互感器专业讲稿

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零序电流互感器

零序电流保护的基本原理是基于基尔霍夫电流定律： 流入电路中任一节点的复电流的代数和等于零。在线 路与电气设备正常的情况下，各相电流的矢量和等于 零，因此，零序电流互感器的二次侧绕组无信号输出， 执行元件不动作。当发生接地故障时的各相电流的矢 量和不为零，故障电流使零序电流互感器的环形铁芯 中产生磁通，零序电流互感器的二次侧感应电流使执 行元件动作，带动脱扣装置，切换供电网络，达到接 地故障保护的目的。
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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于仪 器、仪表和保护控制装置使用的变换设备。 电压互感器及其二次回路的重要性： 电压互感器作为一重要的一次设备在电力系统中发 挥着重要的作用。同时，因为电压互感器是一种公用 设备，无论是互感器本身出现问题或是其二次回路出 现问题，都将给整个二次系统带来严重影响。保障电 压互感器及其二次回路的稳定运行至关重要。
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电流互感器结构（以LQJ-10为例）
该电流互感器具有两个铁芯和两个二次绕组
1—一次接线端子 2—一次绕组（树脂浇注） 3—二次接线端子 5 4—铁心 5—二次绕组 6—警示牌（上写“二次侧不能开路“等字样）
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高压电流互感器多制成不同准确度级的两个铁 芯和两个副绕组的型式，分别接测量仪表和继 电器，以满足测量和继电保护的不同要求。 供测量用电流互感器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, 以适应保护灵敏度的要求。
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（2）V－V接线

两个电压互感器分别接于线电压UAB和UBC上，一次绕组不能接 地，二次绕组为安全，一端接地，这种接线方式适用于中性点非 直接接地或经消弧线圈接地系统。 1) 只用两个单相电压互感器可以得到对称的三个线电压； 2）不能测量相电压； 3）一次绕组接入系统线电压，二次绕组电压为100V。当继电保 护装置和测量表计只需用线电压时，可采用这种接线方式。
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三相星型接线
它由三只完全相同的电流互感器构成。此种接线方式适和于高压 大电流接地系统、发电机二次回落、低压三相四线制电路。采用 此种接线方式，二次回路的电缆芯数较少。但由于二次绕组流过 的电流分别为IA、IB、IC，当三相负载不平衡时，则公共线中有 电流IN 流过。此时，总公共线断开就会产生计量误差，因此，公 共线是不允许断开的。
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小电流接地系统为什么正常运行时电压互感器的开口三角 形两端无电压，而当一次系统发生单相接地时就出现电压?
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电压互感器的一次侧与二次侧
60kV及以下系统，一次侧一般经过隔离开关和熔断器接入高压 电网。 电压互感器一次侧熔断器的作用： （1）保护电压互感器本身，当电压互感器本身故障时，熔断器迅 速熔断，防止事故扩大； （2）防止高压电网受电压互感器本身及其引线的影响。 110kV及以上系统，电压互感器一次侧不装熔断器 （1）主要原因是考虑到系统灭弧问题较大，熔断器的断流容量亦 很难满足要求，熔断器 制造困难； （2）这一类互感器采用单相串级式，绝缘强度高，发生事故的可 能性比较小； （3）110kV及以上系统，中性点一般采用直接接地，接地故障时， 瞬时跳闸，不会过电 压运行。
相互学习 共同提高
——互感器
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要点

第一章 电流互感器
原理、分类、接线形式及使用注意事项

第二章 电压互感器
原理、分类、接线形式及使用注意事项 电压互感器的并列
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互感器


互感器是一种特殊的变压器，指用以传递信息供给测 量仪器、仪表和保护、控制装置的变换器。 互感器的作用：
（1）用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘。 这即可避免主电路的高电压直接引入仪表、继电器等二次设备， 又可防止继电器、仪表等二次设备的故障影响主电路，提高一、 二次设备的安全性和可靠性，并有利于人身安全。 （2）用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围。 例如用5A的电流表或100V电压表，通过不同变比的电流、电 压互感器可测量任意高的电流或电压。而且可使二次仪表、继电 器的规格统一，有利于这些设备的标准化。

