本元件末端）金属性短路时流经继电器的最小短路电流与继电器动作电流之比来表示。作为相邻元件的后备保护时，是用（相邻元件末端）金属性短路时流经继电器的最小短路电流与继电器动作电流之比来表示。 4.低电压继电器的启动电压（小于）返回电压，返回电压（大于）1。 5.反应故障时电压降低而动作的保护称为_____低电压保护______ 。 6.通过所研究保护装置的短路电流为最大的运行方式称为_____最大运行方式______。 7.无时限电流速断保护和限时电流速断保护共同作用，构成了线路的_____I 段和 II 段电流保护______。 8.反应整个被保护元件上的故障，并能以最短的时限有选择地切除故障的保护称为（带时限电流速断保护）。 9.电力系统发生短路故障的最明显特点是（电流增大，电压降低）。 10.三段式电流保护是指（无时限电流速断保护）、（带时限电流速断保护）和（定时限过电流保护）。第四章功率方向保护

第二章互感器及变换器

较为简单经济,在中性点直接接地电网和非直接接地电网中，应用广泛。在分布很广的中性点非直接接地电网中，两点接地短路发生在并联线路上的可能性比发生在串联线路上的大得多。采用两相星形可以保证有2/3的机会只切除一条线路，此点比用三相星形接线有优越性。采用两相星形接线方式时，应在所有线路上将保护装置安装在相同的两相上，保证不同线路上发生两点及多点接地时，能切除故障。
穿时，一次侧的高压窜入二次侧危及人身和设备安全。
（3）电压互感器在连接时，也要注意其端子的极性。
二、电容式电压互感器
电容分压式电压互感器（CTV）用于110～500kV中性
点直接接地系统，它是利用分压原理实现电压变换
的，用超高压电容和一个电磁式电压互感器将电容
分压输出的较高电压进一步变换成二次额定电压，
2、电流互感器的接线方式
接线系数：
K con
Ir I2
２、电流互感器的接线方式
（b）三相完全星形接线
(a)两相电流差式接线及电流相量图（c）两相式不完全星形接线
1）两相电流差接线的接线系数 •正常或三相短路
3I a Ir 3 I2 Ia
K con
•AC两相短路
Kcon 2
•AB或BC两相短路
第二节电压互感器
一、电磁式电压互感器二、电容式电压互感器工作原理及电磁暂态过程
一、电磁式电压互感器
1、电磁式电压互感器的工作原理
电磁式电压互感器的工作原理与一般电力变压器一样，但不同的是容量较小，要用其二次电压准确地反映一次电压，因此要求变比误差要小。二次侧所接测量仪表和继电器的电压绕组，其阻抗值很大，故电压互感器近于空载状态下运行。电压互感器的额定变比KTV为其一、二次侧额定电压之比：

