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互感器基本知识(下)

发布时间:2022-11-23 16:15阅读次数:
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互感器又称仪用变压器,是电流互感器和电压互感器的统称。互感器利用电磁感应原理,将高电压变成低电压、大电流变成小电流,是一种特殊的变压器。

七、互感器的常用接线方式
1、电流互感器
根据继电保护装置的不同要求,电流互感器有多种接线方式,常用的有星形接线、不完全星形接线、两相差接线和三角形接线。
1)星形接线
如下图所示,由三个电流互感器和三个电流继电器组成。

(1)这种接线方式在中性点直接接地的电力系统中,对任何形式的短路故障都能起到保护作用;在中性点不直接接地的电力系统中,对单相接地以外的任何故障也能起到保护作用。
(2)这种接线方式常用于35KV以上中性点直接接地的电力系统,以及在中性点不直接接地的电力系统中,作为容量较大的发电机和变压器的保护。
2)不完全星型接线
如下图所示,由两个装于U、W相上的电流互感器和两个电流继电器组成。

(1)这种接线方式在中性点不直接接地的系统中,除某种形式的两点接地故障(如图中K1、K2接地)外,对其他各种相间短路故障均能起到保护作用。它的缺点是在保护丫/△接线及Y/Y n接线的变压器时,在某些故障情况下灵敏度较低。
(2)这种接线方式常用于35KV容量较小的变压器,以及10KV中性点不接地系统中的变压器保护。
3)两相差接线
如下图所示,两只电流互感器分别装在U、W相上,一只电流继电器KA接于两相电流差回路。

(1)这种接线方式在中性点不直接接地系统中,除图中K1、K2两点接地短路保护不动作外,对其他任何形式的相间短路故障均能起到保护作用。
(2)这种接线方式仅适用于作为线路或电动机的保护,不能用于丫/△接线及Y/Y n接线的变压器的保护,因为变压器二次侧U、V相间短路或V相对地短路,流过继电器的故障电流为零。
4)三角形接线
如下图所示,由三个电流互感器和三个电流继电器组成。

(1)这种接线方式在中性点直接接地的电力系统中,对任何形式的短路故障都能起到保护作用;在中性点不直接接地的电力系统中,对于单相接地以外的任何短路故障也都能起到保护作用。
(2)这种接线方式比较复杂,投资多,只用于容量较大的丫/△接线变压器采用差动保护时,为改变星形侧电流的相位。
2、电压互感器
1)一台单相电压互感器的接线

(1)用途
一台单相电压互感器在35kV及以下中性点不接地或不直接接地系统中,可用来测量某一相间电压,用于连接电压表、频率表、继电器等。在110kV及以上中性点直接接地系统中,可用来测量相对地电压,用于连接各种仪表和继电器等。
(2)特点
这种接线方式根据一次系统中性点接地方式的不同而用途有所不同。为了安全起见,二次绕组必须有一端(通常取X端)接地。
2)两台单相电压互感器的V,v接线

(1)用途
两台单相电压互感器V,v接线又称不完全三角形接线,应用于中性点不接地或经高阻抗接地的20kV及以下系统中,可以获得对称的三个线电压,但不能获得相电压,可用于只需要线电压的电能、功率的测量、继电保护、安全自动装置等,不能用于绝缘监察和接地保护,使用时具有局限性。
(2)特点
这种接线方式,接线简单、经济,由于一次绕组没有接地点,减少了系统中的对地励磁电流,避免产生内过电压。为了安全起见,通常将二次绕组V公共点接地。
3)一台三相电压互感器的Y0,y0,d接线

(1)用途
一台三相五柱式电压互感器的Y0,y0,d接线,一、二次侧都接成星形,中性点接地,其辅助绕组接成开口三角形,广泛应用于3~15kV系统中,用于连接各种仪表、继电保护、安全自动装置、接地信号等。
(2)特点
这种接线方式,接线比较复杂,能满足各种测量仪表、绝缘监察、继电保护、安全自动装置等的要求,使用的比较多。为了安全起见,要在一、二次绕组中性点接地。
4)三台单相电压互感器的Y0,y0,d接线

