|
互感器是一种特殊的变压器，它被广泛应用于供电系统中向测量仪表和继电器的电压线圈或电流线圈供电。它是电力系统供电气测量和电气保护用的重要设备，互感器分电压互感器和电流互感器两大类。电压互感器是一种专门用作传递、变换电压信息的特种变压器，将系统的高电压变成标准值的低电压，一般是100V（或100/3V，100/ V）；电流互感器是一种传递、变换电流信息的特种变压器，将高电压系统中的电流或低电压系统的大电流变成低电压、标准值的小电流，一般是5A或1A，用以给测量仪器、仪表及继电器供电。 我国从50年代初期开始根据从国外得到的样机及资料进行互感器仿制，沈阳变压器厂在1953年翻译了苏联图纸，建立起仿苏的产品系列。1958年后开始在仿制产品的基础上自行设计。沈阳变压器厂、华通开关厂试制成功l0kV环氧树脂浇注电流互感器，取代了仿苏产品。1970年后，我国互感器的整体技术水平有了更大的提高，互感器制造厂不断对产品进行改进和完善，品种日益增加。我国已具有当时国际上互感器行业最高电压等级的产品制造能力。至此，我国已制造了0．5kV-500kV电压等级的各种规格电流、电压互感器，最大电流达25000A，并形成了比较完整的系列。 1975年根据我国互感器行业的发展需要，对仿苏专业标准JB572-575-1964作了修改后上升为国家标准GBl207-1975《电压互感器》和GBl208-1975《电流互感器》。1986年对国家标准进行较大幅度更改，修订为国家标准GBl207-1986《电压互感器》和GBl208-1987《电流互感器》，等效采用了IEC标准185、186。1997年又对国家标准进行大幅度更改，修订为国家标准GBl207-1997《电压互感器》和GBl208-1997《电流互感器》，等同采用了IEC标准IECl85：1987和IEC186：1987。 2006年修订为国家标准GBl207-2006《电压互感器》和GBl208-2006《电流互感器》。 4.4.0互感器作用及优点 (1) 扩大了仪表的量程，使得用普通电流表或电压表就可以测量大电流和高电压。 (2) 将测量仪器、仪表和保护控制装置与高电压隔离，保护了仪器仪表和人身的安全。 (3) 有利于仪器、仪表和保护、控制装置小型化、标准化。如电流互感器二次用电流表标准电流为5A或1A，电压互感器的二次用电压表标准电压为100V。 4.4.1电流互感器的分类 按用途：（1）测量用；（2）保护用。 按装置种类：（1）户内式；（2）户外式。 按绝缘介质：⑴油绝缘；⑵浇注绝缘；⑶干式绝缘；⑷瓷绝缘；⑸气体绝缘。 按结构型式 ⑴按安装方式不同可分为贯穿式和支柱式； ⑵按一次绕组形式可分为单匝式和多匝式； ⑶按电流比的级数分为串级式和单级式； ⑷按二次绕组装配位置分为正立式和倒立式结构； ⑸按电流比可分为单电流比、多电流比以及复合电流比。 按电流变换原理：⑴电磁式；⑵光电式。 4.4.2电压互感器 电压互感器简称PT、TV。它的二次线圈(即副边)额定电压一般为100V或100/√3V。用在不同的量程时，其一次侧线圈(原边)匝数不同。一次侧额定电压有3、6、10、35、110、220、500kV等。一次线圈端子标志通常用A、B(或A、N)表示，二次侧用a、b(或a、n)表示。 电压互感器的变压比Ku即一、二次侧额定电压之比： (4-14) U1----额定一次电压 U2----额定二次电压 所以用电压互感器时，读数应乘Ku倍。也有的电表是直接读数的。 电压互感器的误差：电压误差为二次电压的测量值与额定互感比的乘积与实际一次电压之差，以百分数表示；
