电力系统继电保护 教学课件 作者 刘学军2.1相间短路电流保护2.1.1.1 互感器.ppt

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1、电力系统继电保护刘学军编制2.1.1电流保护用的互感器及变换器2.1.1互感器及变换器1、电流互感器2、电压互感器3、变换器电流互感器电压互感器2.1.1互感器及变换器本小节基本要求1、重点掌握电流互感器和电磁式电压互感器的工作原理、接线方式及使用注意事项。2、掌握变换器的工作原理，重点掌握电抗变换器的工作原理，电抗变换器的转移阻抗KI是一个复数，在铁芯不饱和时，是一个常数；而电压变换器的变比KU是一个实数，当铁芯不饱和时是一个常数。2、重点掌握对称分量滤过器的工作原理、接线。设计滤过器的基本方法是通过移相和相量加减措施实现的。2.1.1互感器及变换器互感器的作用

2、及类型一.互感器的作用二.互感器的类型一.互感器的作用1.将一次回路的高电压和大电流变为二次回路的标准值，使测量仪表和保护装置标准化。2.所有二次设备可用低电压、小电流的电缆连接，二次设备的绝缘水平能按低电压设计，结构轻巧，价格便宜。便于集中管理，可实现远方控制和测量。一.互感器的作用3.二次回路不受一次回路的限制，4.使二次侧的设备与高电压部分隔离，且互感器二次侧要有一点接地，保证二次系统设备和工作人员的安全。二.互感器的类型互感器1、电流互感器（1）电流互感器的误差（2）电流互感器的极性（3）电流互感器的接线方式（4）电流互感器使用注意事项1、电流互感器电磁式电

3、流互感器的工作原理。相当于工作在短路条件下的小容量升压变压器。KTA=I1N/I2N≈W2/W1W1W2图2-1电流互感器结构图运行特点：二次回路不允许开路正常工作时：磁动势WlIl-W2I2=WlIm,，WlIl和W2I2互相抵消一大部分，激磁磁势WlIm，数值不大。1、电流互感器运行特点：二次回路不允许开路二次电路开路时：W2I2等于零，激磁磁势猛增到WlIl，铁心中磁感应强度猛增，造成铁心磁饱和。铁心饱和致使随时间变化的磁通Ф的波形由正弦波变为平顶波，在磁通曲线Ф过零前后磁通Ф在短时间内从+Фm变为-Фm，使dФ/dt值很大。1、电流互感器运行中二次回路开路可

4、能造成的后果e2=-dФ/dt，磁通急剧变化时，二次绕组内将感应很高的尖顶波电势e2,危及工作人员的安全，威胁仪表和继电器以及连接电缆的绝缘。磁路的严重饱和还会使铁心严重发热，若不能及时发现和处理，会使电磁式电流互感器烧毁和电缆着火。在铁心中产生剩磁，影响互感器的特性。1、电流互感器电流互感器二次开路时的变化曲线1、电流互感器（1）电流互感器的误差电流互感器的等效电路及相量图如图2-2所示。图2-2电流互感器的等效电路及相量图（1）电流互感器的误差误差1电流误差2相角误差电流互感器TA的10％误差曲线继电保护规程规定，用于保护的电流互感器，电流误差在最坏工作条件下不

5、超过10%，角度误差不超过7°。为保证电流互感器误差不超过10%，一次电流I1′不能超过规定数值，习惯上用一次电流倍数m10=I1′/I1N表示。不同的负荷阻抗，对应于不同的规定限值，从而形成一条限制曲线，称为10%误差曲线。图2-3电流互感器的10%误差曲线TA的10％误差曲线保证电流误差不超过-10％的条件下，一次电流的倍数m10(m=I1′/I1N)与允许最大二次负荷阻抗Z2的关系曲线。电流互感器的误差与额定负荷阻抗有关额定容量，一般取或1A，则，TA误差与额定负荷阻抗有关如在0.5级，在1.0级，二次负荷阻抗值式中连接导线电阻继电器阻抗（2）电流互感器的极性

6、接线系数：电流互感器的极性图2-4电流互感器的极性及相量图(a)TA的减极性标示方式；（b）TA的相量图由式（2-19）可知和同相位。（2-6）（3）电流互感器的接线方式图2-5电流互感器的接线图(a)两相电流差式接线及电流相量图；（b）三相完全星形接线；（c）两相式不完全星形接线电流互感器的接线方式两相电流差接线。这种接线节省投资，但B相短路不能反映，对不同形式短路，其接线系数和灵敏系数不同。单相式接线。用于测量对称三相负荷的一相电流，可构成过负荷。三相星形接线和两相星形接线都能反应相间短路故障，不同的是三相星形接线还可以反应各种单相接地短路故障，而两相星形接线不

7、能反应B相接地故障。另外，三相星形接线中性线电流。在正常运行和三相对称短路时为零　　　，在单相接地短路时为三相星形接线和二相星形接线。这两种接线的接线系数在各种路情况下均为1。两相电流差接线的接线系数1)正常或三相短路2）两相短路3）、两相短路图2-5(a)两相电流差式接线2.电流互感器的接线对三相星形接线及两相星形接线在各种相间短路故障时性能分析①对中性点接地和非直接接地电网中各种相间短路故障都能正确反应，接线系数为1。②中性点不接地或非直接接地电网（小接地电流电网）中的两点接地短路分析：两相星形接线的优点：在小接地电流电网中，允许单相接地时继续短时运行，希望