互感器工作原理

互感器工作原理互感器是工业领域中常见的一种电力设备，其主要作用是进行电信号的测量、判断和转换，在现代电力系统中尤其重要。

因此，了解互感器的工作原理对于电气工程师来说至关重要。

本文将重点介绍互感器的工作原理，包括其定义、构造、原理及应用等方面的内容。

一、什么是互感器？互感器（Transformer）是指通过变换器件来改变交流电压、电流或功率的一种电力设备。

它是由二次绕组和一次绕组通过磁耦合作用实现能量传递的一种装置。

互感器的主要功能是将一定的电压、电流或功率通过线圈的变化，改变成为所需要的电压、电流或功率。

在电力系统中，互感器通常用于将高压电网的电压和电流降压到相对较低的电压和电流使之适合发电机、变电站等用途。

此外，互感器也可以用于电力质量监控、故障检测以及电压、电流的测量和保护等方面。

二、互感器的构造互感器由铁芯、一次绕组、二次绕组以及绕组支架等部分构成。

其中铁芯是互感器最重要的组成部分之一，其作用是将电流磁力线集中到一起，从而提高磁耦合系数。

铁芯的形状可以是环形、蝶形或矩形等。

一次绕组和二次绕组则分别连接主电路和被测量电路。

当一次电流通过一次绕组时，会产生磁通量，形成一个磁场。

由于二次绕组和一次绕组的磁耦合作用，二次绕组中即可产生相应的电压或电流信号。

因此，互感器也被称为磁耦合器。

三、互感器的工作原理互感器的工作原理是基于安培定理和法拉第定律的。

根据法拉第定律，当一个磁通量经过一个线圈时，会在该线圈上产生一个感应电动势。

因此，当主电路中通过一定电流时，会在铁芯内形成一个磁通量。

该磁通量通过二次绕组时，会在绕组内产生电势。

由于铁芯的存在，二次绕组和一次绕组之间有磁耦合作用，从而使得互感器能够进行电压、电流的变换。

具体来说，当一次电流进入主绕组时，在主绕组中就会产生磁通量。

根据安培定理，磁通量只有通过铁芯时才能形成磁场，进而在二次绕组中形成电势。

因为铁芯同时贴近一次绕组和二次绕组，所以可以实现有效的磁耦合作用。

《互感器和变换器》课件

数的设备
互感器分为电压互感器和电流互感器两种
电压互感器用于测量交流电压，电流互感器用于测量交
流电流
互感器在电力系统中广泛应用，用于保护、测量和控制等
场合
互感器原理
互感器是一种用于测量电流、电压等电气参数的设备
工作原理：通过电磁感应原理，将一次侧的电流、电压等参数转换为二次侧的电流、电压等参数
应用比较
互感器：主要用于测量电流、电压等参数，广泛应用于电力系统中变换器：主要用于改变电压、电流等参数，广泛应用于电子设备中互感器：测量精度高，稳定性好，但体积较大，成本较高变换器：体积小，成本低，但测量精度较低，稳定性较差
优缺点比较
变换器：优点是精度高，抗干扰能力强，缺点是结构复杂，成本高
,
汇报人：

目录
课件背景
课件目标：介绍互感器和变换器的基本概念、原理和应用
课件内容：包括互感器和变换器的分类、工作原理、性能参数、应用案例等
课件特点：采用图文并茂的方式，生动形象地展示互感器和变换器的工作原理和应用案例，便于学生理解和掌握
适用对象：适用于电气工程、电子工程、自动化等专业的学生学习互感器和变换器相关知识
电能计量，如电表、电能表等
变换器定义
变换器是一种将电能转换为其他形式能量的设备
常见的变换器有直流变换器、交流变换器、直流-直流变换器等
变换器广泛应用于电力系统、电子设备、通信设备等领域
变换器的性能指标包括效率、功率因数、谐波含量等
变换器原理
变换器是一种将一种形式的能量转换为另一种形式的设备常见的变换器包括直流变换器、交流变换器、直流-直流变换器等变换器原理主要包括输入输出关系、能量转换过程、控制策略等变换器在电力电子、通信、自动化等领域有着广泛的应用

