全国注册电气工程师考试专业基础部分互感器.ppt

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1、1,考试大纲要求,4.11 互感器4.11.1 掌握电流、电压互感器的工作原理、接线形式及负载要求4.11.2 了解电流、电压互感器在电网中的配置原则及接线形式4.11.3 了解各种形式互感器的构造及性能特点,2,4.11 互感器,互感器是一种特殊的变压器，它被广泛应用于供电系统中向测量仪表和继电器的电压线圈或电流线圈供电。 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标准的低电压和小电流，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧、价格便宜，并便于屏内安装。 （2）隔离高压电路。互感器一次侧和二次侧没有电的联系，只有磁的联系。使二次设备与高电压部分隔离，且互感器二次侧

2、均接地，从而保证了设备和人身的安全。,3,电流互感器，它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的低压小电流的设备； 电压互感器，它是将一次侧的高电压降到线电压为100V的低电压，供给仪表或继电器用电的专用设备。,4.11 互感器,4,4.11.1 掌握电流互感器的工作原理、接线形式及负载要求,1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（以下简称电流互感器）。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变比。 （4-11-1）式中 一次线圈的额定电流，A； 二次线圈的额定电流，5A。,5,电流互感器的工作特点：1

3、）一次线圈串联于主电路中，一匝少，二匝多。2）二次近似短路。3）CT的二次线圈不允许开路。,4.11.1 掌握电流互感器的工作原理、接线形式及负载要求,6,三相三继电器式接线,所用保护元件最多 所有短路电流都会通过继电器反映出来，产生相应的保护动作。适用大电流接地系统,电路特点,2、电流互感器的接线方式 电流互感器的接线方式是指电流互感器与电流继电器之间的连接形式。,4.11.1 掌握电流互感器的工作原理、接线形式及负载要求,7,两相式接线,电路特点,所用元件较少 未接互感器的单相短路故障不能保护 采用两相三继电器接线提高灵敏度,8,两相一继电器式接线,电路特点,流入继电器的电流为两相电流互感

4、器二次侧电流之差 不同短路电流通过继电器有不同的灵敏度。 不能反应出第三相（B相）的单相接地短路故障,4.11.1 掌握电流互感器的工作原理、接线形式及负载要求,9,（4）单相接线在三相负荷平衡时，可以用单相电流反映三相电流值，主要用于测量电路。,单相接线,4.11.1 掌握电流互感器的工作原理、接线形式及负载要求,10,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）接线时要注

5、意极性。电流互感器一、二次侧的极性端子，都用字母表明极性。 4）一次侧串接在线路中，二次侧的继电器或测量仪表串接。,4.11.1 掌握电流互感器的工作原理、接线形式及负载要求,11,3电流互感器的负载要求 （1）电流互感器的准确级 电流互感器根据测量时误差的大小而划分为不同的准确级。准确级是指在规定的二次负荷范围内，一次电流为额定值时的最大误差。 （2）电流互感器的准确度等级（即铭牌上的“误差等级”）一般分为0.2、0.5、1.0、3.0、10.0五个等级。 一般0.2级作实验室精密测量用，0.5级作计算电费测量用，1级供配电盘上的仪表使用，一般指示仪表和继电保护用3级。,4.11.1 掌握电

6、流互感器的工作原理、接线形式及负载要求,12,（3）电流互感器的额定容量 电流互感器的额定容量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，二次线圈输出的容量。 （4-11-4） 由于电流互感器的二次电流为标准值（5A或1A），故其容量也常用额定二次阻抗来表示。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。 电流互感器对负载的要求就是负载阻抗之和不能超过互感器的额定二次阻抗值。,4.11.1 掌握电流互感器的工作原理、接线形式及负载要求,13,电压互感器是将一次侧的高电压按比例变为适合仪表或继电器使用的额定电压为100V的变换设备。 1电压互

