发电厂电气 第6章 互感器原理和选择.ppt

第六章 互感器原理和选择 主讲：张东英 教 学 内 容 互感器的作用 电磁式电流互感器的特点和误差 电压互感器的原理和选择 电流互感器的准确级和额定容量 电流互感器的选择 互感器在主接线中的配置原则 互感器的作用 互感器包括电流互感器（TA 或CT）和电压互感器（TV或 PT） 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（100V）和小电流（5A 1A），使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧、价格便宜和便于屏内安装。 （2）使二次设备与高压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身安全。 （1）特点 一次绕组串联在电路中，匝数很少。故一次绕组中的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而与二次电流大小无关。 二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小，正常情况下，在接近于短路状态下运行。 额定电流比: 电磁式电流互感器的特点和误差 , （2）电流互感器的等值电路和相量图 电磁式电流互感器的特点和误差 (3)电流互感器的误差 定义电流误差： ? 定义相位差 ： 与 之间的夹角， 超前 时为正。 (4)电流互感器的运行参数对误差的影响 S 、lav 为铁芯截面和磁路平均长度 μ 铁芯磁导率 N2 二次绕组匝数 Z2 Z2L 二次绕组的内阻抗和负荷阻抗 铁芯及二次绕组的结构； 二次负荷； 铁芯磁导率μ I1 电磁式电流互感器的特点和误差 一次电流I1的影响. I1在额定值IN时，磁导率μ接近最大，电流误差 和相角差 最小。 二次负载阻抗及功率因数对误差的影响 二次负载阻抗Z2l与误差成正比。 Ф2增大时(功率因数cosФ2减小)，电流误差fi增大，相角差δi减小。 一次绕组有电流时，二次绕组不允许开路 I2=0，I0N1=I1N1 磁通Ф饱和，接近矩形波。 E2与dФ/dt成正比，二次绕组将在磁通过零时，感应很高的尖顶波电势，其值可达数千甚至上万伏，危及人身安全和仪表、继电器的绝缘。 磁感应强度骤增，会引起铁芯和绕组过热 在铁芯和绕组中产生剩磁，使互感器特性变坏。 CT长期运行后，误差可能会加大，加接额外的仪表或继电器时，也会使误差增大到不允许的程度，此时应校验，必要时应换用大截面的连接导线或更换新的电流互感器。 电磁式电流互感器的特点和误差 （1）CT的准确级 CT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电流误差。 准确级 一次电流为额定电流的百分值 误差限值 二次负荷变化范围 电流误差（%） 相位差（’） 0.2 10 20 100~120 ±0.5 ±0.35 ±0.2 ±20 ±15 ±10 （0.25~1）S2N 0.5 10 20 100~120 ±1 ±0.75 ±0.5 ±60 ±45 ±30 1 10 20 100~120 ±2 ±1.5 ±1 ±120 ±90 ±60 3 50~120 ±3 不规定 （0.5~1）S2N 电流互感器的准确级和额定容量 （2）保护型准确级 保护用CT按用途分为稳态保护用（5P和10P）和暂态保护用（TPX、TPY、TPZ）。 保护级的准确级以额定准确限值一次电流（额定一次电流倍数，I1/IN ，也称额定准确限值系数）下的最大复合误差 来标称。 对保护级CT，主要在系统短路时工作，因此在额定一次电流范围内的准确度要求不如测量级高，只相当于3～10级，但对可能出现的短路电流范围内，则要求CT的最大误差不超过 –10%。 准确级 电流误差（%） 相位差（’） 复合误差（%） 在额定准确限值一次电流下 在额定一次电流下 5P 10P ±1.0 ±3.0 ±60 ---- 5.0 10.0 电流互感器的准确级和额定容量 （3）额定容量 定义: 指CT在额定二次电流（5A 1A）IN2和额定二次阻抗ZN2下运行时，二次绕组输出容量，也可用二次阻抗表示。 由于CT的误差和二次负荷有关,同一个CT在不同的二次负荷下，准确级不同，额定容量也不同。 如: SN2=10VA(ZN2=0.4欧) 当Z2l0.4时，能保证准确级为0.5级。 当Z2l0.4时， 准确级降为1级，对应的额定容量为15VA（ZN2=0.6）。 电流互感器的准确级和额定容量 （1）一次回路的额定电压和电流的选择 UN1≥ UNS IN1≥ Imax （2）二次额定电流的选择 1A，弱电系统或配电装置距离控制室较远，为减小电缆截面、提高二次负荷能力和准确级 5A，强电系统 （3）种类和形式的选择。 根据安装地点（屋内、屋外）和安