110kV及以下互感器试验方法.doc

110kV及以下互感器试验方法 1 基本概念 1.1 概述 典型的互感器是利用电磁感应原理将高电压转换成低电压，或将大电流转换成小电流，为测量装置、保护装置、控制装置提供合适的电压或电流信号。电力系统常用的电压互感器，其一次侧电压与系统电压有关，通常是几百伏～几百千伏，标准二次电压通常是100V和100V/两种；而电力系统常用的电流互感器，其一次侧电流通常为几安培～几万安培，标准二次电流通常有5A、1A、0.5A等。 1.2 电压互感器的原理 电压互感器的原理与变压器相似，如图1所示。一次绕组(高压绕组)和二次绕组(低压绕组)绕在同一个铁芯上，铁芯中的磁通为Ф。根据电磁感应定律，绕组的电压U与绕组的匝数W、磁通Ф的关系为： 图1 电压互感器原理 U = KWФ （1） 式中，K为常数。 也可变换为： （2） 由于磁路中只有一个磁通Ф，所以： （3） 整理后得： （4） 即电压互感器一、二次的电压比等于一、二次绕组的匝数比。 1.3 电流互感器的原理 在原理上也与变压器相似，如图2所示。与电压互感器的主要差别是：正常工作状态下，一、二次绕组上的压降很小（注意不是指对地电压），相当于一个短路状态的变压器，所以铁芯中的磁通Ф也很小，这时一、二次绕组的磁势F（F=IW）大小相等，方向相反。 即： （5） 变换后可得： （6） 即电流互感器一、二次之间的电流比与一、二次绕组的匝数成反比。 图2 电流互感器的原理 1.4 互感器绕组的极性 电压互感器一次绕组的首端通常标为A，尾端标为X，二次绕组首端标为a，尾端标为x；电流互感器的一次绕组首端标为L1，尾端标为L2，二次绕组首端标为K1，尾端标为K2。 同为首端或同为尾端的端子感应电势的方向应该是一致的，通常称为同名端；反过来说，如果在同名端通入同方向的直流电流，它们在铁芯中产生的磁通也是同方向的。这种正确的极性又称为减极性。如图3a所示。 a 减极性 b 加极性 图3 减极性和加极性原理 图3b是错误的极性（加极性），此时一、二次绕组的同名端感应电势的方向是相反的。不管是电流互感器还是电压互感器，极性错误（或接错端子）都可能会造成计量、保护、控制的错误。比如： （1）用于计量时，发电量变成用电量； （2）用于保时，造成保护误动； （3）用于同期回路时，造成非同期合闸。 1.5互感器的绝缘结构 （1）干式 （2）油浸式 （3）SF6绝缘。 1.6 电压互感器的结构 （1）串级式电压互感器 采用串级式结构可以降抵主绝缘的要求，高压绕组对铁芯的电压只有最高电压的1/4，可以降低制造成本。结构如图4、图5所示。 图4 串级式电压互感器原理接线图 图5 110kV串级式电压互感器 （2）全绝缘油浸式电压互感器 全绝缘油浸式电压互感器的A端和X端对地绝缘水平是相同的，结构见图6。 图6 全绝缘10kV油浸式电压互感器 图7 全绝缘干式电压互感器 （3）全绝缘干式电压互感器 结构见图7。 （4）SF6绝缘电压互感器 SF6绝缘电压互感器有与GIS配套的结构，也有室外独立安装的独立式结构，其外形见图8，内部结构见图9。 （5）电容式电压互感器（CVT） 电容式电压互感器采用电容器分压的原理先将系统电压降为1万伏左右，再通过中间变压器降为标准的二次电压。结构见图10。 图8 六氟化硫绝缘电压互感器 图9 SF6绝缘独立式电压互感器 a 普通结构 b 带有地刀K1 图10 电容式电压互感器原理接线图 1.7 电流互感器的结构 （1）串级式 图11 串级式电流互感器 串级式电流互感器可以降低绝缘要求，但由于是几个电流互感器串接，增