第1章互感器及其二次回路.ppt
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1、第一章 互感器及其二次回路,石油胜利学院电气系 任婷会 ,2019/4/15,2,第1章 互感器及其二次回路,互感器,电压互感器,电流互感器,是一次回路和二次回路的联络设备。,一次回路的高电压、大电流,二次回路的低电压 、小电流,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相隔离,保证了设备和人身安全,电压互感器 一次绕组以并联形式接入一次回路;二次负荷以并联形式接在电压互感器的二次绕组回路。,电流互感器 一次绕组以串联形式接入一次回路;二次负荷以串联形式接在电流互感器的二次绕组回路。,2019/4/15,3,第
2、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。,2019/4/15,4,第一节 电压互感器,一、电压互感器的结构 常用的电压互感器有以下三种:三相五柱式、三相三柱式和电容式电压互感器。 (一)三相五柱式电压互感器 一次中性点N1直接接地。 二次中性点N2是否接地,根据二次回路的要求而定,一般在110kV及以上中性点直接接地系统中,N2直接接地。 辅助二次绕组连接成开口三角形接线,形成零序电压过滤器。 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。,2
3、019/4/15,5,2019/4/15,6,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。中性点N2是否接地,根据二次回路要求而定。 主要应用在35kV及以下中性点不直接接地的电力系统中。 (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。,2019/4/15,7,二、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时,二次主绕组额定线电压为100V,额定相电压为 V。 对三相五柱式电压
4、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为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,2019/4/15,8,2.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的变压器。 3.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。,第一节 电压互感器,从互感器角度,从负载角度,2019/4/15,9,4.电
5、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,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,2019/4/15,10,三、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,如图1-3所示,这种标注方法,使一、二次电压相位相同。当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,2019/4/15,11,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 1
6、10kV:相电压100V,线电压100 V,相电压,2019/4/15,12,第一节 电压互感器,由图1-4可知,三相五柱式电压互感器一次绕组和主二次绕组都连接成星形,形成Y,yO接线方式,辅助二次绕组连接成开口三角形,形成Y,d1接线方式。 辅助二次绕组按开口三角形连接的目的,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,2019/4/15,13,第一节 电压互感器,一次系统发生单相或两相接地故障时,电压互感器二次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Umn的大小。,2019/4/15,
7、14,第一节 电压互感器,2019/4/15,15,第一节 电压互感器,(1)35kV及以下中性点不直接接地系统 如图5-1(a)所示,故障相对地电压为零;非故障相对地电压升高为线电压;非故障相之间电压为线电压。可见,此时线电压三角形不变,用户可正常工作,允许继续运行一段时间。则,有效值为:,2019/4/15,16,第一节 电压互感器,(2)110kV及以上中性点直接接地系统 如图5-1(b)所示, 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;但由于中性点直接接地,此时短路电流很大,要求继电保护装置动作于断路器跳闸,切除单相接地短路。则,有效值为:,2019/4/15,17,第
8、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。,2019/4/15,18,一、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)对于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,2019/4/15,19,二、电压互感器二次回路的短路保护,电压互感器正常运行时,由于二次负荷阻抗很大,相当于空载运行。而电压互
9、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:,2019/4/15,20,二、电压互感器二次回路的短路保护,保护设备,熔断器,自动开关,用于当电压回路故障不会引起继电保护(如距离保护)和自动装置误动的情况。一般用于35kV及以下电网,用于当电压回路故障可能会造成继电保护(如距离保护)和自动装置不正确动作的情况,以便在切除故障同时,闭锁有关的继电保护和自动装置。一般用于110kV及以上电网,第二节 电压互感器二次回路,2019/4/
10、15,21,短路保护设备 配置,(1)中性线和辅助二次绕组回路中不装设熔断器。 (2)由电压互感器二次回路引到继电保护屏去的分支回路不装设熔断器。 (3)引到测量仪表回路去的分支回路应装设熔断器。,接地继电器,信号继电器,2019/4/15,22,三、110kV及以上系统电压互感器的二次回路,SM:LW2-5.5/F4-X,1、短路保护:自动空气开关,2、安全接地:N点接地,2019/4/15,23,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。,三、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
11、二次绕组回路电压也为零,断线信号继电器K不动作。,2019/4/15,24,第二节 电压互感器二次回路,2019/4/15,25,三、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,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。 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。 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。,2019/4/15,26,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,一次侧高电压串入二次侧,危及人身和设备安全,须设置安全接地点。,接地方式的
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- 互感器 及其 二次 回路
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