互感器的工作原理

互感器的工作原理互感器是一种常见的电气设备，用于测量电流和电压。

它基于电磁感应原理，将电流或者电压转换为可测量的信号。

下面将详细介绍互感器的工作原理。

一、电磁感应原理互感器的工作原理基于法拉第电磁感应定律，即当导体中的磁通量发生变化时，会在导体中产生感应电动势。

互感器利用这一原理，通过电流或者电压的变化来产生磁通量变化，进而产生感应电动势。

二、互感器的结构互感器通常由一个铁芯和绕组组成。

铁芯通常由硅钢片制成，它的作用是集中磁场，增加磁感应强度。

绕组则是由导线绕在铁芯上，根据测量需求可以有不同的形式。

三、电流互感器的工作原理电流互感器用于测量电流，其工作原理如下：1. 当被测电流通过互感器的一侧绕组时，产生一个交变磁场。

2. 这个交变磁场穿过互感器的铁芯，进而穿过另一侧的绕组。

3. 在另一侧的绕组中，交变磁场引起感应电动势，该电动势与被测电流成正比。

4. 这个感应电动势可以通过测量绕组上的电压来间接测量被测电流的值。

四、电压互感器的工作原理电压互感器用于测量电压，其工作原理如下：1. 被测电压加在互感器的一侧绕组上。

2. 这个电压在绕组中产生一个交变磁场。

3. 交变磁场穿过互感器的铁芯，进而穿过另一侧的绕组。

4. 在另一侧的绕组中，交变磁场引起感应电动势，该电动势与被测电压成正比。

5. 这个感应电动势可以通过测量绕组上的电压来间接测量被测电压的值。

五、互感器的特点与应用互感器具有以下特点：1. 高精度：互感器能够提供准确的电流和电压测量结果。

2. 绝缘性能好：互感器的绕组与被测电路之间具有良好的绝缘性能，能够保护测量设备和操作人员的安全。

3. 宽测量范围：互感器能够适应不同电流和电压范围的测量需求。

4. 高可靠性：互感器采用可靠的材料和结构设计，能够在长期运行中保持稳定的性能。

互感器广泛应用于各种领域，包括电力系统、工业控制、能源管理等。

在电力系统中，互感器被用于测量和保护设备，确保电网的安全运行。

南昌大学继电保护第二章互感器变换器

02
变换器的种类与原理
变换器的分类
01
02
03
电流变换器
将一次侧的电流信号转换为二次侧的电流信号，用于测量和保护电路。
电压变换器
将一次侧的电压信号转换为二次侧的电压信号，用于测量和保护电路。
组合变换器
同时具有电流变换器和电压变换器的功能，用于同时测量和保护电流和电压信号。
变换器的工作原理
制。
互感器与变换器在结构和工作原理上存在一定的相似性，如都采用电磁感应原理进行电压或电流
的转换。
互感器与变换器在电力系统中的作用
01
互感器在电力系统中的作用主要是实现高压与低压的隔离，同时为测量、保护和控制装置提供所需的电压和电流信号。
02
变换器在电力系统中的作用主要是将输入的电压或电流转换为所需的输出电压或电流，以满足各种用电设备和系统的需求。
电流变换器工作原理
组合变换器工作原理
基于电磁感应原理，原边电流在铁芯中产生磁通，磁通在副边产生感应电动势，从而得到副边电流。
基于电流和电压变换器的工作原理，同时实现电流和电压的变换铁芯中产生磁通，磁通在副边产生感应电动势，从而得到副边电压。
变换器的应用场景
互感器与变换器的比较
互感器通常用于电力系统的测量、保护和控制，其精度和稳定性要求较高，而变换器的应用范围更广泛，包括电源、电机控制等领域。
互感器的输出信号通常较小，需要通过测量、保护和控制装置进一步处理和应用，而变换器的输出信号可以直接用于各种用电设备和系统。
互感器的结构和工作原理相对简单，而变换器的种类和形式较多，可以根据不同的需求进行选择和应用。
变换器在电力系统中的实际应用

第二讲互感器及变换器

因此有1/3机会误动作，切除距电源较近的故障点，扩大了停电范围。
3.电流互感器使用注意事项 • 1、电磁式电流互感器运作中禁止二次开路 • 当I2N2=0时，一次磁势I1N1 = I0N1，铁芯中磁场强度H剧增,，使合成磁通急剧饱和达到平顶波形，互感器二次感应电势与磁通的变化率成正比，在磁通过零时将感应出很高的尖顶波电势，其数值可达上万伏，导致烧毁二次设备； • 危及工作人员安全和仪表、继电器的绝缘； • 由于磁感应强度骤增，会引起铁心和绕组过热。此外，在铁心中还会产生剩磁，使互感器准确级下降。 • 2、用短路法更换运行中电磁式电流互感器二次侧仪表 • 带电更换二次侧仪表时，在退出仪表之前，应预先将互感器二次侧可靠短接并接地。在新的仪表接入电路之后，再将短接线拆除。
W1
W2
一．电流互感器的工作原理
2.运行特点：二次回路不允许开路
m a
m
ａ
m

