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第四讲 互感器和成套配电装置 四、互感器（第四章第四节） 互感器有电流互感器和电压互感器两大类，电流互感器也称为仪用变流器，它将大电流变成标准的小电流（5A或1A）；电压互感器也称为仪用变压器，它将高电压变成标准的低电压（100V）。互感器的主要作用是： ⑴ 隔离高低压电路。由于互感器原、副边之间没有电的联系，因而使二次电路与高压电路可靠隔离，保证了二次设备与工作人员的安全。 ⑵ 扩大二次设备的使用范围。如一只5A的电流表，通过不同变比的电流互感器可测量任意大的电流。 ⑶ 有利于二次设备的小型化、标准化，有利于大规模生产。 1.电压互感器 1）电压互感器的结构与原理 图4-18为单相三绕组环氧树脂浇注绝缘的户内JDZJ-10型电压互感器外形图。三个单相的JDZJ-10型电压互感器接成file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image002.giffile:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image004.gif形接线，可供小电流接地的电力系统作电压、电能测量及单相接地的绝缘监视用。 图4-18 电压互感器 下图是电压互感器的工作原理示意图，根据变压器的原理，有下列关系存在： file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image007.gif file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image009.gif 式中：kV—变压比，在互感器的铭牌上用原、副边额定电压之比来表示变压比，即： file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image011.gif 例如一个电压互感器的变压比是6/0.1，即是说该互感器原边额定电压为6000V，副边额定电压为100V，变压比为60。 2）电压互感器的接线方式 在三相电路中，电压互感器的接线方式如图4-19所示。其中图4-19a为一台单相电压互感器的接线，用于三相对称电路的线电压测量和向电压继电器提供信号。图4-19b为两台电压互感器的V／V形接线，也称为不完全三角形接线，用于三相电路的线电压测量和继电保护。图4-19c为三个单相电压互感器的Y0／Y0形接线，用于三相电路的线电压和对地电压的测量和继电保护。 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image013.gif
图4-19 电压互感器的接线方式 a-一台单相电压互感器接线；b-V／V接线；c-Y0/Y0接线 3）使用注意事项 （1）电压互感器二次侧不能短路。其一、二次侧均应加熔断器保护，以防止发生短路时烧毁互感器或影响一次电路正常运行。 （2）电压互感器二次绕组及外壳均应接地，以防止其一、二次绕组击穿时，高压窜入二次侧，危及设备和人身安全。 （3）接线时，电压互感器的极性一定要连接正确，否则将影响正确测量，甚至引起事故。 （4）准确度等级。电压互感器的准确度为：在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，负荷功率等于额定值时的最大误差。电压互感器的准确等级分为0.2、0.5、1.0、3.0级和保护级3P、5P几个等级。 一般0.2级用于精密测量，0.5～1.0级用于电度表，3.0级用于指示性测量，3P、5P级用于继电保护。 （5）电流互感器二次绕组及外壳均应一点接地，以防止其一、二次绕组击穿时，高压窜入二次侧，危及设备和人身安全。 2.电流互感器 1）电流互感器的结构与原理 图4-16为户内高压10kV的LQJ-10型线圈式电流互感器外形图。它的一次绕组绕在两个铁心上，每个铁心都绕有一个二次绕组，该互感器采用环氧树脂浇注绝缘，比老式的油浸式和干式互感器的尺寸小，性能好，因此在高压成套配电装置中广泛应用。 图4-16 电流互感器 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image016.gif file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image018.gif 变流比 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image020.gif 1000/5 2）电流互感器的接线方式 在三相电路中，电流互感器接线方式如图4-17所示。其中图4-17a为一相式接线，用于三相对称电路的电流测量或过负荷保护。图4-17b为星形接线，用于中性点接地的三相三线和三相四线制电路的电流测量和继电保护。图4-17c为不完全星形接线，用于三相电路的电流测量和继电保护，其中公共线上的电流为其它两相电流的相量和，即未接互感器那一相的电流。 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image022.gif 图4-17 电流互感器的接线方式 a-一相式接线；b-星形接线；c-不完全星形接线 3）使用注意事项 （1）电流互感器二次侧不得开路，如果闲置不用，要把副边短路。否则铁心将会过热，且二次绕组也将产生危险的过电压。 （2）电流互感器二次绕组及外壳均应接地，以防止其一、二次绕组击穿时，高压窜入二次侧，危及设备和人身安全。 （3）接线时，电流互感器的极性一定要连接正确，否则将影响正确测量，甚至引起事故。电流互感器一次侧的端子的标志为L1、L2（或P1、P2），一次侧电流由L1流入，由L2流出。而二次侧的端子为K1、K2（或S1、S2）即二次侧的端子由K1流出，由K2流入。L1与K1，L2与K2为同极性（同名端）。 （4）按使用要求选择准确度等级，特别注意仪表和保护不能混用和错用。 （5）电流互感器的准确度指二次负荷在规定范围内，对一次电流测量所产生的最大误差。根据测量时误差的大小，电流互感器的准确度等级分为，0.2、0.5、1.0、3.0、10级和保护级5P、10P。 一般0.2级用于精密测量，0.5～1级用于计量电度表，3级、10级用于监视性测量或继电保护，5P、10P级用于继电保护。 3.零序电流互感器的原理及应用 file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image031.gif 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，即ΣI=0，它是用零序CT作为取样元件。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（对零序电流保护假定不考虑不平衡电流），因此，零序CT的二次侧绕组无信号输出（零序电流保护时躲过不平衡电流），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C.T的环形铁芯中产生磁通，零序C.T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。 零序电流和剩余电流是不一样的.零序电流测的是file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image033.gif,在对称负荷的时候,它等于0;但是现实情况中,不可能等于0,总会有一个不平衡电流。而剩余电流测量的是file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image035.gif，这个时候，不管负荷的情况，正常情况是等于0的。所以剩余电流会比零序电流更加灵敏。 低压漏电零序电流互感器的工作原理：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：file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image033.gif，这样互感器二次线圈中就有一个感应电流，此电流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。 五、成套配电装置（第四章第五节） 成套配电装置是将各种有关的开关电器、测量仪表、保护装置和其他辅助设备，按照一定的方式组装在统一规格的箱体中，组成一套完整的配电设备。例如，高压开关柜和低压配电屏。使用成套配电装置，可使变电所布置紧凑、整齐美观、操作和维护安全方便，并可加快变电所的安装速度、保证安装质量。 成套配电装置按电压及用途，可分为高压开关柜、低压配电屏及动力、照明配电箱等。 金属封闭铠装高压开关柜是指所有电器元件包括母线都安装在一个具有封闭金属外壳的箱体中；开关柜具有“五防闭锁”功能，五防闭锁是指开关柜有五个方面的安全防护功能，即： ⑴ 防止误合、误分断路器； ⑵ 防止带负荷分、合隔离开关； ⑶ 防止带电挂接地线； ⑷ 防止带地线合闸； ⑸ 防止误入带电间隔。 具有五防闭锁功能的开关柜，从电气和机械上采取了具体措施，实现了高压安全操作程序化，提高了开关柜的可靠、安全性能。 图4-20 开关柜外形结构图 移开式高压开关柜也称为手车式高压开关柜，它是把断路器、电压互感器、避雷器等需要经常检修的电器元件，都安装在一个小车上，小车可以从箱体中拉出柜外进行检修或将小车整体更换。移开式开关柜也具有“五防闭锁”功能。其操作机构也有弹簧操动机构和电磁操作机构两种。 开关柜内的五防闭锁装置有： ⑴ 手车面板上装有位置指示旋钮的机械闭锁，只有断路器处于分闸位置时，手车才能抽出或推入，防止了带负荷接通和断开隔离触头。 ⑵ 断路器与接地开关装有机械联锁，只有断路器分闸，手车抽出后，接地开关才能合闸；手车在工作位置时，接地开关不能合闸，防止了带电挂接地线。接地开关接地后，手车只能推进到试验位置，防止了带地线合闸。 ⑶柜后上、下门装有联锁，只有在停电后手车抽出、接地开关接地后，才能打开后下门，再打开后上门。通电前，只有先关上后上门，再关后下门，接地开关才能分闸，使手车推入到工作位置，防止了误入带电间隔。 ⑷ 仪表板上装有带钥匙的断路器控制开关（防误型插座）防止误分、误合断路器。 3．PGL系列低压配电屏 PGL系列交流低压配电屏适用于发电厂，变电站，厂矿企业、民用建筑中作为交流50Hz，额定工作电压不超过380V的低压配电系统中作为动力、配电、照明之用。这种固定式配电屏，技术较先进，结构合理和安全可靠。 图4-22为file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtml1/01/clip_image037.gif型低压配电屏的外形结构图。该配电屏为开启式双面维护的低压配电装置，采用薄钢板及角钢焊接组合而成，屏前有门，屏面上方仪表板，为可开启的小门，可装仪表。屏后骨架上方有主母线装于绝缘框上，并设有母线防护罩，中性母线装在屏下方的绝缘子上，有良好的保护接地系统，提高了防触电的安全性。屏面下部有两扇向外开的门，门内有继电器和二次端子等。屏面中部装有开关操作手柄、控制按钮、指示灯等。闸刀开关、熔断器、自动开关、电流、电压互感器等都安装在屏内。根据屏内安装的电器元件的类型和组合形式不同，分为多种一次线路方案，供用户根据需要选用。 图4-22 低压配电屏的外形结构图 4.用成套配电装置组成变电所 图6-5和图6-6分别为JYN1-35型与KGN-10型一次电路方案的组合使用情况，供大家选择一次电路方案时参考。 图6-5 JYN1-35型高压开关柜组成全桥结线 图6-6 KGN-10型高压开关柜组成单母线分段结线
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