第五章 互感器电容器电抗器消弧线圈的运行Word文件下载.docx

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若不计一次电流中的励磁分量，其一、二次电流之比等于匝数比。

电流互感器就是利用这一点来测量一次侧的大电流。

1.性能参数

（1）额定电压

电流互感器一般只标一次绕组所接线路的线电压，与电压互感器的一次电压相同。

因此它不是表示一次绕组的端电压，而是指一次绕组对二次绕组和地的绝缘水平，而与容量无关。

（2）额定电流

额定一次电流是决定电流互感器的误差和温升的一个参数，它一般取决于系统的额定电流。

额定二次电流则是一个标准电流一般为5A或1A，它取决于二次设备的标准化。

（3）变比

变比即额定电流比，即额定一次电流与额定二次电流之比。

（4）额定负荷

额定负荷是指电流互感器二次负荷允许最大总阻抗，二次负荷大于额定负荷时将会影响电流互感器的准确性。

（5）误差和准确等级

1）比值差△I%

比值差是经电流互感器二次表计测出的一次电流与实际一次电流的差值，再与实际一次电流之比的百分数，表示为：

△I%=

100%（1-1）

式中

------一次电流有效值；

------二次电流有效值；

------互感器额定电流比，且

=

／

。

2）相角差

相角差是一次电流相量与转过180°

的二次电流相量之间的夹角，叫角误差。

当二次电流超前一次电流时为正，反之为负。

误差大小主要与二次负荷及功率因素有关。

在额定负荷下，各测量级和保护级的准确级见表1-1。

见表1-1额定负荷下的测量级和保护级的准确级

二次负荷变化范围准确级（VA）

一次电流占额定电流的百分比（%）

误差限值

负荷容量

电流误差（±

%）

相位差（±

）

0.2

10

20

100～120

0.5

0.35

15

（0.25～1）SN

1

0.75

60

45

30

1.0

2

1.5

120

90

3.0

50～120

不规定

100

B

100n

3

SN

-10

注：

n为额定10%倍数。

3）复合误差

复合误差是指二次电流瞬时值乘以与一次电流瞬时值的差值，再与额定电流之比的百分数。

保护用准确级次过去用B、D，现在用P表示。

其复合误差、准确限值系数的表示方式举例说明如下：

例如，10P20表示准确级次为10P，准确限值系数20。

这一准确级电流互感器在20倍额定电流下，电流互感器复合误差不大于±

10%。

保护用电流互感器准确级次除P之外，还有TPS、TPX、TPY、TPZ、TB等等。

4）电流互感器准确级

电流互感器准确级是指在规定二次负荷内，一次电流为额定值时的最大误差限值，电流互感器按照测量时的大小可分为0.2、0.5、1、3和10五个等级。

（6）10%倍数

10%倍数是用来说明电流互感器饱和特性的一个数值。

在额定负荷且功率因数在0.8时，电流互感器的电流误差为-10%时，一次电流对额定一次电流的倍数称为10%倍数，一般要求为15倍。

（7）短时热稳定电流与动稳定电流

电流互感器是串接在回路上的，当系统发生短路故障时，产生大的短路电流，并随之产生热效应和由电动力产生的机械效应，电流互感器必须具备承受这些效应的能力，其能力大小就以短时热稳定和动稳定电流表示。

