第六章66互感器一.ppt
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1、发电厂变电所电气设备发电厂变电所电气设备第六章第六章 发电厂和变电所的一次设备发电厂和变电所的一次设备6-6 互感器(一)互感器(一)发电厂变电所电气设备发电厂变电所电气设备第六章第六章 发电厂和变电所的一次设备发电厂和变电所的一次设备6.6 互感器互感器教学内容教学内容本本节教学内容教学内容一、互感器的一、互感器的连接和作用接和作用二、二、电流互感器流互感器首页发电厂变电所电气设备发电厂变电所电气设备第六章第六章 发电厂和变电所的一次设备发电厂和变电所的一次设备6.6 互感器互感器一、互感器的连接和作用一、互感器的连接和作用 互感器是互感器是电力系力系统中一次系中一次系统和二次系和二次系统之
2、之间的的联络元件,用以元件,用以变换电压或或电流,分流,分别为测量量仪表、保表、保护装置和控制装置提供装置和控制装置提供电压或或电流信流信号,反映号,反映电气气设备的正常运行和故障情况,分的正常运行和故障情况,分为电压互感器(互感器(TV)和)和电流互感器(流互感器(TA)。发电厂变电所电气设备发电厂变电所电气设备第六章第六章 发电厂和变电所的一次设备发电厂和变电所的一次设备6.6 互感器互感器 (一)与系统的连接(一)与系统的连接TV一次绕组并一次绕组并接于一次系统接于一次系统TA原边绕组串原边绕组串接于一次电路接于一次电路副边绕组副边绕组与测量仪与测量仪表和继电表和继电器的电流器的电流线圈
3、串联线圈串联二次绕组与二次绕组与测量仪表和测量仪表和继电器的电继电器的电压线圈并联压线圈并联一、互感器的连接和作用一、互感器的连接和作用发电厂变电所电气设备发电厂变电所电气设备第六章第六章 发电厂和变电所的一次设备发电厂和变电所的一次设备6.6 互感器互感器(二)互感器的作用(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)将一次回路的高电压和大电流变为二次回路的标准值。电压互感器的额定二次电压为路的标准值。电压互感器的额定二次电压为100V或或100 V,电流互感器的额定二次电流为,电流互感器的额定二次电流为5A或或1A。二次设备的绝缘水平可按低压设计,使测。二次设备的绝缘水平可
4、按低压设计,使测量仪表和继电保护装置标准化、小型化,结构轻量仪表和继电保护装置标准化、小型化,结构轻巧、价格便宜。巧、价格便宜。一、互感器的连接和作用一、互感器的连接和作用发电厂变电所电气设备发电厂变电所电气设备第六章第六章 发电厂和变电所的一次设备发电厂和变电所的一次设备6.6 互感器互感器一、互感器的种类和作用一、互感器的种类和作用(2)所有二次设备可用低电压、小电流的控制电)所有二次设备可用低电压、小电流的控制电缆来连接,使配电屏内布线简单、安装方便;缆来连接,使配电屏内布线简单、安装方便;便于集中管理,可以实现远距离控制和测量。便于集中管理,可以实现远距离控制和测量。(3)二次回路不受
5、一次回路的限制,接线灵活方)二次回路不受一次回路的限制,接线灵活方便。对二次设备进行维护、调换以及调整试验便。对二次设备进行维护、调换以及调整试验时,不需中断一次系统的运行。时,不需中断一次系统的运行。发电厂变电所电气设备发电厂变电所电气设备第六章第六章 发电厂和变电所的一次设备发电厂和变电所的一次设备6.6 互感器互感器(4)使一次设备和二次设备实现电气隔离。)使一次设备和二次设备实现电气隔离。使二次设备和工作人员与高电压部分隔离,使二次设备和工作人员与高电压部分隔离,保证了设备和人身安全。二次设备出现故障保证了设备和人身安全。二次设备出现故障也不会影响到一次侧,提高了一次系统和二也不会影响
6、到一次侧,提高了一次系统和二次系统的安全性和可靠性。次系统的安全性和可靠性。(5)取得零序电流、电压分量供反应接地故)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。障的继电保护装置使用。一、互感器的连接和作用一、互感器的连接和作用发电厂变电所电气设备发电厂变电所电气设备第六章第六章 发电厂和变电所的一次设备发电厂和变电所的一次设备6.6 互感器互感器二、电流互感器二、电流互感器 电流互感器的一次绕组串联于被测量电路内,电流互感器的一次绕组串联于被测量电路内,二次绕组与二次回路串联。二次绕组与二次回路串联。当一次侧流过电流当一次侧流过电流I1时,在时,在铁芯中产生交变磁通,此磁通铁芯中
