電氣調(diào)試是電力工作中一項(xiàng)重要的內(nèi)容，在電氣調(diào)試工作中，二次回路檢查又是一項(xiàng)重要的調(diào)試內(nèi)容，它是關(guān)系到電力系統(tǒng)的測(cè)量、保護(hù)、通訊等功能能否發(fā)揮作用的前提。在二次回路中，電流互感器的接線是否正確又是電流二次回路是否正確的基礎(chǔ)，所以電流互感器的接線正確性非常重要。很多電氣調(diào)試人員對(duì)它沒有深刻的理解，經(jīng)常搞錯(cuò)，造成諸如差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作、電度表反轉(zhuǎn)等。下面對(duì)這個(gè)問題做一個(gè)全面、細(xì)致的論述。
1、電流互感器結(jié)構(gòu)原理
電流互感器的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，由相互絕緣的一次繞組、二次繞組、鐵心以及構(gòu)架、殼體、接線端子等組成。其工作原理與變壓器基本相同，一次繞組的匝數(shù)(N1)較少，直接串聯(lián)于電源線路中，一次負(fù)荷電流()通過一次繞組時(shí)，產(chǎn)生的交變磁通感應(yīng)產(chǎn)生按比例減小的二次電流();二次繞組的匝數(shù)(N2)較多，與儀表、繼電器、變送器等電流線圈的二次負(fù)荷(Z)串聯(lián)形成閉合回路，見圖1。
由于一次繞組與二次繞組有相等的安培匝數(shù)，I1N1=I2N2，電流互感器額定電流比：。電流互感器實(shí)際運(yùn)行中負(fù)荷阻抗很小，二次繞組接近于短路狀態(tài)，相當(dāng)于一個(gè)短路運(yùn)行的變壓器。
2、電流互感器的接線原則
(1)電流互感器二次側(cè)不允許開路。二次開路可能產(chǎn)生嚴(yán)重后果，一是鐵芯過熱，甚至燒毀互感器;二是由于二次繞組匝數(shù)很多，會(huì)感應(yīng)出危險(xiǎn)的高電壓，危及人身和設(shè)備。
(2)高壓電流互感器的二次側(cè)必須有一點(diǎn)接地。由于高壓電流互感器的一次側(cè)為高壓，當(dāng)一、二次線圈之間因絕緣損壞出線高壓擊穿時(shí)，將導(dǎo)致高壓進(jìn)入低壓，如果二次線圈一點(diǎn)接地，則將高壓引入了大地，可確保人身及設(shè)備。但應(yīng)當(dāng)注意，電流互感器的二次回路只允許一點(diǎn)接地，而不允許再有接地，否則有可能引起分流，影響使用。
低壓電流互感器的二次線圈不應(yīng)該接地。由于低壓互感器的電壓較低，一、二次線圈間的絕緣欲度大，發(fā)生一、二次線圈擊穿的可能性小，另外，二次線圈的不接地將使二次回
路及儀表的絕緣能力提高，還可使雷擊燒毀儀表事故減少。另外，差動(dòng)保護(hù)是采用差動(dòng)繼電器(例如BCH-2等)構(gòu)成的，差動(dòng)保護(hù)兩側(cè)電流互感器只能有一點(diǎn)接地，一般把接地點(diǎn)設(shè)在保護(hù)屏處，而當(dāng)差動(dòng)保護(hù)采用微機(jī)保護(hù)裝置時(shí)，兩側(cè)電流互感器應(yīng)分別接地。
(3)電流互感器的測(cè)量級(jí)和保護(hù)級(jí)不能接錯(cuò)。由于測(cè)量和保護(hù)繞組鐵芯設(shè)計(jì)的厚薄不同，如果接錯(cuò)，一是使正常運(yùn)行中測(cè)量的準(zhǔn)確度降低，使電能計(jì)量不準(zhǔn);二是在發(fā)生短路故障時(shí)，由于計(jì)量繞組鐵芯設(shè)計(jì)時(shí)保證在短路電流超過額定電流的一定倍數(shù)時(shí)鐵芯飽和，限制了二次電流的增長(zhǎng)，以保護(hù)儀表。而繼電保護(hù)繞組鐵芯不飽和，二次電流隨短路電流相應(yīng)增大，以使繼電保護(hù)準(zhǔn)確動(dòng)作。如果接錯(cuò)，則繼電保護(hù)動(dòng)作不靈敏，計(jì)量?jī)x表可能燒壞。