(1)用途
三台单相电压互感器Y0,y0,d接线,一、二次侧都接成星形,中性点接地,其辅助绕组接成开口三角形,广泛应用于35kV及以上的高压电力系统中,用于连接各种仪表、继电保护、安全自动装置、接地信号等。
①用于中性点不接地或经消弧线圈接地的35kV系统时,电压互感器的一次绕组按相电压设计,而主绝缘按线电压设计,以满足单相接地时能够安全运行。单相电压互感器辅助绕组的额定电压应为100/√3V。
②用于中性点直接接地的110kV及以上系统中,当发生单相金属性接地时,辅助绕组开口三角形两端电压应为100V,故单相电压互感器辅助绕组的额定电压应为100V。
(2)特点:这种接线方式,接线比较复杂,能满足各种测量仪表、绝缘监察、继电保护、安全自动装置等的要求,使用广泛。为了安全起见,要在一、二次绕组中性点接地。

八、互感器的运行维护
1、电流互感器
1)投入运行前的检查
电流互感器投入运行前,应按有关试验规程的交接试验项目进行试验并合格,还应进行以下几项检查:
(1)充油电流互感器外观应清洁,油量充足,无渗漏油现象;
(2)瓷套管和其它绝缘物无裂纹破损;
(3)一次侧引线、线卡及二次回路各连接部分螺丝应紧固,接触应良好;
(4)外壳及二次回路一点接地应良好。
2)运行中的检查
电流互感器应保持清洁,定期进行清扫,每一至二年进行一次预防性试验。运行过程中应定期检查:
(1)检查瓷质部分是否清洁、完整(应无破损和放电现象);
(2)干式电流互感器外壳应无裂纹,无碳化脆皮发热熔化现象,无烧痕和冒烟现象,无异常气味。
(3)充油式电流互感器的油位、油色应正常,呼吸器完整,内部吸潮剂不潮解。
(4)正常运行中的电流互感器,声音均匀、极小或无声。运行异常时“嗡嗡”声较大,可能是铁芯穿心螺丝夹得不紧,硅钢片松弛,也可能是一次负载突然增大或过载;“嗡嗡”声很大夹杂“吱吱”声,可能是二次回路开路;内部有较大的“噼啪”放电声,可能是线圈故障。
(5)一次导线接头应无过热现象。
(6)仔细检查二次回路导线有无松动处,计量单元的电流电路导线截面积不应小于4mm2的铜导线,辅助单元的控制、信号等导线截面积不应小于1.5mm2的铜导线; 二次回路一点接地良好,各种表计指示正确,无开路现象。
(7)外壳应清洁并接地良好,无渗漏油、严重锈蚀和过热现象。
(8)一般不允许过载,过载时应加强监视,并记录时间、电流。
(9)二次回路开路检查。开路时会有如下现象:
①内部有“吱吱”的放电声,并有振动感。
②端子排可能有打火、烧伤或烧焦现象。
③电流表和功率表指示为零,电能表不转动,而且伴有“嗡嗡”声。
④二次电压升高,可能引起放电,严重时会将绝缘击穿。
⑤因铁芯严重饱和而过热,使外壳温度升高,严重时会烧坏互感器。
3)在运行中的电流互感器二次回路上工作时的注意事项
在运行中的电流互感器二次回路上进行工作,必须按照《电业安全工作规程》的要求填写工作票,并且要注意下列几项:
(1)工作中严禁将电流互感器二次回路开路;
(2)根据需要在适当地点将电流互感器二次回路短路。短路应采用短路片或专用短路线,短路应妥善可靠,禁止采用熔丝或一般导线缠绕;
(3)禁止在电流互感器与短路点之间的回路上进行任何工作;
(4)工作时必须有人监护,使用绝缘工具,并站在绝缘垫上;
(5)值班人员在清扫二次线时,应使用干燥的清扫工具,穿长袖工作服,带线手套,工作时应将手表等金属物摘下。工作中要认真、谨慎,避免损坏元件或造成二次回路断线,不得将回路的永久接地点断开。
2、电压互感器
1)投入运行前的检查
电压互感器投入运行前,应按《电气设备试验规程》交接试验项目进行试验,合格后,还应进行以下检查:
(1)充油电压互感器外观应清洁,油量充足,无渗漏油现象。
(2)瓷套管或其他绝缘介质无裂纹破损。
(3)一次侧引线、线卡及二次回路各连接部分螺丝应紧固,接触应良好。计量单元的电压电路导线截面积不应小于2.5mm2、辅助单元的控制、信号等导线截面积不应小于1.5mm2,导线应为铜导线。
(4)外壳及二次回路一点接地应良好,不应有松动、断开现象。
2)运行中的检查
运行中的电压互感器应保持清洁。每1~2年进行一次预防性试验。运行过程中应定期巡视检查。
(1)外壳应清洁,无渗漏油现象,油位、油色应正常,无异常气味。
(2)瓷质部分应清洁,无破损,无裂纹,无放电现象和闪络痕迹。
(3)呼吸器应完整,内部硅胶不变色。
(4)高、低压熔丝及小开关应接触良好,无短路、断路和异常声响。
(5)内部无放电声音和其它异常声响。
(6)接地应良好,各部连接牢固,无松动,过热现象。
(7)表计指示正常,无异常信号。
3)运行中电压互感器的维护
(1)电压互感器能在1.1倍额定电压下长期运行,并能在8h内无损伤地承受2倍(35kV为1.9倍)的额定电压。
(2)电压互感器运行中的注意事项
①电压互感器在运行中,二次回路不允许短路。
②如果发现电压互感器一次侧绝缘有损伤现象,应使用断路器将故障的电压互感器切断,禁止使用隔离开关或取下熔丝管等方法停用故障的电压互感器,因为它们都没有灭弧功能,若使用它们断开故障的电压互感器,故障电流将引起母线、设备损坏或发生人身事故。