7、感器工作原理 电压互感器的工作原理和变压器相同。 电压互感器与变压器有何不同？ 容量小、空载、较低的磁通密度。,4.11.1 掌握电压互感器的工作原理、接线形式及负载要求,14,（2）额定变比 电压互感器一、二次绕组电压之比称为电压互感器的额定变比。 （4-11-5）式中 等于电网的额定电压，kV； 额定电压为100V。,4.11.1 掌握电压互感器的工作原理、接线形式及负载要求,15,2电压互感器的接线形式 （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。单相接线,4.11.1 掌握电压互感器的工作原理、接线形式及负载要

8、求,16,（2）VV接线 由两个单相互感器接线成不完全星形（VV形），用来测量各相间电压，但不能测量相对地电压，它广泛应用在20kV以下中性点不接地或经消弧线图接地的电网中。VV接线,4.11.1 掌握电压互感器的工作原理、接线形式及负载要求,17,（3）Y0Y0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。Y0Y0接线,4.11.1 掌握电压互感器的工作原理、接线形式及负载要求,18,（4）Y0/Y0/接线 用三台单相三绕组电压互感器构成Y0/Y0/接线，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

9、检测零序电压。用于3220kV系统（110kV及以上无高压熔断器），供接入交流电网络缘监视仪表 和继电器用。 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 Y0/Y0/接线 电压互感器构成Y0/Y0/接线基本相同。,4.11.1 掌握电压互感器的工作原理、接线形式及负载要求,19,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，其二次侧的电流很小，近于开路状态，当二次侧短路时，其电流很大（二次侧阻抗很小）将烧毁设备。 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

10、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。,4.11.1 掌握电压互感器的工作原理、接线形式及负载要求,20,3电压互感器负载要求：准确级和容量 电压互感器的准确级，是指在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，负荷功率因数为额定值时，电压误差的最大值。 由于电压互感器误差与负荷有关，所以同一台电压互感器对应于不同的准确级便有不同的容量。通常额定容量是指对应于最高准确级的容量。电压互感器按照在最高工作电压下长期工作允许的发热条件，还规定了最大容量。 电压互感器

11、的负载要求就是负载容量之和不能超过互感器的额定二次容量值。,4.11.1 掌握电压互感器的工作原理、接线形式及负载要求,21,4.11.2 了解电流、电压互感器在电网中的配置原则及接线形式,11.2.1 电流互感器的配置11.2.2 电压互感器的配置,22,11.2.1 电流互感器的配置,（1）为了满足测量和保护装置的需要，在发电机、变压器、出线、母线分段及母联断路器、旁路断路器等回路中均设有电流互感器。对于大接地短路电流系统，一般按三相配置；对于小接地短路电流系统，依具体要求按二相或三相配置。 （2）对于保护用电流互感器应尽量消除主保护装置的不保护区。例如，若有两组电流互感器，且位置允许时应

12、设在断路器两侧，使断路器处于交叉保护范围之中。 （3）为了减轻内部故障对发电机的损伤，用于自动调整励磁装置的电流互感器应配置在发电机定子绕组的出线侧。为便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障，用于测量的电流互感器宜装设在发电机中性点侧。,23,11.2.2 电压互感器的配置,（1）母线 除旁路母线外，一般工作及备用母线都装有一组电压互感器，用于同期、测量仪表和保护装置。 （2）线路 35kV及以上输电线路，当对端有电源时，为了监视线路有无电压、进行同期和设置重合闸，装有一台单相电压互感器。 （3）发电机 一般装二组电压互感器。一组（D，y接线），用于自动调整励磁装置。另一组供测量仪表、同期和

13、保护装置使用，该互感器采用三相五柱式或三只单相接地专用互感器，其开口三角形供发电机未并列之前检查接地之用。当互感器负荷太大时，可增设一组不完全星形连接的互感器，专供测量仪表使用。 （4）变压器 变压器低压侧有时为了满足同期或保护的要求，设有一组不完全星形接线的电压互感器。,24,25,4.11.3 了解各种形式互感器的构造及性能特点,1电流互感器的分类 （1）按安装地点可分为户内式和户外式。20kV以下制成户内式；35kV及以上多制成户外式。 （2）按安装方式可分为穿墙式、支持式和装入式。穿墙式装在墙壁或金属结构的孔中，可节约穿墙套管；支持式则安装在平面或支柱上；装入式是套在35kV及以上变压