------额定电压比；U1----实际一次电压；U2----施加U1时的实测二次电压 相位差为旋转180°的二次电压相量与一次电压相量之间的夹角，相量方向以理想互感器的相位差为零来确定，并规定当二次电压反转180°之后的相量超前于一次电压相量时相位差为正，反之为负。 电压互感器的误差与二次负载、功率因数和一次电压等运行参数有关。 JDZ10-10电压互感器JDZ-10型电压互感器 电压互感器的接线形式 （1）单相接线 该接法仅适用于测量相间电压。如果互感器一次绕组的一端接在线路上，另一端接地，互感器可测量某一相对地电压。 （2）V－V接线 由两个单相互感器接线成不完全星形（V－V形），用来测量各相间电压，但不能测量相对地电压，它广泛应用在20kV以下中性点不接地或经消弧线圈接地的电网中。 （3）Y－Y接线 由三个单相互感器一、二次侧均接成Y形，可供给要求线电压的仪表和继电器以及要求相电压的绝缘监视电压表。 （4）Y0/Y0/D接线 用三台单相三绕组电压互感器构成Y0/Y0/D接线，该接线方式其二次绕组用来测量相间电压和相对地电压，辅助二次绕组接成开口三角形检测零序电压。
使用电压互感器应注意以下事项： 1）电压互感器的二次侧在工作时不能短路。在正常工作时，其二次侧的电流很小，近于开路状态，当二次侧短路时，其电流很大（二次侧阻抗很小）将烧毁设备。 2）电压互感器的二次侧必须有一端接地，防止一、二次侧击穿时，高压窜入二次侧，危及人身和设备安全。 3）电压互感器接线时，应注意一、二次侧接线端子的极性。以保证测量的准确性。 4）电压互感器的一、二次侧通常都应装设熔丝作为短路保护，同时一次侧应装设隔离开关作为安全检修用。 5）一次侧并接在线路中。 型号举例： JDZ(X)10-3,6,10 J 电压互感器 Voltage transformer D 单相 Single phase Z 浇注式 Casting type X 带剩余电压绕组 With residual voltage winding 10设计序号 Design Number 3,6,10电压等级（kV） 4.4.3电流互感器 电流互感器简称CT或TA。它由铁芯及线圈构成，是利用变压器能改变电流的工作原理，将一次侧的大电流，按比例变换为适合通过仪表或继电器使用的5A或1A的标准小电流。使得采用普通电流表就能测量大电流，从而扩大了量程。它还可以接电度表或功率表的电流线圈用于电能计量和功率测量。 电流互感器供测量用的铁芯在一次侧短路时应该容易饱和，以限制二次侧电流增长的倍数；供继电保护用的铁芯，在一次侧短路时不应饱和，使二次侧的电流与一次侧的电流成正比例增加。电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器（以下简称电流互感器）。它的工作原理和变压器相似,电流互感器一、二次电流之比称为电流互感器的额定电流比。 (4-15)
式中: IN1 ----一次线圈的额定电流，A； IN2 ----二次线圈的额定电流，5A或1A。 二次额定电流一般定为5A或1A。接线图见图4-17。其变比系列为：15、20、50、100、150、200、300、400、500、600、700、800、1000、2000…等。 (a)LMZB-10型电流互感器； (b)LCZ-35型电流互感器 4-17电流互感器接线图 电流互感器在接线中应注意以下事项： 1）电流互感器的二次侧在使用时绝对不可开路。使用过程中拆卸仪表或继电器时，应事先将二次侧短路。安装时，接线应可靠，不允许二次侧安装熔丝； 2）二次侧必须有一端接地。防止一、二次侧绝缘损坏，高压窜入二次侧，危及人身和设备安全； 3）接线时要注意极性。