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[其它] 电压、电流互感器问题的讨论与学习!

本主题由 水深火热 于 2008-4-27 16:37 加入精华
常用LMZ—0.5型低压穿芯式电流互感器,但在施工中尚有少数同志就电流互感器的一次线穿绕方法、变比与匝数的换算问题出现错误,在此愿与大家就上述问题进行讨论。 正确穿绕的方法 我们首先应根据负荷的大小确定互感器的倍率,然后将一次线按要求从互感器的中心穿绕,注意不能以绕在外圈的匝数为绕线匝数,应以穿入电流互感器内中的匝数为准。 如最大变流比为150/5的电流互感器,其一次最高额定电流为150A,如需作为50/5的互感器来用,导线应穿绕150/50=3匝,即内圈穿绕3匝,此时外圈为仅有2匝(即不论内圈多少匝,只要你是从内往外穿,那么外圈的匝数总是比内圈少1匝的,当然如果导线是从外往内穿则反之),此时若以外圈匝数计,外圈3匝则内圈实际穿芯匝数为4匝,变换的一次电流为150/4=37.5A变成了37.5/5的电流互感器,倍率为7.5,而在抄表中工作人员是以50/5、倍率为10的电流互感器来计算电度的,其误差为:(10-7.5)/7.5=0.33即多计电度33%。 变比与匝数的换算 有的电流互感器在使用中铭牌丢失了,当用户负荷变更须变换电流互感器变比时,首先应对互感器进行效验,确定互感器的最高一次额定电流,然后根据需要进行变比与匝数的换算。 如一个最高一次额定电流为150A的电流互感器要作50/5的互感器使用,换算公式为 一次穿芯匝数=现有电流互感器的最高一次额定电流/需变换互感器的一次电流=150/5=3匝 即变换为50/5的电流互感器,一次穿芯匝数为3匝。 可以以此推算出最高一次额定电流,如原电流互感器的变比为50/5,穿芯匝数为3匝,要将其变为75/5的互感器使用时,我们先计算出最高一次额定电流:最高一次额定电流=原使用中的一次电流×原穿芯匝数=50×3=150A,变换为75/5后的穿芯匝数为150/75=2匝 即原穿芯匝数为3匝的50/5的电流互感器变换为75/5的电流互感器用时,穿芯匝数应变为2匝。 再如原穿芯匝数4匝的50/5的电流互感器,需变为75/5的电流互感器使用,我们先求出最高一次额定电流为50×4=200A,变换使用后的穿芯匝数应为200/75≈2.66匝,在实际穿芯时绕线匝数只能为整数,要么穿2匝,要么穿3匝。当我们穿2匝时,其一次电流已变为200/2=100A了,形成了100/5的互感器,这就产生了误差,误差为(原变比—现变比)/现变比=(15—20)/20=--0.25即—25%,也就是说我们若还是按75/5的变比来计算电度的话,将少计了25%的电量。而当我们穿3匝时,又必将多计了用户的电量。因为其一次电流变为200/3=66.66A,形成了66.6/5的互感器,误差为(15—13.33)/13.33=0.125即按75/5的变比计算电度时多计了12.5%的电度。所以当我们不知道电流互感器的最高一次额定电流时,是不能随意的进行变比更换的,否则是很有可能造成计量上的误差的。
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⑴在电力系统中,为了保证正常供电及保护贵重设备的安全,都有一套由各种继电器控制设备组成的继电保护线路。当电力系统中发生故障时这些保护装置就会动作,切断故障的线路,如果是偶然的故障,还能够自动合闸,保证正常供电。 ⑵保护用电流互感器,就是将线路上的电流变为一定大小的电流,给继电器等保护装置供电。当线路上发生短路或其它故障,使线路上电流剧增时,通过电流互感器供给继电器等保护装置的电流也随着剧增,使继电保护装置动作,切断故障线路。 保护用电流互感器的准确级用5P和10P表示,也相当于其允许误差为5%或10%。
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电压、电流互感器问题的讨论与学习!为了方便大家的学习,最近整理了一下此内容,为了不能天天上网的朋友学习!

