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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第一章 互感器及其二次回路,第一章 互感器及其二次回路,机械与电气工程系,王 铭,第一章 互感器及其二次回路机械与电气工程系,第,1,章 互感器及其二次回路,互感器包括,电压互感器,(,TV/PT,),和电流互感器,(,TA/CT,),作用,接入方式,变换作用,电气隔离作用,高电压、大电流变换为标准的低电压、小电流。如,100V,,,5A,,,1A,将二次设备与一次设备隔离,保证设备人身安全,电压互感器,并联,形式,电流互感器,串联,形式,第1章 互感器及其二次回路互感器包括电压互感器(TV/PT,第一节 电压互感器,电压互感器是一种小型的变压器,其一次绕组,并接,于电力系统一次回路中,其二次绕组与仪表、继电保护或自动装置的电压线圈,并联,。,常用的电压互感器有三种:,三相五柱式、三相三柱式,和,电容式,电压互感器。,一、常用电压互感器,第一节 电压互感器 电压互感器是一种小型,第一节 电压互感器,(一)三相五柱式电压互感器,U1,V1,W1,U2,W2,V2,第一节 电压互感器(一)三相五柱式电压互感器U1V1W,第一节 电压互感器,三相五柱式电压互感器辅助二次绕组连接成开口三角形的目的是为了构成零序电压滤过器,使,mn,端子上的电压与一次系统三倍零序电压成正比,即,第一节 电压互感器三相五柱式电压互感器辅助二次绕组连接,特点:,一次绕组接成星形,中性点,N1,直接接地。,主二次绕组接成星形,其引出端对外供电。,辅助二次绕组连接成开口三角形接线,形成零序电压滤过器。,三相五柱式电压互感器由于,既能检测一次系统的相电压、线电压,又能检测零序电压,,因此广泛应用在电力系统中。,特点:,第一节 电压互感器,(二)三相三柱式电压互感器,三相三柱式电压互感器,没有零序磁通的通路,,因此,中性点,N1,不允许接地,,否则,当一次系统发生单相接地时,由于出现零序电流,致使互感器过热,甚至烧坏。,35kV,以下,主要应用在,35kV,及,以下小电流接地的电,力系统中。,第一节 电压互感器(二)三相三柱式电压互感器35kV,第一节 电压互感器,(三)电容式电压互感器,应用在,110kV,及以上中性点直接接地系统中,用于检测相电压。,U1,U2,第一节 电压互感器(三)电容式电压互感器U1U2,二、电压互感器的特点,1.,电压互感器二次绕组的额定电压,当一次绕组电压等于额定值,U,1N,时,二次主绕组额定,相电压为,V,线电压为,100V,。,对三相五柱式电压互感器辅助二次绕组(开口三角侧)额定,相电压:,用于,35kV,及以下中性点不直接接地系统,100/3V,;,用于,110kV,及以上中性点直接接地系统为,100V,。,第一节 电压互感器,确定原则:当一次系统发生单相,(A,相)金属性接地时,要求开口三角形绕组两端的电压为,100V,。,二、电压互感器的特点第一节 电压互感器确定原则:当一次,第一节 电压互感器,35kV,:相电压,100/3V,110kV,:相电压,100V,主二次额定线电压,100 V,,额定相电压,一次额定值相电压为,:U,1N,第一节 电压互感器35kV:相电压100/3V主二次额,2.,电压互感器的变比,第一节 电压互感器,电压互感器的变比等于一、二次绕组匝数比,也等于,一、二次额定相电压,之比。,(,2,),110kV,及以上中性点直接接地系统,变比为,对,三相五柱式,TV,其变比 有两种情况:,(1)35kV,及以下中性点不直接接地系统,变比为,2.电压互感器的变比第一节 电压互感器 电压互感器的,3.,电压互感器正常运行时近似空载状态,并接在电压互感器二次绕组上的二次负载,是测量仪表、继电保护及自动装置的,电压线圈,导线较细,阻抗较大,负载电流很小。,所以电压互感器正常运行时近似于,空载,运行。