技能培訓(xùn)專題 發(fā)電廠變電站的主設(shè)備（二）

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1、 1．電流互感器的接線應(yīng)保證正確性。一次繞組和被測電路串聯(lián)，而二次繞組和連接的所有測量儀表、繼電保護(hù)裝置或自動(dòng)裝置的電流線圈串聯(lián)，同時(shí)要注意極性的正確性，一次繞組與二次繞組之間應(yīng)為減極性關(guān)系，一次電流若從同名端流入，則二次電流應(yīng)從同名端流出。 2．電流互感器二次側(cè)所接負(fù)載是測量儀表、繼電器的電流線圈等，它們匝數(shù)少、阻抗小，通過的電流非常大，因此電流互感器在正常運(yùn)行狀態(tài)下近似于短路狀態(tài)。 3．電流互感器的二次繞組絕對不允許開路。這是因?yàn)殡娏骰ジ衅髡９ぷ鲿r(shí)，二次電流有去磁作用，使合成磁勢很小。當(dāng)二次繞組開路時(shí)，二次電流的去磁作用消失，一次電流將全部用來激磁，這時(shí)，將在二次側(cè)產(chǎn)生超過

2、正常值幾十倍的磁通，結(jié)果會(huì)使鐵芯過熱而損壞互感器。同時(shí)，由于鐵芯中磁通的急劇增加，在二次繞組上產(chǎn)生過電壓，可能達(dá)到數(shù)百甚至數(shù)千伏，將危及人身和設(shè)備安全。因此，為了防止二次繞組開路，規(guī)定在二次回路中不準(zhǔn)裝熔斷器等開關(guān)電器。如果在運(yùn)行中必須拆除測量儀表或繼電器及其他工作時(shí)，應(yīng)首先將二次繞組短路。 4．電流互感器的二次側(cè)必須可靠接地，但接地點(diǎn)只允許有一個(gè)。這是為了防止一、二次繞組之間絕緣損壞或擊穿時(shí)，一次高電壓竄入二次回路，危及人身和設(shè)備安全 44.2.5 電流互感器的接線 （a）兩相星形接線 （b）兩相電流差接線 （c）三相星形接 1．兩相星形接線： 如圖（a）所示。兩相星形接線

3、又稱不完全星形接線，這種接線只用兩組電流互感器，一般測量兩相的電流，但通過公共導(dǎo)線，也可測第三相的電流。主要適用于小接地電流的三相三線制系統(tǒng)，在發(fā)電廠、變電所6～10kv饋線回路中，也常用來測量和監(jiān)視三相系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。 2．兩相電流差接線 如圖（b）所示。兩相電流差接線也稱為兩相交叉接線。這種接線很少用于測量回路，主要應(yīng)用于中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)的保護(hù)回路。 3．三相星形接線 如圖（c）所示。三相星形接線又稱完全星形接線，它是由三只完全相同的電流互感器構(gòu)成。由于每相都有電流流過，當(dāng)三相負(fù)載不平衡時(shí)，公共線中就有電流流過，此時(shí),公共線是不能斷開的，否則就會(huì)產(chǎn)生計(jì)量誤差。這種接線方

4、式適用于高壓大接地電流系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)二次回路、低壓三相四線制電路。 44.2.6 電流互感器在主接線中的配置 (1）每條支路的電源側(cè)均裝設(shè)足夠數(shù)量的電流互感器，供該支路測量、保護(hù)使用。此原則同于開關(guān)電器的配置原則，因此有斷路器與電流互感器緊鄰布置。配置的電流互感器應(yīng)滿足下列要求： 1）一般應(yīng)將保護(hù)與測量用的電流互感器分開； 2）盡可能將電能計(jì)量儀表互感器與一般測量用互感器分開，前者必須使用0.5級(jí)互感器，并應(yīng)使正常工作電流在電流互感器額定電流的2/3 左右； 3）保護(hù)用互感器的安裝位置應(yīng)盡量擴(kuò)大保護(hù)范圍，盡量消除主保護(hù)的不保護(hù)區(qū)； 4）大接地電流系統(tǒng)一般三相配置以反應(yīng)單相接地故障；

5、小電流接地系統(tǒng)發(fā)電機(jī)、變壓器支路也應(yīng)三相配置以便監(jiān)視不對稱程度，其余支路一般配置于A、C相。 （2）為了減輕內(nèi)部故障時(shí)發(fā)電機(jī)的損傷，用于自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置的電流互感器應(yīng)布置在發(fā)電機(jī)定子繞組的出線側(cè)。為了便于分析和在發(fā)電機(jī)并入系統(tǒng)前發(fā)現(xiàn)內(nèi)部故障，用于測量儀表的宜裝在發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)側(cè)。 （3）配備差動(dòng)保護(hù)的元件，應(yīng)在元件各端口配置電流互感器，當(dāng)各端口屬于同一電壓級(jí)時(shí)，互感器變比應(yīng)相同，接線方式相同。Y，d11接線組別變壓器的差動(dòng)保護(hù)互感器接線應(yīng)分別為三角形與星形。 （4）為了防止支持式電流互感器套管閃絡(luò)造成母線故障，電流互感器通常布置在斷路器的出線或變壓器側(cè)。 44.3. 電壓互感器 44.