14、器或多油断路器油箱内的套管上，故也称为套管式。 （3）按绝缘可分为干式、浇注式、油浸式等。干式用绝缘胶浸渍，适用于低压户内的电流互感器；浇注式利用环氧树脂作绝缘，多用于35kV及以下的电流互感器；油浸式多为户外型。 （4）按一次绕组匝数可分为单匝和多匝式。,26,2电流互感器的结构 （1）单匝式结构有贯穿式（一次绕组为单根铜管或铜杆）和母线式（以母线穿过互感器作为一次绕组）。 （2）额定电流在400A以下采用多匝式。多匝式接结构可分为线圈式、“ 8”字型和“U”字型。“8”字型绕组结构的电流互感器，只用于35110kV电压级。220kV“U”字型绕组电流互感器，在110kV及以上的高压电流互感

15、器中得到广泛的应用。,4.11.3 了解各种形式互感器的构造及性能特点,27,1电压互感器的分类 （1）按安装地点分户内和户外； （2）按相数分单相和三相式； （3）按绕组数分双绕组和三绕组； （4）按绝缘分浇注式、油浸式，浇注式用于335kV，油浸式主要用于110kV及以上的电压互感器。,4.11.3 了解各种形式互感器的构造及性能特点,28,2电压互感器的结构 在中性点不接地或经消弧线圈接地的系统中，为了测量相对地的电压，电压互感器的一次绕组必须接成星形，且中性点必须接地。在360kV电网中，采用三只单相三绕组（接地专用）电压互感器，而在320kV电网中，常采用三相五柱式电压互感器来测量相

16、对地电压。普通三相三柱式的电压互感器是不允许作这种测量的。,4.11.3 了解各种形式互感器的构造及性能特点,29,为什么三相三柱式电压互感器不能用来监视绝缘？,4.11.3 了解各种形式互感器的构造及性能特点,30,实战题目：,1.互感器运行时，要求其二次侧（ ）。A.电压互感器开路，电流互感器短路；B.电压互感器短路，电流互感器短路； C.电压互感器短路，电流互感器开路；D.电压互感器开路，电流互感器开路；答案：A2.电压互感器二次侧额定电压一般为（ ）V。A.100 B.220 C.380 D.5答案：A3.电流互感器不完全星形接法时，测量电压的相别是（ ）。A. A、B B. B、C

17、C. A、C D. B答案：C,4.11 互感器,31,4.电流互感器二次侧负荷主要包括（ ）。A.仪器仪表的阻抗 B.连接电缆的阻抗 C.仪器仪表和电缆的阻抗 D.仪器仪表、电缆与变压器的阻抗答案：C5.电压互感器二次侧开口三角的作用是（ ）。A.测量三相电压 B.测量线电压 C.监视相序 D.测量零序电压答案：D6.电压互感器与电流互感器一次侧接入电力系统的方式是（ ）。A.串接，串接 B.并接，并接 C.串接，并接 D.并接，串接答案：D,32,7.电压互感器配置原则为（ ）。A.每段主母线和旁路母线都接一组电压互感器；B.主母线接互感器，旁路母线不接；C.主母线不接互感器，旁路母线接互

18、感器；D.以上都不正确；答案:B8.电流互感器的容量通常表示为（ ）。A.电流 B.电压 C.功率 D.阻抗答案：D,33,历年真题：,答案：C,2. （08*）. 电流互感器的额定容量为：A：正常发热允许的容量； B：短路发热允许的容量；C：额定二次负荷下的容量； D：满足动稳定要求的容量；,34,3. （07*,2010*）.在320kV电网中，为了测量相对地电压通常采用：A：三相五柱式电压互感器； B：三相三柱式电压互感器；C：两台单相电压互感器接成不完全星形接线； D：三台单相电压互感器接成Y/Y接线;,答案：A提示：B无法检测零序分量； C不完全星型接法无法测量相对地电压； D的Y/Y接法中性点不接地，也无法测量相对地的电压。,4.(2010*)电流互感器二次绕组在运行时，（ ）。A.允许短路不允许开路； B.允许开路不允许短路；C.不允许短路不允许开路； D.允许短路也允许开路；,答案：A,