(4)由于電流互感器二次繞組不能開路，所以電流互感器不用的繞組需要短接起來。但是有多個(gè)抽頭的電流互感器，不用的抽頭應(yīng)空著不能短接，比如，某電流互感器二次有抽頭1S1、1S2、1S3，其中1S1、1S2為300/5A，1S1、1S3為600/5A，當(dāng)需要用300/5A時(shí)，接1S1、1S2使用,不應(yīng)該短接1S1、1S3,否則會(huì)影響使用抽頭的測(cè)量精度。
(5)電流互感器的計(jì)量繞組及牽涉到方向的繼電保護(hù)繞組接線時(shí)掌握兩點(diǎn)確定接線，一是看電流互感器的安裝位置，即確定電流互感器的L1安裝在哪一側(cè);二是看繞組功能或繼電保護(hù)類型，有以上兩點(diǎn)可確定電流互感器的二次接線。
3、電流互感器使用注意事項(xiàng)
(1)極性連接要正確。電流互感器一般按減極性標(biāo)注，如果極性連接不正確，就會(huì)影響計(jì)量，甚至在同一線路有多臺(tái)電流互感器并聯(lián)時(shí)，全造成短路事故。
(2)二次回路應(yīng)設(shè)保護(hù)性接地點(diǎn)，并可靠連接。為防止一、二次繞組之間絕緣擊穿后高電壓竄入低壓側(cè)危及人身和儀表，電流互感器二次側(cè)應(yīng)設(shè)保護(hù)性接地點(diǎn)，接地點(diǎn)只允許接一個(gè)，一般將靠近電流互感器的箱體端子接地。
(3)運(yùn)行中二次繞組不允許開路。否則會(huì)導(dǎo)致以下嚴(yán)重后果：二次側(cè)出現(xiàn)高電壓，危及人身和儀表；出現(xiàn)過熱，可能燒壞繞組;增大計(jì)量誤差。
(4)用于電能計(jì)量的電流互感器二次回路，不應(yīng)再接繼電保護(hù)裝置和自動(dòng)裝置等，以防互相影響。
(1) 防止互感損壞事故應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家電網(wǎng)公司《預(yù)防110kV~500kV互感器事故措施》等有關(guān)規(guī)定，并提出以下要求。
(2) 加強(qiáng)對(duì)互感器類設(shè)備從選型、訂貨、驗(yàn)收到投運(yùn)的全過程管理，重要互感器應(yīng)選擇具有較長(zhǎng)、良好運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的互感器類型和有成熟制造經(jīng)驗(yàn)的制造廠。
(3) 油浸式互感器器應(yīng)選用帶金屬膨脹器微正壓結(jié)構(gòu)形式，所選用電流互感器的動(dòng)熱穩(wěn)定性能應(yīng)滿足安裝地點(diǎn)系統(tǒng)短路容量的要求，特別要注意一次繞組串聯(lián)或并聯(lián)時(shí)的不同性能，電容式電壓互感器的中間變壓器高壓側(cè)不應(yīng)裝設(shè)。
(4) 110k V～500kV互感器在出廠試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按照各有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程的要求逐臺(tái)進(jìn)行全部出廠試驗(yàn)，包括高電壓下的介損試驗(yàn)、局部放電試驗(yàn)、耐壓試驗(yàn)。對(duì)電容式電壓互感器應(yīng)要求制造廠在出廠時(shí)進(jìn)行0.8Uln、1.0Uln、1.2Uln及1.5Uln的鐵磁諧振試驗(yàn) (注：Uln指一次相電壓下同)。