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1 极性的判断及二次线的联接 以双圈变压器差动保护接线为例,简要说明如何判断电流互感器极性以及正确的电流互感器二次接线。 1.1 电流互感器的极性判断 电流互感器一次和二次线圈间的极性,应按减极性标注,L1和K1为同极性端子(L2和K2也为同极性端子)。标注电流互感器极性的方法是在同极性端子上注以“*”号,当一次电流从极性端子L1流入时,在二次绕组中感应出的电流应从极性端子K1流出。 1.2 正确的电流互感器的二次接线方式 (1) 变压器按Y/△-11接线时,两侧电流之间有30。的相位差,即同相的低压侧电流超前高压侧电流30。,为了消除这一不平衡电流,差动保护的电流互感器二次侧应采用△/Y接线(现在的很多微机差动保护不用接成△/Y,因为微机保护装置能改变角差,只有差动保护为继电器时按此方法消除角差)变压器低压侧,即副边一次线圈接成△,则与其对应的低压侧电流互感器二次接线应接成Y型。如电流互感器为减极性,并假定靠母线侧为正,电流互感器的正端子联接在一起,作为中性线。二次引出线分别接在a、b、c各相负端子上。 变压器高压侧即原边一次线圈接成Y,则与其对应的高压侧电流互感器二次接线应接成△型,将A相电流互感器的负端子与B相电流互感器的正端子联接后,引出a 相线电流;B相负端子与C相正端子联接后,引出b相线电流;C相负端子与A相正端子联接后,引出c相线电流。 根据电流相位关系做出向量图,因2组电流互感器的二次线电流同相位,若不考虑其它因素的影响,流入差动继电器的各相电流均应为0。 (2) 一般的过电流保护只靠动作时限获得选择性,但对双侧电源线路和环形网络,不能满足选择性的要求,为实现保护的选择性,在各电流保护上加装一方向元件,便构成方向过流保护。 方向元件能反映功率方向,当功率由母线流向线路时(D1点短路),功率方向为“正”,保护动作;当功率由线路流向母线时(D2点短路),功率方向为“负”,保护不动作。对于110 kV线路选用的零序方向保护及距离保护,电流互感器的极性都与装置运行后能否正确动作息息相关。 新安装设备的实验报告中,往往是各种实验技术数据都很全,所有实验都合格,唯独没有电流互感器极性及接线方面的记录,由于验收工作欠仔细,且电流互感器极性及接线方面出些差错,不容易被发现,结果在设备运行后,在某一特定条件下暴露出问题,造成保护误动或拒动。 2 防范措施 (1) 实验人员应注意理论知识的学习,熟悉各种保护的动作原理,充分认识电流互感器极性及接线的重要性,严格按设计图施工。 (2) 保护整定计算人员,可在定值单上对特殊线路的电流互感器极性作明确要求,如以母线为基准,故障电流由母线流向线路为正,装置应可靠动作;故障电流由线路流向母线为负,装置应不动作。 (3) 在实验报告中也应明确写明电流互感器同名端的测试方法、测试结果、接线方式. (4) 按照质量管理要求,设备验收时使用的设备验收表格中应增加那些通常容易被忽视却很重要的项目,如电流互感器同名端的测试方法、测试结果、接线方式是否正确等。
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大家知道,企业用电设备大多都具有电感特性,需要从电网中吸收大量的无功功率,功率因数cosφ普遍较低。这样,一方面电压质量差,影响企业正常生产;另一方面又增加线路和变压器有功功率损耗和电能损耗。因此,提高乡镇企业的功率因数,对于当前农网整改和降损节能工作具有积极的现实意义。但是农村乡镇企业低压配电屏一般只装设有功电度表,作为电度计量电费结算的依据,而用户无法直接掌握cosφ等参数,难于了解电气设备运行状况的好坏,下面介绍一种测定cosφ的简便方法。 