1、2023-1-3大大1概述概述电流互感器电流互感器电压互感器电压互感器第第4章章 互感器互感器2023-1-3大大2概述概述n互感器包括电压互感器和电流互感器，是一次互感器包括电压互感器和电流互感器，是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表、继电器的线圈等供电，正确反应一次量仪表、继电器的线圈等供电，正确反应一次电气设备的正常运行和故障状态。电气设备的正常运行和故障状态。2023-1-3大大3n互感器的作用互感器的作用n隔离二次回路与一次回路隔离二次回路与一次回路n将一次侧的高电压和大电流变换成二次侧标准将一次侧的高电压和大电流变换成二次侧标
2、准的低电压和小电流的低电压和小电流2023-1-3大大4电电 流流 互互 感感 器器电磁式电流互感器的原理电磁式电流互感器的原理电流互感器的准确度级电流互感器的准确度级电流互感器的分类和结构电流互感器的分类和结构电流互感器的接线方式电流互感器的接线方式2023-1-3大大5PA1N2N1I2IK2023-1-3大大6电流互感器的额定变流比电流互感器的额定变流比电流互感器一、二次额定电流之比电流互感器一、二次额定电流之比21211221IKIIINNIIKiNNi 2023-1-3大大7电流互感器正常运行时的注意事项电流互感器正常运行时的注意事项n一次绕组一次绕组串联串联在被测电路中，二次设备在
3、被测电路中，二次设备串联串联在在二次绕组中；二次绕组中；n为了确保运行人员在接触测量仪表和继电器时为了确保运行人员在接触测量仪表和继电器时的安全，互感器的二次绕组的安全，互感器的二次绕组必须有可靠的保护必须有可靠的保护接地点接地点；n正常运行时，正常运行时，二次侧不允许开路二次侧不允许开路。2023-1-3大大8正常运行时，电流互感器二次侧正常运行时，电流互感器二次侧接近于短路运行状态，励磁磁势接近于短路运行状态，励磁磁势很小；很小；二次绕组开路，一次电流全部用二次绕组开路，一次电流全部用于激磁，铁心急剧饱和，在二次于激磁，铁心急剧饱和，在二次绕组两端感应幅值很高的尖顶波绕组两端感应幅值很高的
4、尖顶波形电动势，危及工作人员人身安形电动势，危及工作人员人身安全、损坏仪表和继电器的绝缘。全、损坏仪表和继电器的绝缘。可能引起铁心、绕组过热；可能引起铁心、绕组过热；剩磁也会使互感器误差增大。剩磁也会使互感器误差增大。2023-1-3大大91U0I20U11E2EAXax 1I1N2N 2I22U2023-1-3大大10空载空载（激磁）（激磁）电流波形电流波形0itt0i3211232023-1-3大大110itt0i3213210itt0i3213212023-1-3大大1227090180t 0360ee1e133e2023-1-3大大13电流互感器的测量误差电流互感器的测量误差 n电流误
5、差：电流误差：n相位误差：相位误差：2023-1-3大大14n在规定的二次负荷范围内，一次电流在额定值在规定的二次负荷范围内，一次电流在额定值附近时的最大误差限值。附近时的最大误差限值。电流互感器的准确级电流互感器的准确级2023-1-3大大15（0.251）SN2（0.251）SN2（0.51）SN2不不 规规 定定3.0501203120906021.511020100120160453010.750.510201001200.5（0.251）SN22015100.50.350.210201001200.2相位误差（相位误差（）电流误差电流误差（%）二二 次次 负负 荷荷变变 化化 范范
6、围围误误 差差 限限 值值一次电流为额定电一次电流为额定电流的百分数（流的百分数（%）准准 确确 级级电流互感器的准确级和误差限值电流互感器的准确级和误差限值2023-1-3大大16稳态保护电流互感器的准确级稳态保护电流互感器的准确级准准 确确 级级电流误差（电流误差（%）相位误差（相位误差（）复合误差（复合误差（%）在额定准确限值一在额定准确限值一次电流下次电流下在额定一次电流下在额定一次电流下5P1.0605.010P3.0-10.02023-1-3大大17n在旧型号产品中在旧型号产品中B、C、D级级为保护级为保护级n为了继电保护整定的需要，为了继电保护整定的需要，制造厂提供这类保护级电流
