2.1.1.1互感器
72页1、电力系统继电保护,刘学军 编制,2.1.1电流保护用的 互感器及变换器,2.1.1 互感器及变换器,1、电流互感器 2、电压互感器 3、变换器,电流互感器,电压互感器,2.1.1 互感器及变换器,本小节基本要求 1、重点掌握电流互感器和电磁式电压互感器的工作原理、接线方式及使用注意事项。 2、掌握变换器的工作原理,重点掌握电抗变换器的工作原理,电抗变换器的转移阻抗KI是一个复数,在铁芯不饱和时,是一个常数; 而电压变换器的变比KU是一个实数,当铁芯不饱和时是一个常数。 2、重点掌握对称分量滤过器 的工作原理、接线。设计滤过器的基本方法是通过移相和相量加减措施实现的。,2.1.1 互感器及变换器,互感器的作用及类型 一. 互感器的作用 二. 互感器的类型,一. 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的标准值,使测量仪表和保护装置标准化。 2.所有二次设备可用低电压、小电流的电缆连接,二次设备的绝缘水平能按低电压设计,结构轻巧,价格便宜。便于集中管理,可实现远方控制和测量。,一. 互感器的作用,3.二次回路不受一次回路的限制, 4.使二次侧的设备与高电压部分隔离,且互感器
2、二次侧要有一点接地,保证二次系统设备和工作人员的安全。,二.互感器的类型,互感器,1、电流互感器,(1)电流互感器的误差 (2)电流互感器的极性 (3)电流互感器的接线方式 (4)电流互感器使用注意事项,1、电流互感器,电磁式电流互感器的工作原理。相当于工作在短路条件下的小容量升压变压器。 KTA=I1N/I2N W2/W1,图2-1电流互感器结构图,运行特点:二次回路不允许开路,正常工作时: 磁动势 WlIl-W2I2=WlIm,,WlIl和W2I2互相抵消一大部分,激磁磁势WlIm ,数值不大。,1、电流互感器,运行特点:二次回路不允许开路,二次电路开路时: W2I2 等于零,激磁磁势猛增到WlIl,铁心中磁感应强度猛增,造成铁心磁饱和。铁心饱和致使随时间变化的磁通的波形由正弦波变为平顶波,在磁通曲线过零前后磁通在短时间内从+m变为-m ,使d/dt值很大。,1、电流互感器,运行中二次回路开路可能造成的后果,e2=-d/dt ,磁通急剧变化时,二次绕组内将感应很高的尖顶波电势e2,危及工作人员的安全,威胁仪表和继电器以及连接电缆的绝缘。 磁路的严重饱和还会使铁心严重发热,若不能及时
3、发现和处理,会使电磁式电流互感器烧毁和电缆着火。 在铁心中产生剩磁,影响互感器的特性。,1、电流互感器,电流互感器二次开路时 的变化曲线,1、电流互感器,(1)电流互感器的误差,电流互感器的等效电路及相量图如图2-2所示。,图2-2电流互感器的等效电路及相量图,(1)电流互感器的误差,误差 1电流误差 2相角误差,电流互感器TA的10误差曲线,继电保护规程规定,用于保护的电流互感器,电流误差在最坏工作条件下不超过10%,角度误差不超过7。 为保证电流互感器误差不超过10%,一次电流I1不能超过规定数值,习惯上用一次电流倍数m10=I1/I1N表示。不同的负荷阻抗,对应于不同的规定限值,从而形成一条限制曲线,称为10%误差曲线。,图2-3电流互感器的10%误差曲线,TA的10误差曲线,保证电流误差不超过-10的条件下,一次电流的倍数m10(m=I1/I1N)与允许最大二次负荷阻抗Z2的关系曲线。,电流互感器的误差与额定负荷阻抗有关,额定容量 ,一般取 或1A,则 ,TA误差与额定负荷阻抗 有关 如 在0.5级, 在1.0级, 二次负荷阻抗值 式中连接导线电阻 继电器阻抗,(2)电流互感器
4、的极性,接线系数:,电流互感器的极性,图 2-4 电流互感器的极性及相量图 (a) TA的减极性标示方式;(b)TA的相量图,由式(2-19)可知 和 同相位。,(2-6),(3)电流互感器的接线方式,图 2-5 电流互感器的接线图 (a)两相电流差式接线及电流相量图;(b)三相完全星形接线;(c)两相式不完全星形接线,电流互感器的接线方式,两相电流差接线。这种接线节省投资,但B相短路不能反映,对不同形式短路,其接线系数和灵敏系数不同。 单相式接线。用于测量对称三相负荷的一相电流,可构成过负荷。 三相星形接线和两相星形接线都能反应相间短路故障,不同的是三相星形接线还可以反应各种单相接地短路故障,而两相星形接线不能反应B相接地故障。另外,三相星形接线中性线电流。 在正常运行和三相对称短路时为零 ,在单相接地短路时为,三相星形接线和二相星形接线。这两种接线的接线系数在各种路情况下均为1。,两相电流差接线的接线系数 1)正常或三相短路 2)两相短路 3)、两相短路,图 2-5 (a)两相电流差式接线,2. 电流互感器的接线,对三相星形接线及两相星形接线在各种相间短路故障时性能分析,对中性点接
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