(5) 互感器安裝用構(gòu)架應(yīng)有兩處與接地網(wǎng)可靠連接。 電磁式電壓互感器在交接試驗(yàn)和投運(yùn)前，應(yīng)進(jìn)行1.5Um/3(中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng))或1.9Um/3(中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng))電壓下的空載電流測(cè)量，其增量不應(yīng)大于出廠試驗(yàn)值的10%。
(6) 電流互感器的一次端子所受的機(jī)械力不應(yīng)超過制造廠規(guī)定的允許值，其電氣連結(jié)應(yīng)接觸良好，防止產(chǎn)生過熱性故障、防止出現(xiàn)電位懸浮。
(7) 互感器的二次引線端子應(yīng)有防轉(zhuǎn)動(dòng)措施，防止外部操作造成內(nèi)部引線扭斷。
高壓互感器的誤差特性與原理：電壓互感器從承受電壓、外形、絕緣方式及結(jié)構(gòu)等區(qū)分有全絕緣、半絕緣、油浸式，乾式、單相、三相等，三相一般只用在10kV及以下電壓系統(tǒng)中。
與電流互感器相同，不論它們的外形結(jié)構(gòu)有多大差異，它們的主要結(jié)構(gòu)和工作原理都是相同的。電壓互感器也是由一個(gè)鐵芯.兩個(gè)相互絕緣的線圈構(gòu)成，它的一次線圈匝數(shù)較多，與用戶的負(fù)荷并接.二次線圈匝數(shù)比較少，與儀表電壓回路并接。W1為一次線圈。常通過熔絲接入電路，W2為二次線圈，接有電壓表等。
高壓互感器可以用(a)及(b)的符合標(biāo)示，(a)為單相電壓互感器、(b)為三相電壓互感器。
1、電壓互感器的主要參數(shù) 線圈的額定電壓(額定一次電壓)是可以長(zhǎng)期加在一次線圈上的電壓，并在此基準(zhǔn)下確定其各項(xiàng)性能。根據(jù)其接入電路的情況，可以是線電壓，也可以是相電壓。其額定值應(yīng)與我國(guó)電力系統(tǒng)規(guī)定的;額定電壓;系列相一致。
額定二次電壓，我國(guó)規(guī)定接在三相系統(tǒng)中相與相之間的單相電壓互感器為100V，對(duì)于接在三相系統(tǒng)相與地間的單相電壓互感器，其額定值為100/3V。
2、電壓互感器工作原理 電壓互感器與電流互感器相同，亦可以T形等值電路來解說其工作原理，E2＇、U2＇、I2＇和R2＇、X2＇、Rb＇及Xb＇均為折算至一次的二次回路各參數(shù)。
高壓互感器運(yùn)行前檢查的幾個(gè)問題：
1)高壓變壓器在正常運(yùn)行時(shí)每?jī)尚r(shí)檢查一次，在檢修和運(yùn)行后兩小時(shí)內(nèi)檢查兩次。高壓變壓器用于提供電能表的電壓信號(hào)、相控整流觸發(fā)的同步信號(hào)等。高壓變壓器是全封閉干式高壓變壓器。當(dāng)電壓互感器內(nèi)部一次繞組匝間擊穿時(shí)，會(huì)發(fā)生接地和短路故障，導(dǎo)致接觸網(wǎng)架空電引起變電站跳閘。嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致大電流燒壞接觸網(wǎng)等交通事故。同時(shí)其故障繞組發(fā)熱嚴(yán)重，過流，引起電壓互感器中絕緣油的化學(xué)反應(yīng)。油的分解會(huì)釋放出氫氣和烷烴類可燃?xì)怏w，使變壓器內(nèi)變壓器油的化學(xué)和物理分析相關(guān)指標(biāo)，使油箱內(nèi)氣體壓力急劇上升，從而引起閥動(dòng)作，閥體爆裂噴油，汽化的油和可燃?xì)怏w噴出爆燃，容易造成火災(zāi)事故。