7、制造厂提供这类保护级电流互感器互感器10误差曲线误差曲线n在保证电流误差不超过在保证电流误差不超过-10的条件下，一次电流的倍数的条件下，一次电流的倍数n（n=I1/IN1）与允许最大二）与允许最大二次负载阻抗次负载阻抗Z2L的关系曲线。的关系曲线。2023-1-3大大18暂态保护用电流互感器暂态保护用电流互感器n随着电力系统电压等级的提高，系统短路时间常数大随着电力系统电压等级的提高，系统短路时间常数大为增加。与此同时，为增加。与此同时，500kV线路的负载很大，从系统线路的负载很大，从系统稳定运行的观点来看又要求快速切除故障。此外，重稳定运行的观点来看又要求快速切除故障。此外，重合闸的使用
8、，都要求互感器在暂态过程中有足够的准合闸的使用，都要求互感器在暂态过程中有足够的准确级（误差不大于确级（误差不大于10），且能不受短路电流直流分），且能不受短路电流直流分量的影响。暂态保护型的电流互感器即能满足这一要量的影响。暂态保护型的电流互感器即能满足这一要求。求。n分为分为TPX、TPY、TPZ三种级别。三种级别。2023-1-3大大19nTPX是一种在其环形铁芯中不带气隙的暂态保护型电流互感器。在额定电流和负是一种在其环形铁芯中不带气隙的暂态保护型电流互感器。在额定电流和负载下，其比值误差不大于载下，其比值误差不大于0.5，相位误差不大于，相位误差不大于30；在额定准确限值的短路；在额
9、定准确限值的短路全过程中，其瞬间最大电流误差不得大于额定二次短路电流对称值峰值的全过程中，其瞬间最大电流误差不得大于额定二次短路电流对称值峰值的5，电，电流过零时的相位误差不大于流过零时的相位误差不大于3。nTPY是一种在铁芯上带有小气隙的暂态保护型互感器。它的气隙长度约为磁路平是一种在铁芯上带有小气隙的暂态保护型互感器。它的气隙长度约为磁路平均长度的均长度的0.05。由于有小气隙的存在，铁芯不易饱和，剩磁系数小，二次时间。由于有小气隙的存在，铁芯不易饱和，剩磁系数小，二次时间常数常数T2较小，有利于直流分量的快速衰减。较小，有利于直流分量的快速衰减。TPY在额定负载下允许的最大比值误在额定负
10、载下允许的最大比值误差为差为1，最大相位误差为，最大相位误差为1；在额定准确限值的短路情况下，互感器工作的全；在额定准确限值的短路情况下，互感器工作的全过程中，最大瞬间误差不超过额定的二次对称短路电流峰值的过程中，最大瞬间误差不超过额定的二次对称短路电流峰值的7.5，电流过零点，电流过零点时的相位误差不大于时的相位误差不大于4.5。nTPZ是一种在铁芯中有较大气隙的暂态保护型电流互感器，气隙的长度约为平均是一种在铁芯中有较大气隙的暂态保护型电流互感器，气隙的长度约为平均磁路长度的磁路长度的0.1。由于铁芯中的气隙较大，一般不易饱和。因此特别适合于在有。由于铁芯中的气隙较大，一般不易饱和。因此特
11、别适合于在有快速重合闸（无电流时间间隙不大于快速重合闸（无电流时间间隙不大于0.3s）的线路上使用。）的线路上使用。2023-1-3大大20电流互感器的分类电流互感器的分类 n按安装地点分：户内式和户外式（按安装地点分：户内式和户外式（35kV 以下以下一般为户内式）一般为户内式）n按安装方式分：穿墙式、支持式和装入式（也按安装方式分：穿墙式、支持式和装入式（也称套管式）称套管式）n按绝缘方式分：干式、浇注式、油浸式和气体按绝缘方式分：干式、浇注式、油浸式和气体绝缘式绝缘式n按一次绕组匝数分：单匝式和多匝式按一次绕组匝数分：单匝式和多匝式2023-1-3大大21电流互感器的结构电流互感器的结构