电流互感器一、二次侧的极性端子，都用字母表明极性。 4）一次侧串接在线路中，二次侧的继电器或测量仪表串接。 型号举例： LMZB7-10GYW1 L电流互感器 Current transformer M母线式 Busbar type Z浇注式 Casting type B带保护级 With protective class 7设计序号 Design Number 10 额定电压（kV） Highest voltage for equipment(kV) GYW1 高原污秽 Plateau Dirty 4.4.4电子式互感器 电力系统一直用电磁式CT(电流互感器)和PT(电压互感器)测量一次侧电流和电压，为二次计量及保护设备提供电流及电压信号。电磁式互感器的工作基于电磁感应原理，CT的额定输出信号为1 A或5 A，PT的额定输出信号为100 V或100/√3V。电磁式互感器的缺点是① 绝缘难度大，特别是500 kV以上，因绝缘而使得互感器的体积、质量及价格均提高；②动态范围小，电流较大时，CT会出现饱和现象，饱和会影响二次保护设备正确识别故障；③互感器的输出信号不能直接与微机化计量及保护设备接口；④易产生铁磁谐振等。电子式电流、电压互感器是无铁芯、绝缘结构简单可靠、体积小、质量小、线性度好、无饱和现象、输出信号可直接与微机化计量及保护设备接口的电力互感器。现代光学技术、微电子学技术的发展使得电子式互感器的发展及实用化成为现实。 与传统电磁感应式电流互感器相比，电子式互感器具有如下一系列优点： 1、优良的绝缘性能以及便宜的价格 电磁感应式电流互感器的高压母线与二次线圈之间通过铁芯耦合，它们之间的绝缘结构复杂，其造价随电压等级呈指数关系上升。电子式互感器所用材料为玻璃，光纤等绝缘材料来传输信息，所以绝缘结构简单，其造价一般随电压等级升高呈线性增加。 2、不含铁芯，消除了磁饱和和铁磁谐振等问题 电磁感应式电流互感器由于使用了铁芯，不可避免地存在磁饱和及铁磁共振和磁滞效应等问题，而电子式互感器则不存在这方面的问题。 3、抗电磁干扰性能好，低压边无开路高压危险 电磁感应式电流互感器二次回路不能开路，低压边存在开路危险。由于电子式互感器的高压边与低压边之间只存在光纤联系，而光纤具有良好的绝缘性能，可保证高压回路与二次回路在电气上完全隔离，低压边无开路高压危险，免除电磁干扰。 4、动态范围大，测量精度高 电网正常运行时，电流互感器流过的电流并不大，但短路电流一般很大，而且随着电网容量的增加，短路电流越来越大。电磁感应式电流互感器因存在磁饱和问题，难以实现大范围测量，同时满足高精度计量和继电保护的需要。电子式互感器有很宽的动态范围，额定电流可测到几十安培几千安培，过电流范围可达几万安培；一个电子式互感器可同时满足计量和继电保护的需要，可免除多个CT的冗余需求。 5、频率响应范围宽 传感头部分的频率响应取决于光纤在传感头上的渡越时间，实际能测量的频率范围主要决定于电子线路部分。光电式电流互感器已被证明可以测出高压电力线上的谐波，还可进行电网电流暂态、高频大电流与直流的测量。而电磁感应式电流互感器是难以进行这方面的工作的。 6、没有因存油而产生的易燃、易爆炸等危险 电磁感应式电流互感器一般采用存油的办法来解决绝缘问题，这样不可避免地存在易燃、易爆炸等危险；而光电式电流互感器绝缘结构简单，可以不采用油绝缘，在结构上可避免这方面的危险。 7、体积小、重量轻、节约空间 光电式电流互感器传感头本身的重量一般小于1kg。据美国西屋公司公布的345kV的M电子式互感器，其高度为2.7m，重量为109kg。