2)當(dāng)內(nèi)部二次繞組引線斷線或二次繞組開路時(shí)，電壓互感器失去相控整流，觸發(fā)同步信號(hào)，造成機(jī)車無壓無流故障。由于電壓互感器內(nèi)部一次繞組匝間擊穿、短路故障或接地故障，電壓互感器也會(huì)發(fā)生匝間短路、擊穿或接地故障引起的事故，甚至?xí)龎慕佑|網(wǎng)，因此事故數(shù)量在不斷增加。
高壓互感器高壓熔斷器熔斷現(xiàn)象：1)電壓表指示為“一低二常，兩低一?！?。 2)一低二不變是:相位電壓表；接地相低，不接地相不變。 3)兩低一恒分別是:線路電壓表；與接地相有關(guān)，不變無關(guān)。
高壓互感器熔斷器熔斷的原因：1.變壓器內(nèi)部原因 高壓變壓器本身的故障(包括一、二次側(cè)引線和高壓變壓器)， 有兩個(gè)方面：一次繞組與引線短路，二次繞組與引線短路(一次熔斷器因二次熔斷器選擇不當(dāng)而熔斷)。 2.外部環(huán)境的原因 在電力系統(tǒng)中，單相間歇性電弧接地和運(yùn)行引起的鐵磁諧振使高壓變壓器鐵芯磁飽和，勵(lì)磁電流突然增大，導(dǎo)致熔斷。
高電壓對(duì)電壓的比值等于高壓側(cè)的繞組匝數(shù)除以低壓側(cè)的繞組匝數(shù)，也就是電壓比等于匝數(shù)比。而電流互感器的一次側(cè)線圈匝數(shù)放很少，一般也就是一根導(dǎo)線，二次側(cè)放很多匝，這樣從電壓互感器的原理上來分析，如果一次感應(yīng)到低電壓，那么二次側(cè)如果開路的話就會(huì)感應(yīng)到較高的電壓，而二次側(cè)的電壓是不能超過2000V的，所以二次側(cè)是不可以開路的。從另一個(gè)方面講，因?yàn)橐淮魏投味际谴?lián)接法形成了回路，所以一次側(cè)感應(yīng)到的電壓就等于一次側(cè)的電阻流過的電流，二次側(cè)的電流就等于二次側(cè)感應(yīng)到的電壓除以二次側(cè)的電阻，當(dāng)一次側(cè)流過大電流的時(shí)候，因?yàn)橐淮蝹?cè)感應(yīng)到的電壓就等于一次側(cè)的電阻流過的電流，所以一次電壓就增大，一次電壓增大，二次感應(yīng)到的電壓也增大，而二次側(cè)電流等于電壓除以二次側(cè)電阻，所以二次側(cè)感應(yīng)到的電流也就增大了。
電壓互感器的接線方式很多，常見的有以下幾種：
1．用一臺(tái)單相電壓互感器來測(cè)量某一相對(duì)地電壓或相間電壓的接線方式。
2．用兩臺(tái)單相互感器接成不完全星形，也稱V—V接線，用來測(cè)量各相間電壓，但不能測(cè)相對(duì)地電壓，廣泛應(yīng)用在20KV以下中性點(diǎn)不接地或經(jīng)放電線圈接地的電網(wǎng)中。
3．用三臺(tái)單相三繞組電壓互感器構(gòu)成YN，yn，d0或YN，y，d0的接線形式，廣泛應(yīng)用于3~220KV系統(tǒng)中，其二次繞組用于測(cè)量相間電壓和相對(duì)地電壓，輔助二次繞組接成開口三角形，供接入交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)視儀表和繼電器用。用一臺(tái)三相五柱式電壓互感器代替上述三個(gè)單相三繞組電壓互感器構(gòu)成的接線，除鐵芯外，其形式與圖3基本相同，一般只用于3~15KV系統(tǒng)。
4．電容式電壓互感器接線形式。
在中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中，為了測(cè)量相對(duì)地電壓，PT一次繞組必須接成星形接地的方式。
1.電流互感器不同于零序電流互感器。零序電流互感器用于檢測(cè)零序電流。一般三根火線全部穿過互感器內(nèi)孔，測(cè)量三相電流的矢量和，即零序電流。