1 利用三相有功电度表测定有功功率 在三相负荷基本平衡和稳定的前提下,实现电度表转过n圈所需的时间t(min),又已知电度表常数(每kW·h盘转数)k,可计算时段t内的负荷平均有功功率P(kW)。 因为:1(kW)×60(min)/K=P(kW)×t(min)/n 所以:P= 对于利用三只单相电度表计量电度的可采用类似的方法先测定每一相负荷,然后三相相加即可求出总负荷的平均有功功率。 2利用钳形电流表和万用表测定负荷电流和电压,然后按下式计算其平均视在功率S S= UI/1000(kVA) 式中 U——电源电压 V I——负荷电流A 3根据有功功率和视在功率,计算负荷的功率因数cosφ cosφ=P/S 上述方法,虽然有一定误差,而且操作也比较繁锁,但在目前广大的小型企业,尤其是电气计量装置不齐全的乡镇企业还是一种行之有效的方法。用户可以在测得cosφ后,采取相应的无功补偿技术措施来提高cosφ,减少线损,提高电压质量。 [ 本帖最后由 电气调试 于 2008-4-15 23:31 编辑 ]
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1铁磁谐振过电压可引起电压互感器一次侧熔丝熔断   1.1 铁磁谐振产生的原理   在中性点不接地系统中,正常运行时,由于三相对称,电压互感器的励磁阻抗很大,大于系统对地电容,即xl>xc,两者并联后为一等值电容,系统网络的对地阻抗呈现容性,电网中性点的位移基本接近于零。但会对系统产生扰动,如:①单相接地,使健全相的电压突然升高,电压升至线电压;②单相弧光接地,由于雷击或其他原因,线路瞬时接地,使健全相电压突然上升,产生很大的涌流;③当电压互感器突然合闸时,其一相或两相绕组内出现巨大的涌流;④电压互感器的高压熔丝不对称故障等。总之,系统的某些干扰都可使电压互感器三相铁心出现不同程度的饱和,系统中性点就有较大的位移,位移电压可以是工频,也可以是谐波频率(分频、高频),饱和后的电压互感器励磁电感变小,系统网络对地阻抗趋于感性,此时若系统网络的对地电感与对地电容相匹配,就形成三相或单相共振回路,可激发各种铁磁谐振过电压。   铁磁谐振过电压分为工频、分频和高频谐振过电压,常见的为工频和分频谐振。当电压互感器的激磁电感很大时,回路的自振频率很低,可能产生分频谐振;当电压互感器的铁心激磁特性容易饱和时或系统中有多台电压互感器、并联电感值较小、回路自振频率较高时,则产生高频谐振。 1.2 铁磁谐振过电压的危害及现象 工频和高频铁磁谐振过电压的幅值一般较高,可达额定值的3倍以上,起始暂态过程中的电压幅值可能更高,危及电气设备的绝缘结构。工频谐振过电压可导致三相对地电压同时升高,或引起"虚幻接地"现象。分频铁磁谐振可导致相电压低频摆动,励磁感抗成倍下降,过电压并不高,一般在2倍额定值以下,但感抗下降会使励磁回路严重饱和,励磁电流急剧加大,电流大大超过额定值,导致铁心剧烈振动,使电压互感器一次侧熔丝过热烧毁。 电网发生铁磁谐振过电压较明显的现象为系统有接地信号,电压表计指针不停地摆动,电气设备有较强烈的电晕声. 1.3防止铁磁谐振的措施 在电力系统中,消除铁磁谐振的措施主要有以下几种方法:①选用励磁特性较好的电压互感器或使用电容式电压互感器;②增大对地电容,破坏谐振条件;③在零序回路加阻尼电阻,即在一次绕组中性点或开口三角绕组处加装消谐器或非线性电阻。 2低频饱和电流可引起电压互感器一次熔丝熔断   在中性点不接地电网中,电磁式电压互感器高压熔丝熔,断,并不一定都是由铁磁谐振过电压引起的。