在1s内电流互感器能承受的无损伤一次电流有效值称为额定短时热稳定电流；

能承受电动力的作用而无损伤的一次电流峰值称为动稳定电流。

2.结构特点

电流互感器为全密封结构，有油箱、瓷套、器身、储油柜和膨胀器等部分组成。

一次线圈呈“U”型，有两个半圆铝管构成，采用油纸电容式结构。

二次线圈的导线绕在环行的铁芯上，整个固定后套装在一次线圈的下部而置于油箱中，一次电流的改变是通过改变瓷套上部连接板的接线方式而实现的。

电流互感器的一次绕组串联于一次电路中，且匝数很少；

故一次绕组中的电流完全取决于一次电流，而与二次电流无关。

电流互感器的二次绕组匝数较多，运行时二次阻抗很小，接近于短路状态。

电流互感器根据其绕组的匝数和被测电流的大小，可以分为单匝式（如芯柱式和母线式）电流互感器和多匝式（如线圈式、串级式）电流互感器，如图1-1所示。

图1-1电流互感器结构示意图

（a）单匝式（b）多匝式（c）具有两个铁芯的多匝式

1－一次绕组2－绝缘套管3－铁芯4－二次绕组

按照其不同的安装方式，可以分为支柱式和穿墙式，穿墙式电流互感器装于墙壁或金属框架结构的孔洞中，它同时起到穿墙套管的作用，支持式则安装在其它场所；

按照绝缘方式不同可分为干式、浇注式、油浸式等。

浇注式电流互感器是采用环氧树脂浇注成形的，具有体积小、重量轻、绝缘性能稳定的优点，广泛地应用10kV及以下的配电装置中，35kV及以上电压等级支柱式电流互感器多为油浸式，35kV多采用金属外壳，110kV及以上多采用瓷质外壳，近几年，气体绝缘（SF6）电流互感器在110kV及以上电压等级的电路中应用较为广泛，即在电磁元件的外壳为金属，内部充以SF6气体作为绝缘介质。

