变压器包括电压互感器和电流互感器。它们是广泛应用于供电系统中的电压线圈或电流线圈供电的特殊变压器。
电压互感器是一种具有电压转换和隔离功能的电压转换装置。它将高压电路或低压电路的高压转换为低压(通常为100)V),测量供应仪器和继电保护装置.计量.保护等功能。
电流互感器是一种具有电流转换和隔离功能的电流转换装置。它将高压回路或低压回路的大电流转换为低压小电流(一般为5A),测量供应仪器和继电保护装置.计量.保护和其他功能。在实际测量中,为了更好地匹配仪器的测量范围,还有5A以下小电流转换为大电流(5)A)的互感器。
一.电流互感器
电流互感器是将一次侧的大电流按比例变为仪表或继电器,额定电流为1A或者5A设备的转换。
1.电流互感器的工作原理
电磁电流互感器(以下简称电流互感器)广泛应用于电力系统中。它的工作原理类似于变压器。电流互感器一.二次电流比称为电流互感器的额定互感比。
式中IN1-一次线圈的额定电流;IN2-二次线圈的额定电流。
2.电流互感器的特性
1)一次绕组在电路中串联,匝数很小;因此,一次绕组中的电流完全取决于被测电路的负载电流,而不是二次电流的大小;
2)电流互感器二次绕组连接仪表的电流线圈阻抗很小,所以正常情况下,电流互感器在接近短路的情况下运行。
3.电流互感器的误差
当前误差为二次电流的测量值乘以额定互感比后与实际一次电流的差值,以百分比表示
4.电流互感器的接线形式
电流互感器的接线形式是指电流互感器与测量仪器或保护继电器之间的连接形式。
左:三相完全星形接线右:两相不完全星形接线
(1)三相三完全星形接线能准确反映三相各相的真实电流。这种接线方式应用于大电流接地系统,保护线路的三相短路.两相短路和单相接地短路。
(2)不完全电器不完全星形接线能准确反映两相的真实电流。这种接线方式应用于6~10kV在中性点不接地的小电流接地系统中,保护线路的三相短路.两相短路。
两相差接线
(3)两相差动式接线反映两相差电流。这种接线的特点是U.W相电流互感器连接成电流差型,通过继电器的电流为U.W相电流互感器二次侧电流差。这种接线方式应用于6~10kV两相差接线10kV在中性点不接地的小电流接地系统中,保护线路的三相短路.两相短路.保护小容量电机.保护小容量变压器。
单相接线
(4)三相负荷平衡时,单相电流可以反映三相电流值,主要用于测量电路。
两相三完全星形接线
(5)流入第三个继电器的两相三第三继电器的电流为:
大电流接地系统采用这种接线方式,保护线路的三相短路.两相短路。
5.电流互感器在接线时应注意以下内容:
1)使用时,电流互感器的二次侧不得打开。在使用过程中拆卸仪表或继电器时,应提前对二次侧进行短路。安装时,接线应可靠,二次侧不得安装保险丝;
2)二次侧必须有一端接地。防止一个.二次侧绝缘损坏,高压进入二次侧,危及人身和设备安全;
3)接线时要注意极性。电流互感器一.极性端子的二次侧,用字母表示极性。
4)二次侧的继电器或测量仪器串联在线路中。
高压电流互感器主要由两个铁芯和两个辅助绕组组成,分别连接到测量仪器和继电器,以满足测量仪器和继电器保护的不同要求。用于测量电流互感器的铁芯应易于在一次短路时饱和,以限制二次侧电流增加的倍数;用于继电器保护的铁芯在一次短路时不应饱和,因此二次侧电流与一次侧电流成正比增加。
6.电流互感器的负载要求
(1)电流互感器的精度水平
根据测量过程中的误差大小,电流互感器分为不同的精度等级。精度等级是指当一次电流为额定值时,在规定的二次负载范围内的最大误差。
(2)电流互感器10%误差曲线
电流互感器的10%误差曲线是为了保证电流互感器的误差不超过±在10%的条件下,一次电流的倍数n与电流互感器的关系曲线允许最大二次负载阻抗。
(3)电流互感器的额定容量
电流互感器的额定容量是指电流互感器在额定二次电流和额定二次阻抗下运行时二次线圈的输出容量。
因为电流互感器的二次电流是标准值(5)A或1A),因此,其容量通常用额定二次阻抗来表示。由于电流互感器的误差与二次负载有关,因此在不同的精度等级下,同一电流互感器的额定容量会不同。
电流互感器对负载的要求是负载阻抗之和不能超过互感器的额定二次阻抗值。
二.电压互感器
电压互感器是将一次侧的高压按比例变为仪表或继电器的额定电压V设备的转换。
1.电磁电压互感器
(1)电磁电压互感器的工作原理与变压器相同。其特点是:
1)容量很小,类似于小容量变压器,但结构要求安全系数较高;
2)电压互感器二次绕组所连接仪表的电流线圈阻抗非常大,正常情况下,电压互感器在接近空载状态下运行。
(2)额定变比
电压互感器一.二次绕组电压比称为电压互感器的额定互感比。
式中UN1-额定电压等于电网;UN2-二次侧额定电压。
(3)电压互感器的误差
二次电压表示二次电压测量值与额定互感比的乘积与实际一次电压之差;
电压互感器与二次负载之间的误差.功率因数与一次电压等运行参数有关。
2.电容式电压互感器
随着电力系统输电电压的增加,电磁电压互感器的体积越来越大,成本也越来越高,电容电压互感器也越来越多。
电容式电压互感器原理
(1)电容式电压互感器的工作原理
电容式电压互感器本质上是一个电容分压器,在测量装置的相位之间有一个间接的电容C1和C2、按反比分压,C2上的电压为
(2)电容式电压互感器的误差
电容式电压互感器的误差是由空载电流引起的.如果负载电流和阻尼器的电流通过变压器绕组产生压降,则误差是由空载误差引起的f0.δ0,负载误差fz.δz由阻尼器负载电流引起的误差fd.δd等几部分组成,即
电容式电压互感器的误差误差.除了影响二次负荷和功率因数外,还与电源频率有关。
110~5000采用电容式电压互感kV中性点直接接地系统。
3.电压互感器的接线形式
(1)单相接线
这种连接方法仅适用于测量相间电压。如果变压器一次绕组的一端连接到线路上,另一端接地,变压器可以测量一定的相对接地电压。
单相接线
(2)V-V接线
不完全星形由两个单相成不完全星形(V-V形状),用于测量相间电压,但不能测量相对地电压,广泛应用于20kV在电网中,下面的中性点不接地或通过消弧图接地。
V-V接线
(3)Y-Y接线
由三个单相互感器一.二次侧连接成Y形,可提供需要线电压的仪表和继电器,以及需要相电压的绝缘监测电压表。
Y-Y接线
(4)Y0/Y0/△接线
三个单相三绕组电压互感器Y0/Y0/△接线方式采用二次绕组测量相间电压和相对接地电压,辅助二次绕组连接成开口三角形,检测零序电压。3~220kV系统(110kV以上无高压熔断器),供接入交流电网络缘监控仪表
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