而同电压等级的油浸式电流互感器高为5.3m，重量2300kg，这给运输和安装带来了很大的方便。 8、 适应了电力计量和保护数字化、微机化和自动化发展的潮流 随着计算机和数字技术的发展，电力计量与继电保护已日益实现自动化、微机化。电磁感应式电流互感器的5A或1A输出规范必需采用光转换技术才能与计算机接口，而电子式互感器本身就是利用光电技术的数字化设备，可直接输出给计算机，避免中间环节。 综上所述，虽然目前电子式互感器也存在加工要求高、电源问题不好解决，传感头对温度和振动比较敏感等问题需要克服，但电子式互感器有着传统电磁式互感器无法比拟的优点，它结构简单、灵敏度高，是一种传统电磁式互感器的理想替代产品，必将在未来的电力工业中得到广泛的应用。因此，主要发达国家竞相投资研制，电子式互感器已成为互感器的研究热点。 4.4.5互感器的准确级 准确级：对互感器所给定的误差等级，互感器在规定的使用条件下的误差应在规定的限值内。 1、电流互感器的准确级 对于测量或计量用电流互感器，准确级用在额定电流下所规定的最大允许电流百分数标称，如0.2、0.5等。
保护用电流互感器的准确级，以该准确级在额定准确限值一次电流下所规定的最大允许复合误差百分数标称，其后标以字母“P”(表示保护)。保护用电流互感器的标准准确级有：5P和10P。例如：5P10，后面的10是准确限值系数，5P10表示当一次电流是额定一次电流的10倍时，该绕组的复合误差在±5%以内。 国标对测量和保护用CT的误差规范是不同的，例如0.5级在额定一次电流时误差不能超过±0.5%，而5P10级在额定一次电流时的误差不超过±1%就行了。两者的差别很大。 P级：准确限值规定为稳态一次电流下的复合误差，无剩磁限值。 TPS级:低漏磁电流互感器 TPX级：准确限值规定为在指定的暂态工作循环中的峰值瞬时误差，无剩磁限值。 S级：S级电流互感器要求在额定一次电流的1%时的误差在规定范围内。而一般的互感器只要求在额定一次电流的5%以上的误差在规定范围内。 2、电压互感器 计量和监测用电压绕组的准确级有0.1、0.2、0.5等。 保护用电压互感器的准确级，以该准确级在5%额定电压到与额定电压因数相对应的电压范围内的最大允许电压误差的百分数标称，其后标以字 母“P”(表示保护)。保护用电压互感器的标准准确级有3P和6P。 表4-3电压误差和相位差的限值
3、仪表与配套的电流互感器准确等级
*无功电能表一般与同回路的有功电能表采用同一等级的电流互感器。 4.4.6互感器试验 互感器试验包括型式试验、出厂试验和验收试验。
4.4.7互感器的应用技术 1.互感器外观检查 互感器在运输、保管期间应防止受潮、倾倒或遭受机械损伤；互感器的运输和放置应按产品技术要求执行。互感器整体起吊时，吊索应固定在规定的吊环上，不得利用瓷裙起吊，并不得碰伤瓷套。互感器到达现场后，外观检查： (1)互感器外观应完整，附件应齐全，无锈蚀或机械损伤。 (2)油浸式互感器油位应正常，密封应良好，无渗油现象。 (3)电容式电压互感器的电磁装置和谐振阻尼器的封铅应完好。 互感器可不进行器身检查，但在发现有异常情况时，应按下列要求进行检查：螺栓应无松动，附件完整。铁芯应无变形，且清洁紧密，无锈蚀。绕阻绝缘应完好，连接正确、紧固。绝缘支持物应牢固，无损伤，无分层开裂。内部应清洁，无油垢杂物。螺栓应绝缘良好。制造厂有特殊规定时，尚应符合制造厂的规定。 2.安装互感器时进行的检查 (1)互感器的变比分接头的位置和极性应符合规定。 (2)二次接线板应完整，引线端子应连接牢固，绝缘良好，标志清晰。 (3)油位指示器、瓷套法兰连接处、放油阀均应无渗油现象。 (4)隔膜式储油柜的隔膜和金属膨胀器应完整无损，顶盖螺栓紧固。 油浸式互感器安装面应水平；并列安装的应排列整齐，同一组互感器的极性方向应一致。具有等电位弹簧支点的母线贯穿式电流互感器，其所有弹簧支点应牢固，并与母线接触良好，母线应位于互感器中心。具有吸湿器的互感器，其吸湿剂应干燥，油封油位正常。互感器的呼吸孔的塞子带有垫片时，应将垫片取下。电容式电压互感器必须根据产品成套供应的组件编号进行安装，不得互换。各组件连接处的接触面，应除去氧化层，并涂以电力复合脂；阻尼器装于室外时，应有防雨措施。 3.互感器的安装 与电力变压器、电抗器、互感器安装有关的建筑物、构筑物的建筑工程质量，应符合规范中的有关规定。当设备及设计有特殊要求时，尚应符合其要求。 (1)设备安装前，建筑工程应具备下列条件 屋顶、楼板施工完毕，不得渗漏；室内陆面的基层施工完毕，并在墙上标出地面标高；混凝土基础及构架达到允许安装的强度，焊接构件的质量符合要求；预埋件及预留孔符合设计，预埋件牢固；模板及施工设施拆除，场地清理干净；具有足够的施工用场地，道路通畅。 (2)对高压配电柜内安装的互感器，应先检查瓷套管是否完好，有无渗油漏油现象，用手轻轻扳动套管，套管不应活动。高压柜内安装的互感器，通常采用环氧树脂浇铸成的干式电流互感器和电压互感器，结构紧凑体积小，只作外观检查。 对油浸电压互感器，油面要符合标准，互感器的外壳不应渗油漏油。同一组的互感器应有一致的极性，二次侧的接线端子要便于检查。互感器的金属外壳要可靠接地。仔细检查互感器的二次接线。电压互感器的二次绕组不能短路，电流互感器的二次绕组不能开路。接线螺钉要牢固，防止因线头松动而导致二次绕组开路。 互感器二次侧接线要注意极性。对于电度表和差动保护接线要特别注意。使用电流互感器构成差动保护时，互感器的二次侧的接地应有一个接地点，且仅在保护屏上经过端子排接地。 (3)设备安装完毕投入运行前对建筑工程的要求 门窗安装完毕；地坪抹灰工作结束，室外场地平整；保护性网门、栏杆等安全设施齐全；变压器、电抗器的蓄油坑清理干净，排油水管通畅，卵石铺设完毕；通风及消防装置安装完毕；受电后无法进行的装饰工作以及影响运行安全的工作施工完毕。 设备安装用的紧固件除地脚螺栓外，应采用镀锌制品。所有变压器、电抗器、互感器的瓷件表面质量应符合现行国家标准《高压绝缘子瓷件技术条件》的规定。电力变压器、电抗器、互感器的施工及验收应符合国家有关规范。 4.有均压环的互感器 具有均压环的互感器，均压环应安装牢固、水平，且方向正确。具有保护间隙的，应按制造厂规定调好距离。零序电流互感器的安装，不应使构架或其他导磁体与互感器铁芯直接接触，或与其构成分磁回路。互感器的下列各部位应良好接地： (1)分级绝缘的电压互感器，其一次绕组的接地引出端子，电容式电压互感器应按制造厂的规定执行。 (2)电容型绝缘的电流互感器，一次绕组末端的引出端子和铁芯引出接地端子。 (3)互感器的外壳。 (4)备用的电流互感器的二次绕组端子应先短路后接地或接零(PE)。 (5)倒装式电流互感器二次绕组的金属导管。 互感器运输中附加的防爆膜临时保护应予拆除。验收时应进行下列检查：设备外观应完整无缺损。油浸式互感器应无渗油，油位指示应正常。保护间隙的距离应符合规定。油漆应完整，相色应正确。接地应良好。验收时，应移交下列资料和文件：变更设计的证明文件。制造厂提供的产品说明书、试验记录、合格证件及安装图纸等技术文件。安装技术记录、器身检查记录、干燥记录和试验报告。 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