12、 2023-1-3大大22LB7-252LB-35LB-1102023-1-3大大232023-1-3大大242023-1-3大大252023-1-3大大26电流互感器的接线方式电流互感器的接线方式AABC1L2L1K2K1LAIBICIbI单单相相接接线线AABCAIBICIaI1L2L1K2K1L2L1K2KcIAA公公共共线线两两相相不不完完全全星星形形接接线线2023-1-3大大27AABCAIBICIaI1L2L1K2K1L2L1K2KcI公公共共线线caII 两两相相电电流流差差接接线线AABCCI1L2L1K2KcIAA公公共共线线AIaI1L2L1K2KBIbI1L2L1K2K
13、三三相相完完全全星星形形接接线线2023-1-3大大28电电 压压 互互 感感 器器电磁式电压互感器的原理电磁式电压互感器的原理电压互感器的准确级电压互感器的准确级电压互感器的分类和结构电压互感器的分类和结构电压互感器的接线电压互感器的接线2023-1-3大大29V1N2N2UW1U接接至至电电流流互互感感器器2023-1-3大大3021212121UKUUUNNUUKUNNU 电压互感器的额定互感比电压互感器的额定互感比电压互感器一、二次绕组额定电压之比电压互感器一、二次绕组额定电压之比 2023-1-3大大31电压互感器的测量误差电压互感器的测量误差 n电压误差电压误差n相位误差相位误差2
14、023-1-3大大32电压互感器的准确级电压互感器的准确级 n规定的一次电压和二次负荷变化范围内，负荷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。功率因数为额定值时，电压误差的最大值。2023-1-3大大33（0.81.2）UN13P（0.051）UN16P（0.25）SN2cos2=0.8f=fN3相位误差相位误差（）电压误差电压误差(%）二二 次次 负负 荷荷变变 化化 范范 围围功率因数频率功率因数频率误误 差差 限限 值值一次电压一次电压变化范围变化范围准确级准确级电压互感器的准确级和误差限值电压互感器的准确级和误差限值0.510.23.00.51.0
15、0.23.06.0102040不不 规规 定定1202402023-1-3大大34电压互感器正常运行时的注意事项电压互感器正常运行时的注意事项1.一次绕组一次绕组并联并联在被测电路中，二次设备在被测电路中，二次设备并联并联在二次绕组两端；在二次绕组两端；2.二次绕组有二次绕组有一可靠的保护接地点一可靠的保护接地点；3.正常运行时，正常运行时，二次侧二次侧相当于开路，相当于开路，不允许短不允许短路路。2023-1-3大大35电压互感器的分类和结构电压互感器的分类和结构 n按线圈数分：双线圈和三线圈按线圈数分：双线圈和三线圈n按绝缘分：浇注式、油浸式等按绝缘分：浇注式、油浸式等 n从结构上可分为：
16、普通式电压互感器、串级式从结构上可分为：普通式电压互感器、串级式电压互感器、电容式电压互感器等电压互感器、电容式电压互感器等 n按相数分：单相和三相按相数分：单相和三相n20kV以下才有三相式以下才有三相式2023-1-3大大362023-1-3大大372023-1-3大大382023-1-3大大392023-1-3大大40电压互感器的接线方式电压互感器的接线方式TVA BCAXaxVTVA BCAXaxVxAXa2023-1-3大大41ATVBCaVAXAXAXxaxax VVV2023-1-3大大42TVab UcABCABC ABC KV1a1x三台单相三绕组或一台三相五柱三绕组电压互感
17、三台单相三绕组或一台三相五柱三绕组电压互感器接成器接成 接线，可同时测量相电压、线接线，可同时测量相电压、线电压，并作为绝缘监察。电压，并作为绝缘监察。,ynYN，2023-1-3大大43n随着电力系统输电电压的增高，电磁式电压互感随着电力系统输电电压的增高，电磁式电压互感器的体积和重量越来越大，成本随之增高，因此器的体积和重量越来越大，成本随之增高，因此研制了电容式电压互感器，又称研制了电容式电压互感器，又称CVT。电容式电。电容式电压互感器具有结构简单、重量轻、体积小、成本压互感器具有结构简单、重量轻、体积小、成本低等优点，运行维护也较方便，并且还可兼作载低等优点，运行维护也较方便，并且还
