第四章互感器的结构和工作原理.ppt

第四章 互感器的结构和工作原理 第一节 电流互感器的结构和工作原理 第二节 电压互感器的结构和工作原理 第三节 光电式互感器的结构和原理 互感器的主要作用有： （1）将高电压变为低电压（100V），大电流变为小电流（5A）。 （2）使测量二次回路与一次回路高电压和大电流实施电气隔离，以保证测量工作人员和仪表设备的安全。 （3）采用互感器后可使仪表制造标准化，而不用按被测量电压高低和电流大小来设计仪表。 （4）取出零序电流、电压分量供反应接地故障的继电保护装置使用。 第一节 电流互感器的结构和工作原理 一、电流互感器的主要技术数据 二、电流互感器的结构和工作原理 三、电流互感器的接线方式 四、电流互感器的正确使用 五、各种类型的电流互感器 一、电流互感器的主要技术数据 （－）电流互感器分类 （1）电流互感器按用途可分为两类：一是测量电流、功率和电能用的测量用互感器；二是继电保护和自动控制用的保护控制用互感器。 （2）根据一次绕组匝数可分为单匝式和多匝式 （3）根据安装地点可分为户内式和户外式 （4）根据绝缘方式可分为干式，浇注 式，油浸式等。 （5）根据电流互感器工作原理可分为电磁式、光电式、电子式等电流互感器。 （二）电流互感器的型号规定 目前，国产电流互感器型号编排方法规定如下： 产品型号均以汉语拼音字母表示，字母含义及排列顺序见表4-l所示 （三）电流互感器的主要参数 1．额定电流变比 额定电流变比是指一次额定电流与二次额定电流之比（有时简称电流比）；额定电流比一般用不约分的分数形式表示。 额定电流，就是在这个电流下，互感器可以长期运行而不会因发热损坏。当负载电流超过额定电流时，叫作过负载。 2．准确度等级 国产电流互感器的准确度等级有0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、3.0、5.0、0.2S级及0.5S级。 3．额定容量 电流互感器的额定容量，就是额定二次电流I2e通过二次额定负载Z2e时所消耗的视在功率S2e 4．额定电压 是指一次绕组长期能够承受的最大电压（有效值），它只是说明电流互感器的绝缘强度，而和电流互感器额定容量没有任何关系。 5．极性标志 （1）一次绕组首端标为L1，末端标为L2。当一次绕组带有抽头时，首端标为L1，自第一个抽头起依次标为L2，L3…… （2）二次绕组首端标为K1，末端标为K2。当二次绕组带有中间抽头时，首端标为K1，自第一个抽头起以下依次标志为K2，K3…… （3）对于具有多个二次绕组的电流互感器，应分别在各个二次绕组的出线端标志“K”前加注数字，如1K1，1K2，1K3……；2K1，2K2，2K3…… （4）标志符号的排列应当使一次电流自L1端流向L2端时，二次电流自K1流出，经外部回路流回到K2。 二、电流互感器的结构和工作原理 （一）电流互感器的结构 基本结构与普通变压器相似，由两个绕制在闭合铁芯上、彼此绝缘的绕组（一次绕组和二次绕组）所组成，其匝数分别为N1和N2，如图4-2所示。一次绕组与被测电路串联，二次绕组与各种测量仪表或继电器的电流线圈相串联。 电力系统中，经常将大电流I1变为小电流I2进行测量，所以二次绕组的匝数N2多于一次绕组的匝数N1。电流互感器的二次额定电流一般为5A，也有1A和0.5A的。电流互感器在电气图中文字符号用TA表示。 （二）工作原理和特性 电流互感器的工作原理与普通变压器的工作原理基本相同。即理想电流互感器两侧的额定电流大小和它们的绕组匝数成反比，并且等于常数KI。 电流互感器的基本工作原理、结构型式与普通变压器相似，但是电流互感器的工作状态与普通变压器有显著的区别： （1）电流互感器的一次电流（I1）取决于一次电路的电压和阻抗，与电流互感器的二次负载无关，即当二次负载变化时，例如多串几只电流表或少串几只电流表，不能改变其一次电流值的大小。 （2）电流互感器二次电路所消耗的功率随二次电路阻抗的增加而增大，即S2＝I22eZb。 （3）电流互感器二次电路的负载阻抗都是些内阻很小的仪表，如电流表以及电能表的电流线圈等，所以其工作状态接近于短路状态。 （三）电流互感器的误差特性 电流互感器铁芯和绕组中存在损耗，所以，实际电流互感器存在着误差。 图4-3是电流互感器的简化相量图 由相量图4-3中得到，二次安匝数i2N2 旋转180o（即-i2N2 ）与一次安匝数i1N1的相量相比较，其大小不等，相位也不同，即存在着两种误差，分别称为比值误差和相角误差。 比值误差简称比差，