7、产生交变磁通,此磁通穿过二次绕组,产生电动势,穿过二次绕组,产生电动势,在二次回路中产生电流在二次回路中产生电流I2。(一一)电流互感器的工作特点电流互感器的工作特点1.电流互感器的工作原理电流互感器的工作原理发电厂变电所电气设备发电厂变电所电气设备第六章第六章 发电厂和变电所的一次设备发电厂和变电所的一次设备6.6 互感器互感器二、电流互感器二、电流互感器磁势平衡方程为:磁势平衡方程为:忽略很小的励磁安匝忽略很小的励磁安匝 只考虑电流数值得只考虑电流数值得电流互感器的额定电流比电流互感器的额定电流比Ki:发电厂变电所电气设备发电厂变电所电气设备第六章第六章 发电厂和变电所的一次设备发电厂和变
8、电所的一次设备6.6 互感器互感器2.电流互感器的工作特点电流互感器的工作特点(1)电流互感器的一次流互感器的一次绕组匝数少,截面匝数少,截面积大,大,串串联于被于被测量量电路内;二次路内;二次绕组匝数多,截面匝数多,截面积小,与小,与测量量仪表和表和继电器的器的电流流线圈串圈串联。(2)一次)一次绕组的阻抗很小,一次的阻抗很小,一次绕组的的电流完全流完全取决于被取决于被测电路的路的负荷荷电流,而不是由二次流,而不是由二次电流的大小决定的。流的大小决定的。(3)在正常运行中,)在正常运行中,电流互感器是在接近于短路流互感器是在接近于短路的状的状态下工作。下工作。二、电流互感器二、电流互感器发电
9、厂变电所电气设备发电厂变电所电气设备第六章第六章 发电厂和变电所的一次设备发电厂和变电所的一次设备6.6 互感器互感器(4)运行中的电流互感器)运行中的电流互感器二次侧不得开路二次侧不得开路。二次回路开路的危害:二次回路开路的危害:二次回路开路的危害:二次回路开路的危害:,时,时,时,时,失去了去磁作用,激失去了去磁作用,激失去了去磁作用,激失去了去磁作用,激磁剧增,使铁芯的磁路高度饱和磁剧增,使铁芯的磁路高度饱和磁剧增,使铁芯的磁路高度饱和磁剧增,使铁芯的磁路高度饱和 磁通由原来的低幅正弦波磁通由原来的低幅正弦波0变成高幅值的交流平顶方波变成高幅值的交流平顶方波 2 2 ,将危及二次元件和人
10、身将危及二次元件和人身将危及二次元件和人身将危及二次元件和人身安全;安全;安全;安全;铁芯饱和铁芯饱和铁芯饱和铁芯饱和磁滞涡流磁滞涡流磁滞涡流磁滞涡流热烧毁。热烧毁。热烧毁。热烧毁。二、电流互感器二、电流互感器发电厂变电所电气设备发电厂变电所电气设备第六章第六章 发电厂和变电所的一次设备发电厂和变电所的一次设备6.6 互感器互感器注注:运行中当需要运行中当需要检修、校修、校验二次二次仪表表时,必,必须先先将将电流互感器二次流互感器二次绕组或回路短接,再或回路短接,再进行拆卸操行拆卸操作。作。为了防止了防止电流互感器二次流互感器二次侧开路,二次开路,二次侧不允不允许装装设熔断器,且二次熔断器,且
11、二次连接接导线应采用截面采用截面积不不应小于小于2.5mm2的的铜芯材料。芯材料。为了防止了防止绝缘损坏坏时高高压窜入二次入二次侧,危及人,危及人身和身和设备安全,安全,电流互感器二次流互感器二次绕组一端及一端及铁芯必芯必须接地。接地。二、电流互感器二、电流互感器发电厂变电所电气设备发电厂变电所电气设备第六章第六章 发电厂和变电所的一次设备发电厂和变电所的一次设备6.6 互感器互感器(二)电流互感器的误差(二)电流互感器的误差 测量量误差包括差包括电流流误差(又称比差)和相位差(又称比差)和相位误差(又称角差)。与差(又称角差)。与铁芯芯质量、本身量、本身结构及尺构及尺寸、制造工寸、制造工艺,
12、运行中的一次,运行中的一次侧电流的大小和二流的大小和二次次负载有关。有关。二、电流互感器二、电流互感器发电厂变电所电气设备发电厂变电所电气设备第六章第六章 发电厂和变电所的一次设备发电厂和变电所的一次设备6.6 互感器互感器1.一次电流一次电流I1的影响的影响 一次侧电流比额定电流小得多时,由于一次侧电流比额定电流小得多时,由于I1N1较小,不足以建立激磁,则误差较大;当一较小,不足以建立激磁,则误差较大;当一次电流增大,大大超过一次额定电流时,次电流增大,大大超过一次额定电流时,I1N1 很大,使磁路饱和,其误差很大。为此,正确很大,使磁路饱和,其误差很大。为此,正确使用电流互感器,应使一次
