一次设备讲义 - 图文(7)

2019-03-06 07:23

短路电阻小,则电压与电阻的商大,即电流大,危险

电流互感器一次电流的大小与二次负载的电流大小无关,在正常工作时,由于二次负载阻抗很小,接近短路状态,一次电流所产生的磁化力大部分被二次电流所补偿,总磁通密度不大所以二次线圈电势也不大。一但开路时二次侧阻抗无限增大二次电流等于零,副磁化等于零,总磁化力等于原绕组磁化力,也就是一次电流完全变成了激磁电流,将在二次线圈产生很高的电势其峰值可达几千伏,严重威胁人身安全,或造成仪表保护装置的绝缘损坏,原绕组磁化力使磁通密度增加也可能使铁芯过热损坏。

如果电压互感器的二次侧运行中短路,二次线圈的阻抗大大减小,就会出现很大的短路电流,使副线圈因严重发热而烧毁。因此在运行中互感器不允许短路。一般电压互感器二次侧要用熔断器。只有35千伏及以下的互感器中,才在高压侧有熔断器其目的是当互感器发生短路时把它从高压电路中切断

电流互感器和电压互感器的接线方式

电力系统中的二次设备——继电保护及全自动装置等绝大多数是根据发生故障时电增大、电压降低的特点而工作的,这些电气一般都是通过电流互感器和电压互感器的副圈加到二次设备上.故在此将电流互感器、压互感器的接线方式加以说明。

光纤电流互感器;光纤电压互感器

光纤电流电压互感器

传统互感器

电流互感器是一种电流变换装置。它将高压和低压大电流变成电压较低的小电流供给仪表和继电保护装置并将仪表和保护装置与高压电路隔开。电流互感器的二

次侧电流均为5安,这使得测量仪表和继电保护装置使用安全、方便,也使其在制造上可以标准化。

电流互感器的构造是由铁芯、一次绕组、二次绕组、接线端子及绝缘支撑物等组成。电流互感器的一次绕组的匝数较少,串接在需要测量电流的线路中,流过较大的被测电流,二次绕组的匝数较多, 串接在测量仪表或继电保护回路里。 电流互感器的二次回路不允许开路。电流互感器在工作时,它的二次回路始终是闭合的,但因测量仪表和保护装置的串联绕组的阻抗很小,电流互感器的工作情况接近短路状态,一次电流所产生的磁化力大部分被二次电流所补偿,总磁通密度不大,二次绕组电势也不大。当电流互感器开路时,二次回路阻抗无限大,电流等于零,一次电流完全变成了励磁电流,在二次绕组产生很高的电势,威胁人身安全,造成仪表、保护装置、互感器二次绝缘损坏。

电流互感器二次回路必须接地, 以防止一次绝缘击穿,二次串入高压,威胁人身安全, 损坏设备。

1)电流互感器二次可以短路,但不得开路;电压互感器二次可以开路,但不得短路;

2)相对于二次侧的负荷来说,电压互感器的一次内阻抗较小以至可以忽略,可以认为电压互感器是一个电压源;而电流互感器的一次却内阻很大,以至可以认为是一个内阻无穷大的电流源。

3)电压互感器正常工作时的磁通密度接近饱和值,故障时磁通密度下降;电流互感器正常工作时磁通密度很低,而短路时由于一次侧短路电流变得很大,使磁通密度大大增加,有时甚至远远超过饱和值. 光纤电流互感器是利用电子学、光电子学、光纤传感技术及数字信号处理等现代高科技手段研究成功的一种光、机、电一体化设备,是常规电磁感应式电流互感器(CT)的更新换代产品。与常规CT相比较,它具有体积小、重量轻(只有常规CT重量的1/10)、成本低、抗电磁干扰能力强、不存在磁饱和、磁滞效应、铁磁谐振、易燃易爆及二次侧开路后产生的高电压等问题,还有安装运输方便、维护简单、与现代光通信兼容等优点,是未来我国及世界各国220kV、330kV、500kV以及更高电压等级电力系统中电能计量、继电保护、控制与监视等必不可少的核心部件。

OCT 分为两类,即电光、磁光型OCT(亦称Passive OCT ,简称POCT) 和辐射内调制型OCT(亦称Active OCT ,简称AOCT) 。AOCT 是将常规的电磁式互感器感应信号通过光电转换方式传输感应信号至测量和控制端进行二次信号处理,它因采用发光二极管以获得长期稳定性和低成本等优点亦受到人们的重视,但因其未从根本上克服传统电磁式电流互感器(CT) 的缺点,而只是在高压绝缘性能方面有所改善,故总体上仍未能摆脱旧式CT 的束缚。

基于磁致伸缩原理的光纤电流传感器在一段时间曾受到相当的重视 ,但由于该方法受光纤本身长期性能稳定可靠性及外界干扰等因素的制约比较严重,这些年来已难于见到有关这方面的报道,光纤光栅传感研究开始后,有人又在尝试这种方法的研究。因同样原因未能使研究应用得以深入的还有基于热变效应的温度型光纤电流传感器。