m a
图２－１电流互感器的等值电路及相量图
• 正常工作时：磁动势 WlIl-W2I2=WlIm,，WlIl和W2I2互相抵消一大部分，激磁磁势WlIm ，数值不大。
一．电流互感器的工作原理
• 二次电路开路时： W2I2 等于零，激磁磁势猛增到 WlIl ，铁心中磁感应强度猛增，造成铁心磁饱和。铁心饱和致使随时间变化的磁通Ф的波形由正弦波变为平顶波，在磁通曲线Ф过零前后磁通Ф在短时间内从 +Фm变为-Фm ，使dФ/dt值很大。
5P20
20为准确限值系数,供保护用的,一次侧流过最大电流为一次额
定电流的20倍时,该互感器的复合误差不大于5%。
三.准确级与二次额定容量（负荷）
5P20
20为准确限值系数,供保护用的,一次侧流过最大电流为一

02互感器与变换器习题

互感器与变换器一、选择题1．以下说法正确的是（）A：电流互感器和电压互感器二次均可以开路B：电流互感器二次可以短路但不得开路，电压互感器二次可以开路但不得短路C：电流互感器和电压互感器二次均不可以短路2．电抗变压器在空载情况下，二次电压与一次电流的相位关系是( )。

A：二次电压超前一次电流接近90°B：二次电压与一次电流接近0°C：二次电压滞后一次电流接近90°D：二次电压超前一次电流接近180°3．电流互感器是( )。

A：电流源，内阻视为无穷大B：电压源，内阻视为零C：电流源，内阻视为零4．为相量分析简便，电流互感器一、二次电流相量的正向定义应取( )标注。

A：加极性B：减极性C：均可5．电流互感器本身造成的测量误差是由于有励磁电流存在，其角度误差是励磁支路呈现为( )使电流有不同相位，造成角度误差。

A：电阻性B：电容性C：电感性6．暂态型电流互感器分为：( )级。

A：A、B、C、D B：0.5、1.0、1.5、2.0 C：TPS、TPX、TPY、TPZ7．输电线路、变压器的纵联差动保护为了减小不平衡电流，可选用( )级的电流互感器。

A：0.5 B：D C：TPS8．用于500kV线路保护的电流互感器一般选用( )。

A：D级B：TPS级C：TPY级D：0.5级9．继电保护要求电流互感器的一次电流等于最大短路电流时，其复合误差不大于( )。

A：5％B：10％C：15％10．继电保护要求所用的电流互感器的( )变比误差不应大于10％。

A：稳态B：暂态C：正常负荷下11．电压互感器接于线路上，当A相断开时( )。

A：B相和C相的全电压与断相前差别不大B：B相和C相的全电压与断相前差别较大C：B相和C相的全电压与断相前幅值相等12．某变电站电压互感器的开口三角形侧B相接反，则正常运行时，如一次侧运行电压为110kV，开口三角形的输出为( )。

A：0V B：100V C：200V D：220V13．在小接地电流系统中，某处发生单相接地时，考虑到电容电流的影响，母线电压互感器开口三角形的电压( )。

互感器的讲解课件

使用寿命。动热稳定性能则反映了互感器在短路等异常情况下的承受能力。
02
CATALOGUE
互感器在电力系统中的应用
电力系统中的测量与保护需求
01
02
03
电流、电压的测量
在电力系统中，为了监测和控制设备的运行状态，需要实时测量电流和电压。
功率的测量
通过测量电流和电压，可以计算出有功功率、无功功率等参数，为电力系统的调度和运行提供依据。
与测量仪表配合使用
互感器为测量仪表提供标准的电流、电压信号，使其能够准确地测量电力系统的各项参数。
与自动化设备配合使用
互感器为自动化设备提供必要的电流、电压信号，使其能够实现电力系统的自动化控制和调节。同时，自动化设备还可以通过互感器实时监测电力系统的运行状态，及时发现并处理故障。
03
CATALOGUE
行业发展趋势和前景预测
01 02
智能化发展
随着智能电网、物联网等技术的快速发展，互感器作为电力系统中的重要设备，将朝着智能化、数字化方向发展，实现远程监控、故障诊断等功能。
绿色环保
环保意识的提高和能源结构的调整将推动互感器行业向绿色环保方向发展，采用环保材料和工艺，降低能耗和污染排放。
03
高可靠性
学会使用互感器进行电压、电流的测量
培养实验操作能力和数据分析能力
实验器材和步骤介绍
实验器材：互感器、电源、电流表、电压表、负载电阻等
实验步骤
1. 按照实验电路图连接好电路，确保电源、电流表、电压表等正确接入。
2. 逐步增加输入电压，观察并记录电流表、电压表的读数，注意互感器的工作状态和温度变化。
01 检查互感器外观是否完好，有无损坏或变形。