当电网对地电容较大,而电网间歇弧光接地或接地消失时,健全相对地电容中贮存的电荷将重新分配/它将通过中性点接地的电压互感器一次绕组形成电回路,构成低频振荡电压分量,促使电压互感始终饱和,形成低频饱和电流。它在单相接地消失后1/4~1/2工频周期内出现,电流幅值可远大于分频谐振电流(分频谐振电流约为额定励磁电流的百倍以上),频率约2~5 hz。由于具有幅值高、作用时间短的特点,在单相接地消失后的半个周期即可熔断熔丝。 2.1 产生低频饱和电流的原理 当系统发生单相接地时,故障点会流过电容电流,未接地相的电压升高到线电压,其对地电容上充以与线电压相应的电荷。在接地故障期间,此电荷产生的电容电流以接地点为通路,在电源-导线-大地间流通。由于电压互感器的励磁阻抗很大,其中流过的电流很小,一旦接地故障消失,电流通路则被切断,而非接地相必须由线电压瞬间恢复到正常相电压水平。但是,由于接地故障已断开,非接地相在接地期间已经充电至线电压下的电荷,就只有通过高压绕组,经其原来接地的中性点进人大地。在这一瞬变过程中,高压绕组中将会流过一个幅值很高的低频饱和电流,使铁心严重饱和。实际上,由于接地电弧熄灭的时刻不同,即初始相位角不同,故障的切除不一定都在非接地相电压达最大值这一严重情况下发生。因此,不一定每次单相接地故障消失时,都会在高压绕组中产生大的涌流。而且低频饱和电流的大小还与电压互感器伏安特性有很大关系,铁心越容易饱和,该饱和电流就越大,高压熔丝就越易熔断。 2.2 抑制低频饱和电流的方法 采用电压互感器中性点装设非线性电阻或消谐器的方法可抑制低频饱和电流。在上述情况下,若在高压绕组中性点接人一个足够大的地电阻r在单相故障消失时,低频饱和各电流经过该电阻后进人大地,由于大部分压降加在电阻上,从而大大抑制了低频饱和电流,使高压熔丝不易熔断。同时由于在零序电压回路串联的这个电阻只,使电压互感器铁磁谐振过电压的大部分电压降落在电阻只上,从而避免了铁心饱和,限制了铁磁谐振过电压的发生。考虑到在电网正常运行时的中性点零序电流较小和单相接地时满足电压互感器开口三角形电压的灵敏度,中性点电阻及应为满足一定特性要求的非线性电阻或消谐器。 安装在二次侧的电子消谐器不能限制低频饱和电流,当涌流发生时,它会将二次开口三角短路,这反而会增大涌流幅值。 3 电压互感器一、二次绝缘降低或消谐器绝    缘下降可引起熔丝熔断 3.1 电压互感器的辅助绕组开口三角两端的线路中存在两点接地的错误接线易引起一次熔丝熔断若在变电站安装过程中,发生辅助绕组开口三角两端的线路两点接地的错误接线,即对电压互感器开口三角两端ad点及xd点,在电压互感器柜已将xd端接地,开口两端出线引到其他保护柜后,若重复接地只能将xd引线接地,而不能错误地将ad线接地,否则,就将开口三角绕组变成了闭口三角绕组。    据有关资料,装有lxq型消谐器的10 kv电压互感器正常运行时,辅助绕组短路后的高压绕组中最大电流一般不超过10 ma,辅助绕组中最大电流为1 a,电压互感器仍可以长期运行;若电网单相接地的情况下,辅助绕组开口两端短路,则三相高压绕组中电流都增大到170~180 ma(接有消谐电阻)及400~415 ma(未接消谐电阻),辅助绕组中电流增大到30a(接有消谐电阻)及75~80人(未接消谐电阻),通过消谐电阻的电流也高达520 ma,此时电压互感器负载达到每台1 000va及2 400 va,而通常10kv电压互感器最大热极限负荷仅为300~400va。由于电压互感器高压绕组的保护熔丝为0.5a,虽然高压绕组中电流达到0.2~0.4 a,仍低于高压保护熔丝的熔断电流,而辅助绕组回路中又没有熔丝保护。