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（3）电压互感器的分类 1.按照结构分类： 三相三柱式 三相式 三相五柱式 单相电压互感器 2.按照安装位置不同 母线PT:测量母线电压 线路PT:测量线路电压 3.按照原理分类 电磁式电压互感器 电容式电压互感器
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电磁式电压互感器
工作原理: 电磁式电压互感器的工作原理和变压器相同，可以说是一个被限定结构
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使用电压互感器应注意以下事项：
1）电压互感器的二次侧在工作时不能短路。 在正常工作时，其二次侧近于开路状态，电流很小，当二次侧短路时， 其电流很大（二次侧阻抗很小）将烧毁设备甚至危及人身安全。 2）电压互感器的二次侧必须有一端接地。防止一、二次侧击穿时，高压 窜入二次侧，危及人身和设备安全。 3）电压互感器接线时，应注意一、二次侧接线端子的极性。以保证测量 的准确性。 4）电压互感器的一、二次侧通常都应装设熔丝作为短路保护，同时一次 侧应装设隔离开关作为安全检修用。 5）一次侧并接在线路中。 6）电压互感器送电时必须先合一次侧后合二次侧，停电时先停二次侧后 停一次侧，防止反送电危及设备安全。 7）两段PT二次并列时，一次必须先并列（防止反充电）。 （反充电：运行中的电压互感器由二次向不带电的电压互感器反充电， 造成运行中电压互感器二次熔断器熔断，低压开关跳开,引起保护装置及 自动装置失压） 8）在倒换PT前必须先将PT并列运行（防止二次设备在PT倒换过程中失压）
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。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。
N2 I1 I 2 KiI 2 N1
式中
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I1 I2
——一次线圈的额定电流，A； ——二次线圈的额定电流，A；

结构特点
1）一次绕组串联在电路中， 并且匝数很少,有的电流互感器还 没有一次绕组，利用穿过其铁芯 的一次电路（如母线）作为一次 绕组；而且一次绕组导体相当粗； 其二次绕组匝数相当多，导体较 细。
C2
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
UC2 U1C1 KU1 C1 C2
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电压互感器的接线
（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。
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互感器的分类

电流互感器（缩写CT，文字符号TA）
电流互感器可用在交换电流的测量、 交换电度的测量和电力拖动线路中的保 护。

电压互感器（缩写PT，文字符号TV）
电压互感器可在高压和超高压的电
力系统中用于电压和功率的测量等。
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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或1A的变换设备。
用三台单相三绕组电压互感器构成Y0/Y0 /接线，用于3～ 220kV系统（110kV及以上无高压熔断器），供接入交流电网绝缘 监视仪表和继电保护用。三相五柱式电压互感器只用于3～15kV 系统，其接线与三台单相三绕组电压互感器构成Y0/Y0/接线基 本相同。 该接线方式其二次绕组用来测量相间电压和相对地电压， 辅助二次绕组接成开口三角形检测零序电压。
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两相V形接线
也称为两相不完全星型接线。在中性点不接地的三相三线制电路 中，广泛用于测量三相电流、电能及作为过电流继电保护之用。 这种接线方式是根据三相交流电路中三相电流之和为零的原理构 成的,公共线上的电流为ia+ic=-ib，反应的是B相的相电流。
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优点：
（1）少使用了一个电流互感器，节约了成本。 （2）在减少二次电缆芯数的情况下，取得了第三相电流。
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电容式电压互感器（CVT）
我国110kV及以上电力系统目前使用的电压互感器主要有电容式 电压互感器(CVT)、SF6气体绝缘电磁式电压互感器和电压／电流 组合式互感器。CVT具有绝缘强度高、能够降低雷电冲击波头陡 度、不会与系统发生铁磁谐振、造价低且能兼作耦合电容器用于 电力线载波通信等优点。
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电流互感器的接线形式
一相式接线
电流线圈通过的电流反应一次电路相应相的电流。通常用于负荷 平衡的三相电路如低压动力线路中，供测量电流、电能或接过负 荷保护装置之用。
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两相电流差接线
这种接线适用于中性点不接地的三相三线制电路中供作电流继 电保护之用。由向量图可知，互感器公共线上的电流为ia-ic,其 3 量值为相电流的 倍。