,第一节 电压互感器,从互感器角度,从负载角度,4.,电压互感器二次侧不允许短路,由于电压互感器,内阻抗很小,,若二次回路短路时,会出现危险的过电流,将损坏二次设备和危及人身安全。,3.电压互感器正常运行时近似空载状态第一节 电压互感器,三、电压互感器的极性及接线方式,(一)电压互感器的极性,电压互感器的极性端采用,减极性法,标注;,同名端表示在某一瞬间,两端子同时达到最高或最低电位;电压互感器带上负载后,,一、二次电流方向是,“,头进头出,”,。,第一节 电压互感器,三、电压互感器的极性及接线方式第一节 电压互感器,第一节 电压互感器,(二)电压互感器的接线方式,35kV,:相电压,100/3V,110kV,:相电压,100V,第一节 电压互感器(二)电压互感器的接线方式35kV:,第一节 电压互感器,一次系统发生接地故障时,开口三角形电压与,故障点的位置、故障类型及电压互感器的变比有关,。,下面分两种情况介绍一次系统发生单相(,L1,)相金属性接地时,U,mn,的大小。,第一节 电压互感器一次系统发生接地故障时,开口三角形电,第一节 电压互感器,(,1,),35kV,及以下中性点不直接接地系统,故障相对地电压为零;非故障相对地电压升高为线电压;,有效值为:,第一节 电压互感器(1)35kV及以下中性点不直接接地,第一节 电压互感器,(,2,),110kV,及以上中性点直接接地系统,故障相对地电压为零;非故障相对地电压的大小和相位保持不变。,有效值为:,第一节 电压互感器(2)110kV及以上中性点直接接地,第一节 电压互感器,由以上的分析可知:,当一次系统发生单相,(L1,相)金属性接地时,两种情况下开口三角形绕组两端的电压均为,100V,。,第一节 电压互感器由以上的分析可知:,一、对电压互感器二次回路的要求,(,1,)电压互感器的接线方式应满足测量仪表、远动装置、继电保护和自动装置检测回路的具体要求。,(,2,)应装设短路保护。,(,3,)应有一个可靠的接地点。,(,4,)应有防止从二次回路向一次回路反馈电压的措施。,(,5,)对双母线上的电压互感器,应有可靠的二次切换回路。,第二节 电压互感器二次回路,U1,U2,一、对电压互感器二次回路的要求第二节 电压互感器二次回路U,二、电压互感器二次回路的短路保护,电压互感器内阻很小,当其二次回路发生短路故障时,会产生很大的短路电流,将损坏二次绕组,危及二次设备及人身安全,所以电压互感器,不允许短路,,且必须在二次侧装设短路保护设备。,第二节 电压互感器二次回路,设置短路保护的原因:,二、电压互感器二次回路的短路保护电压互感器内阻很小,当其二次,二、电压互感器二次回路的短路保护,短路保护设备,熔断器,自动开关,一般用于,35kV,及以下电网,一般用于,110kV,及以上电网,第二节 电压互感器二次回路,设置短路保护的方法:,二、电压互感器二次回路的短路保护短路保护设备熔断器自动开关一,设置接地的目的,防止一次绕组与二次绕组间的绝缘损坏后,一次侧高电压窜入二次侧,危及人身和设备安全,须设置安全接地点。,接地方式的种类,V,相接地,:,一般用于,35kV,及以下电网,中性点接地,:,一般用于,110kV,及以上电网,三、电压互感器二次回路的安全接地,第二节 电压互感器二次回路,设置接地的目的防止一次绕组与二次绕组间的绝缘损坏后,一次侧高,短路保护设备 配置,接地保护设备 配置,隔离开关辅助触点,35KV,110KV,辅助二次绕组回路中不装设熔断器。,原因:正常运行时不起作用;而若熔断器熔断未被发现,当一次系统接地故障时反而会使接地继电器拒绝动作。,短路保护设备 配置接地保护设备 配置隔离开关辅助,1,、安全接地:,V,相接地,设在,FU2,之后。,2,、击穿保险器,F,的作用。,3,、电压互感器隔离开关辅助常开接点,QS1,的作用。,隔离开关辅助触点,应用于,35KV,及以下,1、安全接地:V相接地,设在FU2之后。