因此高低压绕组只有任其加热,当电网接地持续一段时间后,高、低压绕组的绝缘层逐渐烧损,以至短路,电流增大。有的将主绝缘烧穿,变成相间短路,致使高压熔丝熔断。在电压互感器安装了消谐电阻器后,电网正常运行时,在开口两端一般都会有数伏电压,如果用万用表测量此电压很低(mv级),则要考虑辅助绕组的接线是否被短路。利用此特征,可以尽早发现电压互感器开口三角短路的潜在故障。   现场实测淤溪变电站10kv电压互感器开口三角电压为5.2v,电压互感器未发生烧损,因此可判断熔丝熔断非电压互感器开口三角两点接地引起。 3.2 电压互感器的一、二次和消谐器绝缘下降会引起一次熔丝熔断   不难想象电压互感器的一、二次绕组和消谐器绝缘下降会引起一次熔丝熔断,尤其是电网出现位移过电压、单相接地等情况将可能会加速熔丝熔断。 4 电压互感器x端绝缘水平与消谐器不匹配易导致熔丝熔断10kv电压互感器的x端绝缘通常有全绝缘和弱绝缘两种,全绝缘(jdzj-10)的电压互感器x端耐受电压与首端相同(常称为羊角电压互感器),弱绝缘的电压互感器x端工频耐受电压为3kv。对x端为弱绝缘的中性点消谐器的选择,必须能在电网正常运行和受到大的干扰后,均使x端电压限制在其绝缘允许范围内,否则x端子就有可能对地放电,造成一次绕组电流增大,熔丝熔断。 5 电压互感器入口电容的冲击电流可引起熔丝熔断 安装在电压互感器尾端的消谐电阻不能限制雷击时通过人口电容的冲击电流,因此只能依靠提高熔丝本身的抗冲击电流的通流能力来避免或减少熔丝熔断。 (1)雷击时,变电站10kv中性点不接地系统电压互感器一次侧高压熔丝熔断有多种原因,要根据不同的情况分析处理,在一次绕组的接地端串接性能良好的lxq(d)ⅱ-10型消谐器通常能有效防止这一现象的发生。 (2)当发生雷云闪电时,在空旷的架空线路上,感应雷形成侵入波,当侵入波的波头陡时,通过人口电容的冲击电流幅值高,有可能将电压互感器高压熔丝熔断。 (3)安装在电压互感器尾部的消谐电阻不能限制人口电容的冲击电流,只能依靠熔丝本身的抗冲击电流的通流能力。 [ 本帖最后由 电气调试 于 2008-4-16 22:25 编辑 ]
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1、互感器校验仪:测量标准互感器和被试互感器间的误差,显示工作电流。 2、标准电流互感器:互感器检定中用作标准器,精度一般比被测高两个等级以上,设计有多个变比抽头,适应不同互感器的检定。 3、升流器:与调压器配合,匹配产生各种需要的测试电流。其容量、造价随电流增加而增加。 4、负载箱:模拟被测互感器的实际工作状态。 5、调压器:用于调节测试电流,一般与保护和开关等安装在一个操作台内,分粗调和细调两个调压器,以满足调节细度。在额定电流2500A以下测量时,可以用10KVA通用的调压器组合制作,更大电流须特殊制作,一般需要30~60KVA。 6、大电流连接电缆:连接几百、几千安培电流,电缆价格不能忽视。 检定电压互感器所需基本设备包括: 1、互感器校验仪:测量标准互感器和被试互感器间的误差,显示工作电流。 2、标准电压互感器:互感器检定中用作标准器,精度一般比被测高两个等级以上,设计有多个变比抽头,适应不同互感器的检定。 3、升压器:与调压器配合,匹配产生各种需要的测试电压,其容量、造价随电压增加而增加。 4、负载箱:模拟被测互感器的实际工作状态。 5、调压器:用于调节测试电压,一般与保护和开关等安装在一个操作台内,分粗调和细调两个调压器,以满足调节细度。一般用10KVA通用的调压器组合制作即可
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