缺点：
（1）由于只有两只电流互感器，当其中一点相性接反时，则公共 线中的电流变为其它两相电流的相量差，造成错误计量，且错误 接线的机率较多。（所以在新装或整改时都必须对互感器的极性 进行效验）。 （2）这种接线线方式对A、C相接地和相间短路都可以起到很好的 保护作用，可是当B相发生接地的时候，它就显的无能为力。因 为B相的电流为负的A、C相之和。

电磁式
按用途分为
测量用
保护用 干式、 按绝缘可分为 浇注式、 油浸式
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电流互感器结构（以LMZJ1-0.5为例）
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1—铭牌 2—一次母线穿孔 3—铁心，外绕二次绕组，树脂浇注 4—安装板 5—二次接线端子
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铭牌

型号：如LQJ-10； 额定工作电压 额定一次电流、额定二次电流、变比 额定负荷：电路互感器二次侧以外的回路阻抗都是CT 的负荷，通常以视在功率伏安或阻抗欧姆表示。 额定功率因数：二次额定负荷阻抗的有功部分与额定 视在功率之比 准确等级：测量常用的等级有0.2，0.5，0.2S，0.5S； 保护用常用等级有5P，10P

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电压互感器的二次侧：
（1）装设熔断器或低压断路器，当电压互感器二次侧及回路发生 故障时，能够快速熔断或切断，保证电压互感器不遭受损坏及不 造成保护误动。 （2）计量、测量二次绕组装设熔断器。 （3）保护用二次绕组装设快速低压断路器。
二次熔丝熔断时，运行人员应及时更换二次熔丝。若再次熔断，则不应再 更换，应查明原因后再处理。此时禁止进行两台PT二次侧的并列操作，防 止将故障引入另一台PT。
电流互感器原理图
2）电流互感器二次绕组与仪表、继电器等的电流线圈串联， 形成一个闭合回路。由于这些电流线圈阻抗很小，所以正常情况下， 电流互感器在近于短路的状态下运行。
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电流互感器的分类
光电耦合式
按一次绕组匝数分为 母线式 单匝 芯柱式 套管式 多匝式 线圈式 线环式 串级式
户内式 按安装地点分为 户外式

现在公司大部分开关柜都是选用的此种接线方 式。还有一小部分比较重要的开关柜使用的是 三相星形接线。
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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）一次侧串接在线路中，二次侧与继电器或测量仪表串接。 4）接线时要注意其端子的极性。 电流互感器一、二次侧的极性端子，都用字母表明极性。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。当一次侧电流从同名端流入，则二次侧电流从同名端流出。
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（3）Y0－Y0接线
由三个单相互感器一、二次侧均接成Y0形，可供给要求线电 压的仪表和继电器以及要求相电压的绝缘监视电压表。由于小电 流接地系统在一次电路发生单相接地时，另两个完好相的相电压 要升高到线电压，所以绝缘监视电压表表要按线电压选择否则在 发生单相接地时，电压表可能被烧毁。
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（4）Y0/Y0/接线
和使用形式的特殊变压器 。
U 1 N1 U2 N2

结构特点
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压线圈阻抗很大，正常情况下，电压 互感器在近于空载的状态下运行。
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一次接线端子 高压绝缘套管 一、二次绕组，树脂浇注 绝缘 铁心 二次接线端子