作状态下合磁磁通φ0很小而设计的。
使用中的电流互感器如果发生二次回路开路,二次绕组磁动势F2等于零,一次绕组磁动势F1仍保持不变,且全部用于激磁,合成磁势F0=F1,这时的F0较正常时的合成磁势(F1-F2)增大了许多倍,使得铁心中的磁通急剧地增加而达到饱和状态。由于铁心饱和致使磁通波形变为平顶波,因为感应电动势正比于磁通的变化率dφ/dt,所以这时二次绕组内将感应出很高的感应电动势e2。二次绕组开路时二次绕组的感应电动势e2是尖顶的非正弦波,其峰值可达数千伏之高,这对工作人员和二次设备以及二次电缆的绝缘都是极危险的。(普通电压表仅能测量电压的平均值,故尖顶的非正弦波电压幅值用普通电压表不能测出,应该用示波器测量。)另一影响是,因铁心内磁通的剧增,引起铁心损耗增大,造成严重发热也会使电流互感器烧毁。第三个影响是因铁心剩磁过大,使电流互感器的误差增加。因此,使用中的电流互感器二次回路是不允许开路的,在电流互感器二次回路内也不允许安装熔断器。使用中电流互感器的二次仪表或继电器因工作需要必须断开时,应先将电流互感器二次绕组短接后,再断开其二次仪表或继电器电流线圈。同理,恢复二次仪表或继电器的工作时,应先接入二次仪表或继电器电流线圈,然后再拆除原有的短接线,即保持使用中的电流互感器二次回路处于近似短路工作状态。
2.电流互感器的误差与准确度级。由于电流互感器的一、二次绕组中存在着损耗,使得一、二次电流在数值上或相位上有差异,即测量误差。测量误差一般用变比误差和角误差表示。
1)变比误差(△I%)。变比误差是指用电流互感器测出的电流KNII2和实际电流I1之差与实际电流I1之比的百分值。
电流互感器变比误差与合成磁动势F0、一次绕组磁动势F1、二次绕组磁动势F2以及二次负荷的相位角有关。运行中的电流互感器F0为确定值,所以电流互感器误差将随一次绕组磁动势F1和副边电流I2的大小而变化。当一次通过电流比额定值小得多时,由于F1较小,变比误差较大;当一次通过电流逐渐增大到(1.0~1.2)IN1时由于F1增大,变比误差则减小;一次通过的电流再继续增大时,因电流互感器铁心磁路的饱和,造成误差的迅速增大;二次负荷中的感性负荷相对增加时,因ψ2的加大使变比误差亦增大;二次总负荷增加时,因I2的减小而使变比误差增大。
2)角误差(δ)。角误差是指电流互感器一次电流I1与反向二次电流-I2之间的夹角δ值。
当一次侧通过电流较额定值小得多时,由于一次绕组磁动势F1较小,角误差会增大;当
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一次侧电流逐渐增加到(1.0~1.2)IN1时,由于一次绕组磁动势F1的增大,使角误差减小;当一次侧电流再继续增大时,由于铁心饱和, 又会使角误差迅速增大;如果二次感性负荷增加时,由于ψ2的加大,使角误差反而减小。
3)电流互感器的额定容量。电流互感器二次绕组之外所接的全部阻抗为其二次负荷。电流互感器正常工作时,因二次绕组处在近于短路状态,故二次负荷应包括它所连接的全部测量仪表和继电器电流线圈的阻抗、二次电缆的电阻和接头的接触电阻等几部分。 电流互感器的额定容量(SN)是指电流互感器在二次侧电流为额定电流、误差不超过规定值的条件下,二次绕组所允许输出的最大容量。 电流互感器额定容量也可以用阻抗表示,该阻抗称为额定二次负荷,两者关系为: SN=IN2ZN
式中 SN─电流互感器的额定容量,VA; IN2─电流互感器的二次额定电流,A; ZN─电流互感器的二次额定负荷,Ω。
由于电流互感器的误差与二次负荷的大小有关, 因此同一台电流互感器处在不同准确度级下工作时,便有不同的额定容量。例如某电流互感器二次额定电流为5A,工作在0.5级时,其额定容量为30VA(1.2Ω);当工作在1级时,其额定容量为60VA(2.4Ω)。
4)电流互感器的接线。常用电气仪表和继电器,接入电流互感器有三种接线方式,(a)单相式;(b)三相式;(c )两相式
单相式接线,适用于三相对称电路,由于三相对称负荷的三相电流大小相同、相位互差120°,所以只测量一相电流便可以监测三相电流,故仅在C相装设电流互感器。三相式接线,适用于三相四线制系统中。由于三相四线制系统中,三相电流的大小与相位均可能不相同,所以在三相上装设电流互感器,分别测量三相电流。所示接线图为两相式接线,适应用在三相三线制系统中。由于在三相三线制系统中三相电流的关系为IA+IB+IC=0,所以IB=-(IA+IC),即通过公共线上的电流表中的电流为-IB。显然,不完全星形接线可以测量三相三线制系统中的三相电流(即IA、-IB和IC)。
(1)电流互感器的二次额定电流有两种1A和5A,一般强电系统取5A