互感器课件

作用
实现高电压、大电流与低电压、小电流之间的隔离和转换，保证电力系统的安全、稳定运行，同时提供准确的电气量测量值。
互感器工作原理
电磁感应原理
互感器的工作原理基于电磁感应原理，当一次绕组通过电流时，会在铁芯中产生磁通，从而在二次绕组中感应出电动势。根据电磁感应定律，感应电动势的大小与一次绕组的电流变化率成正比。
04
互感器在电力系统中的应用
电力系统中的测量和保护功能
测量功能
互感器可将高电压或大电流按比例转换为低电压或小电流，以供测量仪表使用，实现电压、电流、功率等电参数的准确测量。
保护功能
互感器在电力系统中还承担着保护任务，与继电保护装置配合使用，对电力设备进行过流、过压等保护，确保电力系统的安全运行。
检查并紧固接线端子，确保接触良好；纠正错误的接线方式。
铁芯故障处理
建议措施
检查铁芯状况，进行相应调整或更换损坏部件；对磁路进行修复和优化。
加强对互感器的定期维护和保养，及时发现并处理潜在故障；提高操作人员技能水平，减少人为因素造成的故障。
07
互感器市场前景与发展趋势
市场现状分析
市场规模
由于互感器长期运行，绝缘材料老化、受潮等原因导致绝缘性能下降，引发故障。
铁芯饱和或磁路故障等，导致互感器误差增大或输出异常。
接线故障
互感器接线端子松动、接触不良或接线错误等，导致互感器无法正常工作。
故障处理措施及建议
绝缘故障处理
接线故障处理
对互感器进行干燥处理，更换老化的绝缘材料，提高绝缘性能。
当前互感器市场规模庞大，随着电力行业的快速发展，市场规模
不断扩大。
竞争格局
市场上存在众多互感器生产厂家，竞争激烈，但市场集中度逐渐提高。

电力系统继电保护2.1.1.2变换器和滤过器

3I 0 1 I mA I mB I mC KTA KTA
I A I B IC 0
1 Ir I mA I mB I mC I unb KTA
• 三相对称短路时，继电器输入电流Ir等于不平衡电流 Iunb，其值很小。
发生接地故障时
电压变换器一次侧绕组串接电阻
U2 KUU1

R
U1

u U1 I1

E2
（2）电流变换器
• 3.将输入电流 I r 变成与其成正比的电压 U 2 ， • UA的输出电压与输入电流成正比，且同相位。
I2
Ir U2 I2 R R Ki I r KTA
R Ki KTA
UA的等值电路和向量图
将输入电流 I r 折算到UA的输出侧为 I r
I1 I r
I2
I C
IL IR
Im
IC
I1
IR
U2 I R R
Im
Zm
R U2
C
Im
I R I1
U2
（2）电抗变换器
电抗变换器的作用是将由电流互感器输入的电流I1转换成与其成正比的输出电压U2。电抗变换器的结构如图示。
Ir
TAN
KAN
(2)零序电压滤过器
由三个单相电压互感器或三相五柱式电压互感器构成零序电压滤过器当忽略电压互感器误差时，开口三角形绕组输出电压Umn 为：
U mn 3U 0 1 U a Ub U c (U A U B UC ) KTV KTV
正常运行时，三相电压对称，电压滤过器输出为零 Umn=0,单相接地短路时输出零序电压3U0/KTV=100V