图1-2LQJ－10型电流互感器外形图

图1-3LCB－110型支柱绝缘电流互感器

1－一次绕组换接器2－绝缘套管3－扩张器4－绝缘油5－瓷外壳

6－一次绕组7－铁芯和二次绕组8－二次绕组引出端9－小车10－放电间隙

图1-4LVQB-xxxW2SF6电流互感器

l一躯壳2一瓷套3一底座

气体绝缘（SF6）电流互感器产品采用倒置式结构，由壳体、防爆片、盆式支持绝缘子、套管、底座、屏蔽罩、气体密度计等部件组成。

产品内部带有改善电场的屏蔽件，外带均压环改善产品电场。

二次线通过接线端子接在密闭的接线盒内。

底座内装设了SF6气体密度控制器，产品额定压力为0.4MPa,当产品内部压力为0.35MPa时，密度控制器发出报警信号；

在0.30MPa时，密度控制器再发出报警信号。

六氟化硫（SF6）压力（密度）仪表具有自动温度补偿功能，在-30℃——+60℃范围内任何温度下指示的压力值是室温下的压力值（密度）。

压力表配有专用单向自封连接阀，压力表拆除后，阀门自动关闭。

其绝缘结构特点为：

（1）主绝缘采用同轴圆柱形均匀电场结构。

一次导杆、二次屏蔽、壳体相互构成同轴圆柱形均匀电场。

（2）绝缘间隙裕度较大。

如500kV产品绝缘间隙至少保证150mm。

（3）分压结构采用中间分压屏，中间分压屏与高压和低压之间均为纯SF6气体绝缘。

（4）500kV产品采用高温硫化硅橡胶复合空心绝缘套管；

110、220kV产品采用SF6专用高强度瓷套或高温硫化硅橡胶复合空心绝缘套管。

可承受近1.6MPa的额定压力（破坏压力＞4.0MPa）。

随着目前电压等级的提高，常采用电容型绝缘和更新型的光电耦合式电流互感器，无线电电磁耦合式和电容耦合式电流互感器应用也越来越多。

三、电压互感器

电压互感器一次设备的高电压，不容易直接测量，将高电压按比例转换成较低的电压后，再连接到仪表或继电器中去，这种转换的设备，称电压互感器，用TV表示。

电压互感器是供供保护、测量、计量及自动装置用。

基本二次绕组的额定电压采用100V。

为了和一相电压设计的一次绕组配合，也有采用100／

v的。

如电压互感器用在中性点直接接地系统，辅助二次绕组的额定电压为100V；

如用在中性点不接地系统中，则为100／

V，因此选择绕组匝数的目的就是在系统发生单相接地时，开口三角端出现1OOV电压。

额定一次电压指所接一次电网电压。

35kV及以下三相式电压互感器，额定一次电压一般为所接电网的线电压，而110kV及以上单相电压互感器额定一次电压为电网相电压。

110kV及以上系统主变压器中性点直接接地的大电流电网中，基本绕组额定电压为100/

V，辅助绕组的额定电压为100V。

中性点不接地或小电流接地电网中，基本绕组二次电压为100/

V，辅助绕组为100/3V。

（2）变比

电压互感器变比指其一次额定电压与二次基本绕组额定二次电压的比值，即

（1-2）

------电压互感器变比；

------一、二次额定电压，

接近与空载电压

（3）误差

电压互感器误差由变比误差和角误差组成。

变比误差△U为测得的二次侧电压

经归算至一次侧的电压

与一次侧实际电压值

之差，对一次电压实际值的百分比，即

△U=

%（1-3）

角误差为二次电压相量反时针旋转180°

后与一次电压相量间的相角差值，规定超前一次电压时为正值，反之为负值，误差的大小主要与二次负载及功率因数有关。

（4）等级与容量

根据规定电压互感器的等级由其误差数额来表示，等级限定了电压互感器的容量，如0.2级、150VA的电压互感器，可保证误差不大于0.2%。

（5）组别和极性

电压互感器与变压器一样可分为12组别连接，按减极性标出U—u、X—x、逐一对应，用相量图表示时箭头指向“U”和“u”。

其它还有V，v连接；

Y，yn，d开口连接，其连接组别的二次基本绕组供测量及保护用，辅助绕组（开口三角形）继电保护和接消谐装置用。

图1-5电压互感器外型图图1-6电压互感器内部接线

l.均压环;

2.高压电容C13.中压电容C24.中压套管5.出线端子盒6.接地螺检

7.放油阀8.注油孔9.电磁装置10.低压套管ll.一次接线端子

电压互感器的型式有：

电磁式电压互感器、电容式电压互感器。

电压互感器的绝缘型式分内绝缘型式和外绝缘型式。

内绝缘型式：

通常为油浸式电压互感器。

外绝缘型式：

通常为瓷质套管电压互感器,瓷质表面稳定性能较好，硅橡胶外套的抗污闪和抗震性能较好。

330kV及以上电压等级宜选用电容式电压互感器。

电容式电压互感器适用于超高电压，在电网中不会发生谐振。

但是在污秽条件下，测量不稳定，附加误差大。

耦合电容器（电容式电压互感器）的作用：

在高压输电线路上输送工频电能的同时，也能传输载波通信、继电保护及遥控遥测等高频信号，耦合电容器使强电和弱电两个系统通过电容耦合，给高频信号构成通道，并且阻止高压工频电流进入弱电系统，使强电系统和弱电系统隔离，保证人身安全。

耦合电容器与中间变压器（即中间互感器式电磁单元）组合后可构成电容式电压互感器。

以若干个这样的电容器串联可以组成电容式分压器，用以实现测量高电压及从高压线路上抽取电能。

组成部分：

耦合电容器由壳体和芯体两大部分组成，壳体常以瓷套及钢板（或铸铁）制成的盖和底构成；

芯体由元件全部串联组成。

元件引线片之间及元件与元件之间有绝缘衬垫，整体串联元件组是以上、下连接片及绝缘拉杆紧固。

芯体上部装有用薄钢板制成的扩张器，用以满足介质体积随周围空气热胀冷缩的要求。

3.运行要求

（1）一般要求

1）互感器应有标明基本技术参数的铭牌标志，互感器技术参数必须满足装设地点运行工况的要求。

2）电压互感器的各个二次绕组（包括备用）均必须有可靠的护接地，且只允许有一个接地点。

电流互感器备有的二次绕组应短路接地。

接地点的布置应满足有关二次回路设计的规定。

3）互感器应有明显的接地符号标志，接地端子应与设备底座可靠连接，并从底座接地螺栓用两根接地引下线与地网不同点可靠连接。

接地螺栓直径应不小于12mm，引下线截面应满足安装地点短路电流的要求。

4）互感器二次绕组所接负荷应在准确等级所规定的负荷范围内。

5）互感器的引线安装，应保证运行中一次端子承受的机械负载不超过制造厂规定的允许值。

6）互感器安装位置应在变电站（所）直击雷保护范围之内。

7）停运半年及以上的互感器应按有关规定试验检查合格后方可投运。

8）电压互感器二次侧严禁短路。

9）电压互感器允许在1.2倍额定电压下连续运行,中性点有效接地系统中的互感器,允许在1.5倍额定电压下运行30s,中性点非有效接地系统中的电压互感器,在系统无自动切除对地故障保护时,允许在1.9倍额定电压下运行8h。

10）电磁式电压互感器一次绕组N（X）端必须可靠接地,电容式电压互感器的电容分压器低压端子（N、J）必须通过载波回路线圈接地或直接接地。

11）中性点非有效接地系统中,作单相接地监视用的电压互感器,一次中性点应接地,为防止谐振过电压,应在一次中性点或二次回路装设消谐装置。

12）电压互感器二次回路,除剩余电压绕组和另有专门规定者外,应装设快速开关或熔断器；

主回路熔断电流一般为最大负荷电流的1.5倍，各级熔断器熔断电流应逐级配合，自动开关应经整定试验合格方可投入运行。

13）电容式电压互感器的电容分压器单元、电磁装置、阻尼器等在出厂时,均经过调整误差后配套使用,安装时不得互换,运行中如发生电容分压器单元损坏,更换时应注意重新调整互感器误差;