九、互感器的异常运行与处理
1、电流互感器
1)二次开路的处理
当运行中的电流互感器发出噪声,电流型仪表指示摆动或为零时,电流互感器可能二次开路。二次开路的电流互感器会感应出危险的高电压危及设备和人身安全。应作如下处理:
(1)在靠近电流互感器最近的端子排上将二次回路短接,短接时一定要穿绝缘靴,戴绝缘手套,用带绝缘把手的工具在监护人监护下工作。
(2)若短接后开路现象仍未消除,则可能是互感器本身接线端子或内部开路。此时应立即报告调度,将电流互感器退出运行后进行修理。
2)其他故障的处理
互感器发生下列故障时,应立即汇报上级,切断电源进行处理。
(1)内部发出异味或冒烟、着火;
(2)内部放电、声音异常或引线与外壳间有火花放电;
(3)主绝缘发生击穿,造成单相接地故障;
(4)充油式电流互感器漏油、漏胶。
2、电压互感器
1)熔断器熔断或二次回路断线
中央信号屏发出“TV电压回路断线”的预告信号,并出现光字牌亮、警铃响时,检查电压表可发现未熔断相电压指示不变,熔断相指示降低或为零,与该相有关的电压表指示为相电压值,与该电压无关的表计指示正常。处理步骤如下:
(1)退出互感器所带保护与自动装置,防止保护误动作。
(2)检查二次熔断器是否熔断,如已熔断应立即更换,若再次熔断,应查明原因。如熔断器完好则检查二次回路有无短路现象,有无接触不良。找到故障后应立即处理。
(3)如二次回路正常,应检查一次熔断器是否熔断,更换一次熔断器,应在隔离开关将电压互感器退出运行并做好安全措施后进行。如合闸后再次熔断,则应将电压互感器退出运行,并向主管部门汇报,听候处理。
2)高压熔断器熔断原因分析
(1)系统发生单相间歇性电弧接地;
(2)系统产生铁磁谐振;
(3)电压互感器本身内部出现单相接地或相间短路故障;
(4)二次侧发生短路,但二次侧熔断器未熔断。
高压侧熔断器只保护熔断器安装处至电压互感器本体内的各种故障,对二次回路的故障不起保护作用。
3)其他故障的处理
电压互感器发生下列严重事故时,应用断路器将互感器退出,严禁用取高压熔断器的办法退出互感器。
(1)一次熔断器连续熔断;
(2)漏油、漏胶,瓷套管破碎,外部放电;
(3)着火、冒烟、有糊味儿。

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