13、额定电流与一次电使用电流互感器,应使一次额定电流与一次电路电流相配套。路电流相配套。二、电流互感器二、电流互感器发电厂变电所电气设备发电厂变电所电气设备第六章第六章 发电厂和变电所的一次设备发电厂和变电所的一次设备6.6 互感器互感器二、电流互感器二、电流互感器2.二次负载阻抗二次负载阻抗Z2的影响的影响 若一次电流不变,若一次电流不变,Z2 增大,二次输出电流将增大,二次输出电流将减小,即减小,即I2N2 下降,对一次的去磁程度减弱,电下降,对一次的去磁程度减弱,电流误差和角误差都会增加;二次功率因数角流误差和角误差都会增加;二次功率因数角 变变化时,电流误差和相位误差会出现不同的变化。化时
14、,电流误差和相位误差会出现不同的变化。因此,要保证电流互感器的测量误差不超过规定因此,要保证电流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值,应将其二次负载阻抗和功率因数限制在相应的范围内。的范围内。发电厂变电所电气设备发电厂变电所电气设备第六章第六章 发电厂和变电所的一次设备发电厂和变电所的一次设备6.6 互感器互感器(三)电流互感器的准确度级和额定容量(三)电流互感器的准确度级和额定容量1.电流互感器的准确度级电流互感器的准确度级 准确度级准确度级是指在规定的二次负荷变化范围内,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。一次电流为额定值时的
15、最大电流误差。六个准确度级六个准确度级0.1、0.2、0.5、1、3、5 0.1、0.2级:级:主要用于实验室精密测量和供电主要用于实验室精密测量和供电容量超过一定值(月供电量超过容量超过一定值(月供电量超过100万万KWh)的)的线路或用户;线路或用户;二、电流互感器二、电流互感器发电厂变电所电气设备发电厂变电所电气设备第六章第六章 发电厂和变电所的一次设备发电厂和变电所的一次设备6.6 互感器互感器 0.5级:级:可用于收费用的电度表;可用于收费用的电度表;0.5 1级级的用于发电厂、变电所的盘式仪表和的用于发电厂、变电所的盘式仪表和计量上用的电度表;计量上用的电度表;3级、级、5级级的电
16、流互感器用于一般的测量和某些的电流互感器用于一般的测量和某些继电保护上。继电保护上。二、电流互感器二、电流互感器发电厂变电所电气设备发电厂变电所电气设备第六章第六章 发电厂和变电所的一次设备发电厂和变电所的一次设备6.6 互感器互感器2.电流互感器的流互感器的额定容量定容量S2N 额定容量额定容量S2N是指在是指在额定二次定二次电流流I2N 和在某一和在某一准确度准确度级的的额定二次阻抗定二次阻抗Z2N 下,二次下,二次绕组的的输出出容量,即:容量,即:S2N=I22NZ2N 由于由于I2N已已标准化(准化(5或或1A),),I22N为一常数,一常数,所以可用所以可用Z2N(称(称为二次二次额
17、定阻抗,定阻抗,单位位为欧姆欧姆()来表示)来表示TA的的额定容量定容量S2N。二、电流互感器二、电流互感器发电厂变电所电气设备发电厂变电所电气设备第六章第六章 发电厂和变电所的一次设备发电厂和变电所的一次设备6.6 互感器互感器 同一台电流互感器使用在不同的准确度级时,同一台电流互感器使用在不同的准确度级时,规定有相应的额定容量。例如规定有相应的额定容量。例如LMZ1103000/5型电流互感器,型电流互感器,0.5级对应的二次额定负载级对应的二次额定负载Z2N 为为1.6(40VA),),1级时,级时,Z2N 为为2.4(60VA)。当该电流互感器使用于向收费)。当该电流互感器使用于向收费
18、用电度表供电时,应控制二次负载阻抗数不大于用电度表供电时,应控制二次负载阻抗数不大于1.6,否则会降低准确度级,使测量的电能数不,否则会降低准确度级,使测量的电能数不准确。准确。二、电流互感器二、电流互感器发电厂变电所电气设备发电厂变电所电气设备第六章第六章 发电厂和变电所的一次设备发电厂和变电所的一次设备6.6 互感器互感器 L1、K1和和L2、K2 为两两对同名端子,同名端子,当一次当一次电流流I1 从从L1 流入流入时,同,同时二次二次电流流I2从从K1流出。流出。(四)电流互感器的接线(四)电流互感器的接线 1.电流互感器的极性电流互感器的极性(用减极性原则)用减极性原则)二、电流互感
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