18、可兼作载波通讯的耦合电容，广泛应用于波通讯的耦合电容，广泛应用于110500KV系统系统中。中。n目前我国目前我国500kV电压互感器只生产电容式的。电压互感器只生产电容式的。电容式电压互感器电容式电压互感器2023-1-3大大44 1U2U1C2C2Zab电容分压原理 1211UCCC 1C2C2Z2U电路电容式电压互感器等效：分压比UUCKUKUCCCUU1121122 电容式电压互感器的工作原理电容式电压互感器的工作原理2023-1-3大大45n由等效电路可得电容式电压互感器的内阻抗为由等效电路可得电容式电压互感器的内阻抗为n当有负荷电流流过内阻抗时产生电压降，使测当有负荷电流流过内阻抗
19、时产生电压降，使测量产生误差，负荷越大，误差越大。量产生误差，负荷越大，误差越大。)(121CCjZi 电容式电压互感器的误差电容式电压互感器的误差2023-1-3大大46电容式电压互感器的基本结构电容式电压互感器的基本结构2023-1-3大大47主要组件主要组件n电容（电容（C1、C2），非线性电感（补偿电感线圈），非线性电感（补偿电感线圈）L2，中间电磁式电压互感器，中间电磁式电压互感器TV。n为了减少杂散电容和电感的有害影响，增设一为了减少杂散电容和电感的有害影响，增设一个高频阻断线圈个高频阻断线圈L1，它和，它和L2及中间电压互感器及中间电压互感器一次绕组串联在一起，一次绕组串联在一起
20、，L1、L2并联放电间隙并联放电间隙E1、E2。2023-1-3大大48n电容式电压互感器（电容式电压互感器（Capacitor Voltage Transformer，简，简称称CVT），由电容分压器（包括主电容器），由电容分压器（包括主电容器C1，分压电容，分压电容器器C2）、中间变压器（）、中间变压器（T）、补偿电抗器）、补偿电抗器L、保护装置、保护装置F及及阻尼器阻尼器D等元件组成。等元件组成。n它利用电容分压器它利用电容分压器 C2 将输电电压降到中压（将输电电压降到中压（1020 kV），再经过中间变压器降压供给计量仪表和继电保护），再经过中间变压器降压供给计量仪表和继电保护装置。
21、装置。2023-1-3大大49主要组件主要组件n电容（电容（C1、C2）和非线性电感）和非线性电感L2和和TV的一次绕组组的一次绕组组成的回路，当受到二次侧短路或断路等冲击时，由于成的回路，当受到二次侧短路或断路等冲击时，由于非线性电抗的饱和，可能激发产生次谐波铁磁谐振过非线性电抗的饱和，可能激发产生次谐波铁磁谐振过电压，对互感器、仪表和继电器造成危害，并可能导电压，对互感器、仪表和继电器造成危害，并可能导致保护装置误动作。为了抑制高次谐波的产生，在互致保护装置误动作。为了抑制高次谐波的产生，在互感器二次绕组上设阻尼器感器二次绕组上设阻尼器D。阻尼器。阻尼器D具有一个电感具有一个电感和电容并联
22、，一只阻尼电阻被安插在这个偶极振子中。和电容并联，一只阻尼电阻被安插在这个偶极振子中。阻尼电阻有经常接入和谐振时自动接入两种方式。阻尼电阻有经常接入和谐振时自动接入两种方式。2023-1-3大大50电容式电压互感器的主要缺点电容式电压互感器的主要缺点n输出容量较小、影响误输出容量较小、影响误差的因素较多、误差特差的因素较多、误差特性比电磁式的差些。性比电磁式的差些。n实用中后侧多接一中间实用中后侧多接一中间变压器（电磁式变压器（电磁式PT）2023-1-3大大512023-1-3大大52互感器代号互感器代号结构特点结构特点绝缘方式绝缘方式使用特点使用特点特殊标识特殊标识额定电压额定电压设计序号
23、设计序号互感器型号说明互感器型号说明2023-1-3大大53互感器代号互感器代号结构特点结构特点绝缘方式绝缘方式使用特点使用特点J：电磁式电：电磁式电压互感器压互感器D：单相：单相G：干式：干式W：铁心为五柱：铁心为五柱J：油浸式：油浸式B：有补偿绕组：有补偿绕组S：三相：三相F：气体绝缘：气体绝缘J：有辅助绕组：有辅助绕组C：串级：串级Z：浇注绝缘：浇注绝缘L：电流互感：电流互感器器M：母线式：母线式C：瓷绝缘：瓷绝缘C或或D：差动保护用：差动保护用D：单匝：单匝贯穿贯穿式式F：复匝：复匝贯穿贯穿式式Z：浇注绝缘：浇注绝缘B：保护用：保护用R：装入式：装入式J：加大容量加强型：加大容量加强型