目前被广泛研究的OCT 测量原理是法拉第磁光效应,即磁场与光相互作用所产生的一种效应

一、电流互感器的接线方式

在继电保护装置中电流互感器的接线方主要有四种:三相完全星形接线方式;两相完全星形接线方式;两相差接线方式;两相继电器式接线方式。

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

互感器的原理接线,如左图所示。

电流互感器的特点是: (1)一次线圈串联在电路中,并且匝数很少,因此,一次线圈中的电流完全取决于被测电路的负荷电流.而与二次电流无关;(2)电流互感器二次线圈所接仪表和继电器的电流线圈阻抗都很小,所以正常情况下,电流互感器在近于短路状态下运行。

电流互感器一、二次额定电流之比,称为电流互感器的额定互感比:kn=I1n/I2n

因为一次线圈额定电流I1n己标准化,二次线圈额定电流I2n统一为5(1或0.5)安,所以电流互感器额定互感比亦已标准化。kn还可以近似地表示为互感器一、二次线圈的匝数比,即kn≈kN=N1/N2式中N1、N2为一、二线圈的匝数。

电流互感器原理

利用变压器原、副边电流成比例的特点制成。其工作原理、等值电路也与一般变压器相同,只是其原边绕组串联在被测电路中,且匝数很少;副边绕组接电流表、继电器电流线圈等低阻抗负载,近似短路。原边电流(即被测电流)和副边电流取决于被测线路的负载,而与电流互感器的副边负载无关。由于副边接近于短路,所以原、副边电压U1和

都很小,励磁电流I0也很小。

电流互感器运行时,副边不允许开路。因为一旦开路,原边电流均成为励磁电流,使磁通和副边电压大大超过正常值而危及人身和设备安全。因此,电流互感器副边回路中不许接熔断器,也不允许在运行时未经旁路就拆下电流表、继电器等设备。

电流互感器的接线方式按其所接负载的运行要求确定。最常用的接线方式为单相,三相星形和不完全星形(图4a、b、c)。

额定变比和误差 互感器的额定变比KN指电压互感器的额定电压比和电流互感器的额定电流比。前者定义为原边绕组额定电压U1N与副边绕组额定电压 U2N之比;后者则为额定电流I1N与I2N之比。即 KN=U1N/U2N (对电压互感器) KN=I1N/I2N (对电流互感器)

电压(或电流)互感器原边电压(或电流)在一定范围内变动时,一般规定为0.85~1.15U1N(或10~120%I1N),副边电压(或电流)应按比例变化,而且原、副边电压(或电流)应该同相位。但由于互感器存在内阻抗、励磁电流和损耗等因素而使比值及相位出现误差,分别称为比差和角差。

比差为经折算后的二次电压(或二次电流)与一次电压(或一次电流)量值大小之差对后者之比,即

fU 为电压互感器的比差,fI 为电流互感器的比差。当KNU2>U1(或KNI2>I1)时,比差为正,反之为负。

角差为二次电压(或二次电流)相量旋转180°后与一次电压(或一次电流)相量之间的夹角,以分为单位。并规定副边的-妧2(或-夒2)超前于妧1(或夒1)时,角差为正,反之为负。

对没有采取补偿措施的电压互感器,比差为负,角差一般为正值,比差的绝对值和角差均随电压的增大而减小;铁心饱和时,比差与角差均随电压的增大而增大。

对于没有采取补偿措施的电流互感器,比差为负值,角差为正值,比差的绝对值和角差均随电流增大而减小。

采用补偿的办法可以减小互感器的误差。一般通过在互感器上加绕附加绕组或增添附加铁心,以及接入相应的电阻、电感、电容元件来补偿。常用的补偿法有匝数补偿、分数匝补偿、小铁心补偿、并联电容补偿等

零序电流互感器原理、作用及如何使用

原理:零序电流保护的基本原理是基于基尔霍夫电流定律:流入电路中任一节点的复电流的代数和等于零。在线路与电气设备正常的情况下,各相电流的矢量和等于 零,因此,零序电流互感器的二次侧绕组无信号输出,执行元件不动作。当发生接地故障时的各相电流的矢量和不为零,故障电流使零序电流互感器的环形铁芯中产 生磁通,零序电流互感器的二次侧感应电压使执行元件动作,带动脱扣装置,切换供电网络,达到接地故障保护的目的。

作用:当电路中发生触电或漏电故障时,保护动作,切断电源。

使用:可在三相线路上各装一个电流互感器,或让三相导线一起穿过一零序电流互感器,也可在中性线N上安装一个零序电流互感器,利用其来检测三相的电流矢量和。

在三相四线电路中,三相电流的相量和等于零,即Ia+Ib+IC=0 如果在三相四线中接入一个电流互感器,这时感应电流为零。当电路中发生触电或漏电故障时,回路中有漏电电流流过,这时穿过互感器的三相电流相量和不等零,其相量和为:Ia+Ib+Ic=I(漏电电流)

这样互感器二次线圈中就有一个感应电压,此电压加于检测部分的电子放大电路,与保护区装置预定动作电流值相比较,如大于动作电流,即使灵敏继电器动作,作用于执行元件掉闸。这里所接的互感器称为零序电流互感器,三相电流的相量和不等于零,所产生的电流即为零序电流。 产生零序电流的两个条件:

1、无论是纵向故障、还是横向故障、还是正常时和异常时的不对称,只要有零序电压的产生;

2、零序电流有通路。

以上两个条件缺一不可。因为缺少第一个,就无源泉;缺少第二个,就是我们通常讨论的“有电压是否一定有电流的问题。 零序公式:3U0=UA+UB+UC,3I0=IA+IB+IC

一次不需接线,采用穿芯方式。二次接继电器。


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