互感器的外接阻尼器必须接入,否则不得投入运行。

14）电流互感器二次侧严禁开路，备用的二次绕组也应短接接地。

15）电流互感器允许在设备最高电流下和额定连续热电流下长期运行。

16）电容型电流互感器一次绕组的末（地）屏必须可靠接地。

17）倒立式电流互感器二次绕组屏蔽罩的接地端子必须可靠接地。

18）三相电流互感器一相在运行中损坏，更换时要选用电流等级、电流比、二次绕组、二次额定输出、准确级、准确限值系数等技术参数相同，保护绕组伏安特性无明显差别的互感器，并进行试验合格，以满足运行要求。

19）66kV及以上电磁式油浸互感器应装设膨胀器或隔膜密封，应有便于观察的油位或油温压力指示器，并有最低和最高限值标志。

运行中全密封互感器应保持微正压，充氮密封互感器的压力应正常。

互感器应标明绝缘油牌号。

（2）SF6互感器要求：

1）运行中应巡视检查气体密度表工况，产品年漏气率应小于1%。

2）若压力表偏出绿色正常压力区（表压小于0.35MPa）时，应引起注意，并及时按制造厂要求停电补充合格的SF6新气，控制补气速度约为0.1MPa/h。

一般应停电补气，个别特殊情况需带电补气时，应在厂家指导下进行。

3）要特别注意充气管路的除潮干燥，以防充气24h后检测到的气体含水量超标。

4）如气体压力接近闭锁压力，则应停止运行，着重检查防爆片有否微裂泄漏，并通知制造厂及时处理。

5）补气较多时（表压力小于0.2MPa），应进行工频耐压试验（试验电压为出厂试验值的80-90%）。

6）运行中应监测SF6气体含水量不超过300μL/L，若超标时应尽快退出，并通知厂家处理。

充分发挥SF6气体质量监督管理中心的作用，应做好新气管理、运行及设备的气体监测和异常情况分析，监测应包括SF6压力表和密度继电器的定期校验。

四、互感器的巡视检查

（1）检查瓷套管或瓷外壳应清洁，无破损、无裂纹、无放电痕迹。

（2）检查油位应正常，油色无变化，无渗漏油现象。

（3）检查外壳无膨胀变形，内部无异常声响和放电声，无焦臭味。

（4）检查引线接头接触良好，无抛股、断股及发热现象，示温蜡片不熔化。

（5）检查室外端子箱内应清洁，无受潮，积灰。

（6）运行中的电压互感器，二次侧不得短路，电容式电压互感器的接地小刀闸的位置正常。

（7）运行中的电流互感器，二次绕组必须与负荷确切连接或短路，并必须有一点接地，二次侧不允许开路。

第二节互感器的运行条件及维护

一、电压互感器的运行条件

（1）电压互感器在额定容量下能长期运行，但在任何情况下都不允许超过最大容量运行。

（2）电压互感器二次绕组的负载是高阻抗仪表，二次电流很小，接近于磁化电流，一、二次绕组中的漏阻抗压降也很小，所以，电压互感器在正常运行时接近于空载。

（3）电压互感器在运行中，二次绕组不能短路。

如果电压互感器的二次绕组在运行中短路，那么二次侧电路的阻抗大大减小，就会出现很大的短路电流，使二次绕组因严重发热而烧毁。

因此，在运行中值班人员必须注意检查二次侧电路是否有短路现象，并及时消除。

电压互感器在运行中，值班人员必须进行检查：

高、低压熔断器应良好，如发现有发热及熔断现象，应及时处理。

二次绕组接地线应无松动及断裂现象，否则会危及仪表和人身安全。

（4）电压互感器接地运行的时间不作规定，电压互感器在制造时做到承受1.9倍额定电压8h而无损伤，即已考虑到电网一相接地时，未接地两相的电压升高对电压互感器的影响。

此外在正常运行时，铁芯磁通密度取7000－8000GS，当电网一相接地，未接地相电压升高达1.9倍的额定电压时，其铁芯磁通密度在14000—16000GS，还未达到铁芯饱和程度。