(2)电流互感器的型式选择,一般35kV及以上的配电装置采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立的电流互感器。
(3)一次电流的选择,当CT用于测量时,应比回路中的正常工作电流大1/3左右,
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保证测量仪表 的最佳工作。
(4)进行动稳定,热稳定校验。
电压互感器的选择
1.电压互感器的工作状态。电压互感器的一次绕组并联接入被测电路之中, 一次绕
组所承受的电压将随被测电路电压变动而变化。它的二次绕组并联接入仪表和继电器的电压线圈(阻抗很大), 又由于二次额定电压通常为100V或100/√3V,所以二次回路电流很小,故电压互感器正常运行时它的二次回路近于开路状态。
运行中的电压互感器二次绕组基本维持在额定电压值上下,如果二次回路中发生短路,必然会造成很大的短路电流。为了及时切断二次侧的短路电流,在电压互感器二次回路内必须安装熔断器或小型空气自动开关。
电压互感器一、二次额定电压之比,称为电压互感器的额定变比KNV,其值为: UN1 KNV=━━━━ UN2
2.电压互感器的误差
(1)变比误差(△U%)。变比误差是用电压互感器测量出的电压KNVU2和实际电压U1之差与实际电压U1之比的百分值表示。
运行中的电压互感器的变比误差与二次负荷等因素有关,二次负荷愈大时,变比误差愈大;一次电压接近额定值时,变比误差减少,当一次电压超过1.1倍额定电压后,由于铁心的饱和而使变比误差增大。
(2)角误差(d)。角误差是指电压互感器一次电压U1与反向二次电压-U2之间的夹角δ值。
(3) 电压互感器的额定容量。电压互感器的额定容量是指在最高准确度级工作时它所容许的二次最大负荷。电压互感器的额定容量一般用伏安表示。同一只电压互感器在不同准确度级工作时,其额定容量不同。 例如某电压互感器在0.5级工作时,额定容量为150VA;在1.0级工作时,额定容量则为500VA。
电压互感器的二次负荷一般仅考虑二次所接电压表和继电器电压线圈所消耗的功率。如果二次电缆较长,需要精确测量时,应考虑电压互感器二次导线上的电压损失。
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(4)电压互感器的接线。电压互感器的接线方式较多,仅介绍发电厂和变电站中应用较广泛的几种典型接线,分析比较接线图之后可以看出:
不同额定电压的互感器接入被测电路方式不同。在低压380V电路中,一次绕组与被测电路之间经熔断器连接,熔断器既是一次绕组的保护元件,又是控制电压互感器是否接入电路的控制元件。3~35kV电压互感器一次绕组需经隔离开关接入被测电路,而且在电压互感器的一次绕组与隔离开关之间安装高压熔断器;隔离开关是控制电压互感器是否接入电路的控制元件,高压熔断器作为一次侧的短路保护元件。额定电压为110kV及其以上时,电压互感器一次绕组经隔离开关接入被测电路;隔离开关是控制电压互感器是否接入电路的控制元件;电压互感器的一次绕组与隔离开关之间不安装高压熔断器,一旦互感器高压侧发生短路故障,则由母线的继电保护装置动作切断高压系统的电源。
3.电压互感器的技术条件
(1)正常工作状态:一次回路电压,电流,二次负荷,准确度等级 (2) 承受过电压能力和环境条件
1)对于35-110kV配电装置一般采用油浸式绝缘结构电磁式PT,而对于220kV以上的配电装置,使用电容式PT。
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结论
这次课程设计将书本上所学到的知识与实际操作相结合,使我们对发电厂电气主系统这门学科有了更深刻的理解,对我们有很大的提高。
本次设计从理论入手,分析、总结以往在学习中的经历,再加上生活实践和参观所得到的信息,让我们对降压变电所的建设有了具体思路。我们最先着手变电所的电气主系统,通过电气主接线的选择、对比,进而确定系统主接线。选择好主接线后经过短路电流的计算我们便能确定系统电气设备。是我们选择出较为合适的电气设备。 .参考文献
西北电力设计院.电力工程设计手册.中国电力出版社 熊信银.发电厂电气部分. 中国电力出版社
黄纯华.发电厂电气部分课程设计参考资料. 中国电力出版社 王荣藩.工厂供电设计与实验[M].天津大学出版社,1998,05 傅知兰.电力系统电气设备选择与计算,中国电力出版社
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