互感器 电力工程课件.ppt

电力工程 一、电流互感器与电压互感器原理接线 二、互感器的作用 将一次回路的高电压和大电流变为二次回路的标准值通常电磁式电压互感器二次电压为100V或100／V，电磁式电流互感器额定二次电流为5A或lA)。使测量仪表和保护装置标准化，也使二次设备的绝缘水平能按低电压设计，使其结构轻巧，价格便宜。 所有二次设备可用低电压、小电流的电缆（或光缆）连接，可使屏内布线简单，安装方便。同时，便于集中管理，可实现远方控制和测量。 二次回路不受一次回路的限制，可采用星形、三角形或V形接法，因而接线灵活方便；同时，对二次设备进行维护、调换以及调试时，不需要中断一次系统的运行，仅适当地改变二次接线即可实现。 使二次侧的设备与高电压部分隔离，且互感器二次侧要有一点接地，保证二次系统设备和工作人员的安全。 三、电流互感器 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。 2、电流互感器的工作原理 电流互感器的一次。二次额定电流之比，称为电流互感器的额定互感比，用Ki表示： 由电流互感器的工作特点以及上式可以看出，二次仪表测得的电流乘以额定互感比这一常数，即为被测的一次电流，这就是应用电流互感器测量电流的原理。 3、电流互感器的工作状态 运行中的电磁式电流互感器二次回路不允许开路。否则会在二次电路感应产生高电压，对人身和二次设备产生危险。其原因可解释如下： 电磁式电流互感器在正常工作时，一、二次电流相位相反，因此磁动势互相抵消一大部分，铁芯的剩余磁势是励磁磁动势，数值不大。 当二次电路开路时，二次去磁磁势等于零。依据磁势平衡关系，这时的激磁磁势将猛增Nl ，电磁式电流互感器的一次电流完全被用来给铁心激磁。于是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，使dФ/dt值很大。由于二次绕组感应电势e2正比于磁通Ф的变化率dФ/dt ，因而在磁通急剧变化时，开路的二次绕组内将感应出很高的尖顶波电势e2 ，其峰值可达数千伏甚至更高，这对工作人员的安全，对仪表和继电器以及连接电缆的绝缘都是极其危险的。 同时，电磁式电流互感器二次开路时磁路的严重饱和还会使铁心严重发热，若不能及时发现和处理，会使电磁式电流互感器烧毁和电缆着火。所以运行中的电流互感器二次电路在进行检修或测试时千万不可出现开路现象。电磁式电流互感器的二次侧也不允许装接熔断器。在运行中如果需要断开仪表或继电器时，必须先将电流互感器的二次绕组短接后，再断开该仪表，以防发生事故。 4 、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，相位差）：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 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。例如，准确级0.5级指在规定的二次负载变化范围内，电流互感器的电流误差不超过0.5％。 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