因此，电压互感器在电网单相接地时不致过载运行，所以，目前6-10kV的电压互感器接地运行时间不作具体的规定。

（5）110kV电压互感器，一次侧一般不装熔断器：

因为这一类互感器采用单相串级式，绝缘强度高，发生事故的可能性比较小；

又因110kV及以上系统，中性点一般采用直接接地，接地故障时，瞬时即跳闸，不会过电压运行；

同时，在这样的电压级电网中，熔断器的断流容量亦很难满足要求。

在电压互感器的二次侧装设熔断器或自动空气开关，当电压互感器的二次侧及回路发生故障时，使之能快速熔断或切断，以保证电压互感器不遭受损坏及不造成保护误动。

熔断器的额定电流应大于负荷电流的1.5倍。

运行中不得造成二次侧短路。

（6）电压互感器运行电压应不超过额定电压的110％（宜不超过105％）。

（7）在运行中若高压侧绝缘击穿，电压互感器二次绕组将出现高电压，为了保证安全，应将二次绕组的一个出线端或互感器的中性点直接接地，防止高压窜至二次侧对人身和设备的危险。

根据安全要求，如在电压互感器的本体上，或者在其底座上进行工作，不仅要把互感器一次侧断开，而且还要在互感器的二次侧有明显的断开点，并在一次和二次侧都装设地线。

避免可能从其他电压互感器向停电的二次回路充电，使一次侧感应产生高电压，造成危险。

（8）油浸式电压互感器应装设油位计和吸湿器，以监视油位在减少油时免受空气中水分和杂质的影响。

凡新装的110kV及以上的油浸式电压互感器都应采用全密封式的；

凡有渗漏油的，应及时处理或更换。

（9）电压互感器的并列运行。

在双母线中，如每组母线有一电压互感器应故需停电检修而需要并列运行时，必须在母线联络回路接通的情况下进行。

（10）启用电压互感器时，应检查绝缘是否良好，定相是否正确，外观、油位是否正常，接头是否清洁。

（11）停用电压互感器时，应先退出相关保护和自动装置，断开二次侧自动空气开关，或取下二次侧熔断器，再拉开一次侧隔离开关，防止反充电。

记录有关回路停止电能计量时间。

二、电压互感器的运行维护

互感器的结构和绝缘方式种类很多，各有特征各有不同的检查标准，但是，检查维护的基本要点是相同的。

1.日常巡视检查

日常检查一般是每天一次至每周一次的巡视检查。

除了肉眼检查外，还可用耳听或手摸等即以人们直感为主的方法来检查有否异常的声音、气味或发热等。

日常检查能防止隐患发展成为重大的事故。

因此日常检查是一项十分重要的工作内容。

（1）外观检查。

用肉眼检查有无污损、龟裂和变形；

油及浸渍剂有无渗漏；

连接处有否松动等。

对于不同结构的设备，其检查部位不同。

（2）声音异常。

互感器中产生的有游离放电、静电放电等原因引起的声音和铁芯磁滞伸缩引起的机械振动等声响。

有一种放电声音是由于瓷套表面附着有异物而产生的，在电极部位被污染的情况下，就会发生可以听得见的“噼啪、噼啪”、“咝、咝、咝”之类声音。

此外，机构性振动的声音有下列几种情况：

设备在额定频率2倍的频率下振动，与机座一起共振发出“嘭嘭”的声音；

因螺栓螺帽等的松动引起共振而能听到大的声音；

安装场所的外部环境发生共鸣而能听到很大的声音等。

在这些情况下，重要的是迅速查明发出异常声音的原因和及时进行处理。

（3）异常气味。

对于气味也应经常留意，这对事先防止电力设备的重大事故是有价值的。

分辨异常气味时应弄清是哪一类设备发出的，如干式互感器在绝缘物老化发出烧焦的气味；

油浸式设备是发出所漏出油的气味。

同时，重要的是立刻查明原因，进行相应处理。

2.定期检查

定期检查应力求每年进行一次，对于无人值班的变电所等无法实行平时检查的设备，定期检查就更为重要。

另外，长期积累的检查资料，是作出判断重要的参考资料。

（1）外观检查。

与平时检查相同。

（2）测量绝缘电阻。

应分别测量设备本身和二次回路的绝缘电阻。

设备本身绝缘电阻的判断标准，会因设备结构和一、二次回路的不同而有所差异，同时受到湿度、灰尘附着情况等外部环境的影响，所以仅根据电阻的标准来判断是不充分的，最好以测量数据为基础作如下判断：

1）把绝缘电阻的标准值作为大致目标；

2）在记录定期测量的电阻值的同时，要记下温度、湿度，要求这两项没有比前次测量值有显著降低；

3）测量值应与在同一场所、同一时间测量的相同型号的其他设备相比较，应肯定没有显著的差异；

4）把