2、击穿保险器F的作,接地继电器,信号继电器,母线电压小母线,预告音响信号小母线,应用于,35KV,及以下,接地继电器信号继电器母线电压小母线预告音响信号小母线应用于3,三、,110kV,及以上系统电压互感器的二次回路,SM,:,LW2-5.5/F4-X,触点盒型式,5,5,触点号,1-2,2-3,1-4,5-6,6-7,5-8,位置,UV,VW,WU,1,、短路保护:自动空气开关,2,、安全接地:,N,点接地,应用于,110KV,及以上,3,、电压互感器停运时,隔离开关辅助触点同时断开。,三、110kV及以上系统电压互感器的二次回路SM:LW2-5,原因:,为防止短路保护动作或电压互感器二次回路断线时,引起距离保护误动,需装设电压回路断线信号装置。,四、电压互感器二次回路断线信号装置,(,后续课程,),第二节 电压互感器二次回路,原因:为防止短路保护动作或电压互感器二次回路断线时,引起距离,第二节 电压互感器二次回路,第二节 电压互感器二次回路,四、电压互感器二次回路断线信号装置,第二节 电压互感器二次回路,正常运行时:,N,与,N,等电位,辅助二次绕组回路电压也为零,断线信号继电器,K,不动作。,一相或两相断线时:,N,与,N,间出现零序电压,辅助二次绕组回路电压仍为零,,K,动作。,一次系统接地故障时:,N,与,N,间出现零序电压,辅助二次绕组回路也出现零序电压,,K,不动作。,三相断线时:,由于有,C,的存在,,N,与,N,间出现电压,辅助二次绕组回路电压仍为零,,K,动作。,四、电压互感器二次回路断线信号装置第二节 电压互感器二次回,三、,110kV,及以上系统电压互感器的二次回路,1,、短路保护:自动空气开关,2,、安全接地:,N,点接地,3,、,QS1,辅助接点的设置,4,、辅助二次绕组小母线的作用,5,、转换开关,SM,的作用,应用于,110KV,及以上,三、110kV及以上系统电压互感器的二次回路1、短路保护:自,双母线上电气元件的二次电压的切换,第二节 电压互感器二次回路,五、电压互感器二次电压切换电路,原则,随同一次回路进行切换,方式,利用隔离开关辅助触点和中间继电器实现,出线在,母,,QS1,闭合,,K1,闭合,,保护及测量仪表接在,组小母线,出线在,母,,QS2,闭合,,K2,闭合,,保护及测量仪表接在,组小母线,母检修,双母线上电气元件的二次电压的切换第二节 电压互感器二次回路,电流互感器是一种小型的变流器,它能够将一次回路的,大电流,变为二次回路的,小电流,并规范为标准值,其一次绕组,串接,于电力系统的一次回路中,二次绕组与仪表、继电保护或自动装置的电流线圈相,串联,。,第三节 电流互感器,(TA/CT),电流互感器是一种小型的变流器,它能够将一次回路的大电,一、电流互感器的结构,单匝单铁芯、多匝单铁芯、多匝双铁芯电流互感器。,第三节 电流互感器,(TA/CT),一、电流互感器的结构第三节 电流互感器(TA/CT),零序电流互感器,正常运行(或对称短路)时:,当一次系统发生单相接地(或不对称故障)时:,K,第三节 电流互感器,(TA/CT),零序电流互感器正常运行(或对称短路)时:当一次系统发生单相接,二、电流互感器的特点,1.,电流互感器二次绕组的额定电流,当一次绕组流过额定电流时,二次绕组的额定,相,电流为,5A,、,1A,或,0.5A,。,2.,电流互感器正常运行时接近短路状态,串接在电流互感器二次绕组上的负载,是测量仪表、继电保护和自动装置的,电流线圈,导线较粗,阻抗较小,,则二次绕组的端电压较低,相当于短路状态。,第三节 电流互感器,(TA/CT),从负载角度,二、电流互感器的特点第三节 电流互感器(TA/CT)从负载,二、电流互感器的特点,3.,电流互感器二次侧不允许开路,电流互感器正常运行时,二次电流有去磁作用,使合成磁动势很,(),。当,二次侧开路,时,二次电流的去磁作用立即消失,一次电流完全变成了激磁电流,使合成磁动势突然增大。这时,在,二次侧感应出数百伏至数千伏的高电压,,危及二次设备及人身安全。所以,运行
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