6、3.1 電壓互感器的誤差與準(zhǔn)確級(jí) 由于電壓互感器存在勵(lì)磁電流和內(nèi)阻抗 ，因此電壓互感器測量結(jié)果呈現(xiàn)誤差，通常用電壓誤差（又稱比值差）和角誤差（又稱相角差）表示。 （1）電壓誤差： 電壓誤差為二次電壓的測量值乘額定互感比所得一次電壓的近似值（U2kn）與實(shí)際一次電壓U1之差，而以后者的百分?jǐn)?shù)表示 ，即 （2）角誤差 角誤差為旋轉(zhuǎn)180度的二次電壓相量與一次電壓相量之間的夾角，并規(guī)定二次電壓超前于一次電壓時(shí)，角誤差為正值，反之，為負(fù)值 44.3.2 電磁式電壓互感器的結(jié)構(gòu) 其工作原理與變壓器相同，基本結(jié)構(gòu)也是鐵心和原、副繞組。特點(diǎn)是容量很小且比較恒定，正常運(yùn)行時(shí)接近于空載

7、狀態(tài)。電壓互感器本身的阻抗很小，一旦副邊發(fā)生短路，電流將急劇增長而燒毀線圈。為此，電壓互感器的原邊接有熔斷器，副邊可靠接地，以免原、副邊絕緣損毀時(shí)，副邊出現(xiàn)對地高電位而造成人身和設(shè)備事故。測量用電壓互感器一般都做成單相雙線圈結(jié)構(gòu)，其原邊電壓為被測電壓（如電力系統(tǒng)的線電壓），可以單相使用,也可以用兩臺(tái)接成V-V形作三相使用。實(shí)驗(yàn)室用的電壓互感器往往是原邊多抽頭的，以適應(yīng)測量不同電壓的需要。供保護(hù)接地用電壓互感器還帶有一個(gè)第三線圈，稱三線圈電壓互感器。三相的第三線圈接成開口三角形（圖1） 　　開口三角形的兩引出端與接地保護(hù)繼電器的電壓線圈聯(lián)接。正常運(yùn)行時(shí)，電力系統(tǒng)的三相電壓對稱，第三線圈上的

8、三相感應(yīng)電動(dòng)勢之和為零。一旦發(fā)生單相接地時(shí),中性點(diǎn)出現(xiàn)位移,開口三角的端子間就會(huì)出現(xiàn)零序電壓使繼電器動(dòng)作，從而對電力系統(tǒng)起保護(hù)作用。線圈出現(xiàn)零序電壓則相應(yīng)的鐵心中就會(huì)出現(xiàn)零序磁通。為此，這種三相電壓互感器采用旁軛式鐵心（10kV及以下時(shí)）或采用三臺(tái)單相電壓互感器。對于這種互感器，第三線圈的準(zhǔn)確度要求不高，但要求有一定的過勵(lì)磁特性（即當(dāng)原邊電壓增加時(shí)，鐵心中的磁通密度也增加相應(yīng)倍數(shù)而不會(huì)損壞）。 電磁感應(yīng)式電壓互感器的等值電路與變壓器的等值電路相同。 44.3.3 電容式電壓互感器 電容分壓式電壓互感器 　在電容分壓器的基礎(chǔ)上制成。其原理接線見圖2。 　　電容C1和C2串聯(lián)，U1

9、為原邊電壓,Uc2為C2上的電壓?？蛰d時(shí),電容C2上的電壓Uc2為 　　由于C1和C2均為常數(shù)，因此Uc2正比于原邊電壓。但實(shí)際上，當(dāng)負(fù)載并聯(lián)于電容C2兩端時(shí),Uc2將大大減小,以致誤差增大而無法作電壓互感器使用。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，在電容C2兩端并聯(lián)一帶電抗的電磁式電壓互感器YH，組成電容分壓式電壓互感器(圖3)。 　　電抗可補(bǔ)償電容器的內(nèi)阻抗。YH有兩個(gè)副繞組，第一副繞組可接補(bǔ)償電容Ck供測量儀表使用；第二副繞組可接阻尼電阻Rd，用以防止諧振引起的過電壓。 　　電容式電壓互感器多與電力系統(tǒng)載波通信的耦合電容器合用，以簡化系統(tǒng)，降低造價(jià)。此時(shí)，它還需滿足通信運(yùn)行上的要求。