2.零序電流的特點(diǎn)決定了正常情況下，零序電流互感器的一次電流很小，但在異常情況下，零序電流也很大。
3.由于零序電流互感器通常穿過三根火線，在相同的電流下，零序互感器的內(nèi)孔較大。內(nèi)孔孔徑是零序互感器的重要指標(biāo)。
4.淮確級(jí)較低。在日常生活中，我們不經(jīng)?？吹诫娏骰ジ衅鳎采w了許多地方，它的存在是不可或缺的。電流互感器作為一種特殊的變壓器，其工作原理與變壓器相似。不同的是，在變壓器的鐵芯中，交變主磁通是由一次繞組兩端增加的交流電壓電流產(chǎn)生的。在電流互感器二次繞組中，鐵芯內(nèi)的交變主磁通感應(yīng)出相應(yīng)的二次電動(dòng)勢(shì)和二次電流。由于一次繞組和電流互感器的二次繞組系統(tǒng)在同一個(gè)鐵芯中，它們被同一交變主磁通量連接起來，所以上次繞組和二次繞組的電流和匝數(shù)積應(yīng)該是相等的。
隨著農(nóng)村小型化變電所方案在全國(guó)范圍內(nèi)的推廣，35kV隔離負(fù)荷開關(guān)配合35kV熔斷器對(duì)主變進(jìn)行保護(hù)，越來越為人們所承認(rèn)。這種保護(hù)方式代替了常規(guī)使用的35kV斷路器。在保證可靠性的前提下，節(jié)約了投資。
高壓負(fù)荷開關(guān)用處與結(jié)構(gòu)：
高壓負(fù)荷開關(guān)用于控制電力變壓器，是一種功能介于高壓斷路器和高壓隔離開關(guān)之間的電器，高壓負(fù)荷開關(guān)常與高壓熔斷器串聯(lián)配合使用。
高壓負(fù)荷開關(guān)具有簡(jiǎn)單的滅弧裝置，因?yàn)槟芡〝嘁欢ǖ呢?fù)荷電流和過負(fù)荷電流。但是它不能斷開短路電流，所以它一般與高壓熔斷器串聯(lián)使用，借助熔斷器來進(jìn)行短路保護(hù)。
高壓負(fù)荷開關(guān)特點(diǎn)：
A、可以隔離電源，有明顯的斷開點(diǎn)，多用于固定式高壓設(shè)備。
B、沒有滅弧裝置，在合閘狀態(tài)下可以通過正常工作電流和短路電路。
C、嚴(yán)禁帶負(fù)荷接通和斷開電路，常與高壓斷路器串連使用。
高壓負(fù)荷開關(guān)功能：
高壓負(fù)荷開關(guān)在規(guī)定的使用條件下，可以接通和斷開一定長(zhǎng)度的空載架空線路（室內(nèi)5KM，室外10KM）；可以接通和斷開一定長(zhǎng)度的空載電纜線路；可以接通和斷開一定容量的空載變壓器（室內(nèi)315KVA，室外500KVA）。
高壓負(fù)荷開關(guān)注意事項(xiàng)：
A、垂直安裝，開關(guān)框架、合閘機(jī)構(gòu)、電纜外皮、保護(hù)鋼管均應(yīng)可靠接地（不能串聯(lián)接地）。
B、運(yùn)行前應(yīng)進(jìn)行數(shù)次空載分、合閘操作，各轉(zhuǎn)動(dòng)部分無卡阻，合閘到位，分閘后有足夠的可靠距離。
C、與負(fù)荷開關(guān)串聯(lián)使用的熔斷器熔體應(yīng)選配得當(dāng)，即應(yīng)使故障電流大于負(fù)荷開關(guān)的開斷能力時(shí)保證熔體先熔斷，然后負(fù)荷開關(guān)才能分閘。
D、合閘時(shí)接觸良好，連接部無過熱現(xiàn)象，巡檢時(shí)應(yīng)注意檢查瓷瓶臟污、裂紋、掉瓷、閃爍放電現(xiàn)象；開關(guān)上不能用水沖（戶內(nèi)型）。（一臺(tái)高壓柜控制一臺(tái)變壓器時(shí)，更換熔斷器將該回路高壓柜停運(yùn)。）
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