24、J：加大容量：加大容量B：支持式：支持式W：户外型：户外型O：加强型：加强型A：穿墙式：穿墙式D：差动保护用：差动保护用互感器型号互感器型号 2023-1-3大大54CTV的型号的型号nTYD 其中：其中：TYD电容式电压互感器，电容式电压互感器，角注，设计序号，角注，设计序号，CVT的额定电压（及系统的额定相电压），单位为的额定电压（及系统的额定相电压），单位为KV，额定电容量，单位为额定电容量，单位为uF，尾注，特征代号尾注，特征代号 其中：其中：F产品用于中性点非有效接地系统，无此字母时用于有效产品用于中性点非有效接地系统，无此字母时用于有效接地系统；接地系统；G高原型产品；高原型产品；
25、H耐污秽等级耐污秽等级级以上；级以上；TH湿热带地区湿热带地区 L内充内充SF6的产品的产品 2023-1-3大大552023-1-3大大56互感器的配置互感器的配置n电流互感器的配置电流互感器的配置：凡装有断路器的回路均应：凡装有断路器的回路均应装设电流互感器。装设电流互感器。n电压互感器的配置电压互感器的配置：通常装设在发电厂的：通常装设在发电厂的母线母线上。上。2023-1-3大大572023-1-3大大58主变出线电压互感器规范主变出线电压互感器规范 桂林电力电容器总厂桂林电力电容器总厂制造厂家制造厂家50额定频率（额定频率（Hz）200最大输出（最大输出（VA）150额定输出（额定输
26、出（VA）额定二次电压（额定二次电压（V）额定一次电压（额定一次电压（KV）0.2/0.5/3P准确级次准确级次 /0.1额定电压比（额定电压比（KV）TYD2 0.01H型号型号3220322031.031.0322031002023-1-3大大59发电机出口电压互感器规范发电机出口电压互感器规范 32000031003100大连北方互感器厂大连北方互感器厂大连北方互感器厂大连北方互感器厂大连北方互感器厂大连北方互感器厂制造厂家制造厂家单相户内单相户内单相户内单相户内单相户内单相户内设备种类设备种类600600600极限输出（极限输出（VA）3P3P三次准确度等级三次准确度等级100100三
27、次输出容量（三次输出容量（VA）0.53P0.2二次准确度等级二次准确度等级10010080二次输出容量（二次输出容量（VA）/额定电压比（额定电压比（V）24/65/12524/65/12524/65/125额定绝缘水平（额定绝缘水平（KV）JDZX16-20JDZX16-20GJDZX16-20型号型号3YH2YH1YH项目项目3200003100320000310031002023-1-3大大60n一次侧加装熔断器是为了防止高压系统受电压互感器本身故障或一次侧加装熔断器是为了防止高压系统受电压互感器本身故障或一次引线侧故障的影响，在电压互感器一次侧要装设熔断器保护。一次引线侧故障的影响，
28、在电压互感器一次侧要装设熔断器保护。但但110kV及以上配电装置中，一次侧不装设熔断器，电压互感器通及以上配电装置中，一次侧不装设熔断器，电压互感器通常只经隔离开关与电网连接。常只经隔离开关与电网连接。n二次侧加装熔断器是为了防止电压互感器二次回路发生短路所引二次侧加装熔断器是为了防止电压互感器二次回路发生短路所引起的持续过电流烧毁互感器，在电压互感器二次侧还需装设低压起的持续过电流烧毁互感器，在电压互感器二次侧还需装设低压熔断器。熔断器。nPT开口三角两端运行时无电压，熔断器的好坏无法监视，若熔断开口三角两端运行时无电压，熔断器的好坏无法监视，若熔断器损坏而未发现，在大电流接地系统中会使零序方向元件拒动，器损坏而未发现，在大电流接地系统中会使零序方向元件拒动，在小电流接地系统中会影响绝缘监察继电器正确运行，故一般不在小电流接地系统中会影响绝缘监察继电器正确运行，故一般不装熔断器。装熔断器。