10、 注意：電壓互感器二次回路不能短路，否則會(huì)引起燒壞線圈，為了防止二次端的短路引起主電路干擾，加空氣開關(guān)K1。K1是常閉，K1跳閘時(shí)，保護(hù)裝置將顯示PT斷線報(bào)警。 44.3.4 電壓互感器的接線 電壓互感器在電力系統(tǒng)中要測量的電壓有線電壓、相電壓、相對地電壓和單相接地時(shí)出現(xiàn)的零序電壓。為了測取這些電壓，電壓互感器就有了不同的接線方式，最常見的有以下幾種，如圖所示： 1．單相電壓互感器接線 如圖（a）所示 為一只單相電壓互感器接線，可用于測量35kv及以下中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)的線電壓或110kv以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的相對地電壓。 2．電壓互感器的V，v接法 如圖（b）所示

11、，V，v接法就是將兩臺(tái)全絕緣單相電壓互感器的高低壓繞組分別接于相與相間構(gòu)成不完全三角形。這種接法廣泛用于中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的35kV及以下的高壓三相系統(tǒng)中，特別是10kV的三相系統(tǒng)中。V，v接法不僅能節(jié)省一臺(tái)電壓互感器，還能滿足三相表計(jì)所需要的線電壓。這種接線方法的缺點(diǎn)是不能測量相電壓，不能接入監(jiān)視系統(tǒng)絕緣狀況的電壓表。 3．電壓互感器的Y，yn接法 如圖（c）所示。這種接法是用三臺(tái)單相電壓互感器構(gòu)成一臺(tái)三相電壓互感器，也可以用一臺(tái)三鐵芯柱式三相電壓互感器，將其高低壓繞組分別接成星形。Y，yn接法多用于小電流接地的高壓三相系統(tǒng)，可以測量線電壓，這種接線方法的缺點(diǎn)是： ①

12、當(dāng)三相負(fù)載不平衡時(shí)，會(huì)引起較大的誤差； ② 當(dāng)一次高壓側(cè)有單相接地故障時(shí)，它的高壓側(cè)中性點(diǎn)不允許接地，否則，可能燒壞互感器，故而高壓側(cè)中性點(diǎn)無引出線，也就不能測量對地電壓。 4．電壓互感器的YN，yn△接法 如圖（d）所示。這種接法常用三臺(tái)單相電壓互感器構(gòu)成三相電壓互感器組，主要用于大電流接地系統(tǒng)中。YN，yn△接法其主二次繞組既可測量線電壓，又可測量相對地電壓，輔助繞組二次繞組接成開口三角形供給單相接地保護(hù)使用。當(dāng)YN，yn△接法用于小接地電流系統(tǒng)時(shí)，通常都采用三相五柱式的電壓互感器，如圖所示。其一次繞組和主二次繞組接成星形，并且中性點(diǎn)接地，輔助二次繞組接成開口三角形。故三相五柱

13、式的電壓互感器可以測量線電壓和相對地電壓，輔助二次繞組可以接入交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)視用的繼電器和信號(hào)指示器，以實(shí)現(xiàn)單相接地的繼電保護(hù)。 44.3.5 電壓互感器在主接線中的配置 電壓互感器配置原則是：應(yīng)滿足測量、保護(hù)、同期和自動(dòng)裝置的要求；保證在運(yùn)行方式改變時(shí)，保護(hù)裝置不失壓、同期點(diǎn)兩側(cè)都能方便地取壓。通常如下配置： （1）母線。 6～220kV電壓級(jí)的每組主母線的三相上應(yīng)裝設(shè)電壓互感器，旁路母線則視回路出線外側(cè)裝設(shè)電壓互感器的需要而確定。 （2）線路。當(dāng)需要監(jiān)視和檢測線路斷路器外側(cè)有無電壓，供同期和自動(dòng)重合閘使用，該側(cè)裝一臺(tái)單相電壓互感器。 （3）發(fā)電機(jī)。 一般在出口處裝兩組。一組（

14、三只單相、雙繞組D，y接線）用于自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置。一組供測量儀表、同期和繼電保護(hù)使用，該組電壓互感器采用三相五柱式或三只單相接地專用互感器， Y，y，Δ接成接線，輔助繞組接成開口三角形，供絕緣監(jiān)察用。當(dāng)互感器負(fù)荷太大時(shí)，可增設(shè)一組不完全星形連接的互感器，專供測量儀表使用。50MW及以上發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)常還設(shè)一單相電壓互感器，用于100%定子接地保護(hù)。 （4）變壓器 變壓器低壓側(cè)有時(shí)為了滿足同步或繼電保護(hù)的要求，設(shè)有一組電壓互感器。 （5）330～500kV電壓級(jí)的電壓互感器配置：雙母線接線時(shí)，在每回出線和每組母線三相上裝設(shè)。一個(gè)半斷路器接線時(shí)，在每回出線三相上裝設(shè)，主變壓器進(jìn)線和每組母線上則根據(jù)繼電保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置和測量儀表的要求，在一相或三相上裝設(shè)。線路與母線的電壓互感器二次回路不切換。 6頁