11个电流互感器和变送器

11电流互感器及接线11.1 TA TA的工作原理-按仪表可直接测量的值成比例地减小大电流，以便仪表可直接测量并用作信号各种继电保护的来源. TA的初级绕组串联在电源线中. 线路电流是变压器的一次电流. 测量仪器和保护装置作为次级绕组的负载连接到次级绕组. TA的初级绕组和次级绕组之间有足够的绝缘，以确保将所有低压设备与高压隔离. 在运行的TA中，次级电路必须连接到负载或直接短路. 如果初级绕组中有电流，则次级开路将不再存在，次级反向磁势也将不再存在. 初级电流将用于激励. 磁感应急剧增加，并且次级感应电势急剧增加. 此时，由于铁芯的饱和，磁通波形将变为平顶波，并且次级电压非常高. 当发生高开路电压时，将对次级绕组和继电保护装置的绝缘和测量造成威胁，因此，在TA运行时，应特别注意防止次级绕组断开. [重要提示]严禁断开TA二次电路！ 11.2 TA极性QF I2 * * I1TA ** I1I2TA传输线图1-5 TA参考方向图11.3电流互感器误差1）电流互感器符号，等效电路和相量图如图1-7所示. I1？ I2？ Z2我？嗯'ZmZ1？ U1？ U2ZL（a）初级符号（b）次级符号（c）等效电路图1-7 TA符号，等效电路和相量图2）电流互感器误差当误差为10％时电流互感器负号，次级阻抗与初级电流之间的关系称为10％曲线. 如图所示，m为初级电流倍数，ZLMax为最大允许次级阻抗.

ZLMax（Ω）60m10402001020m图1-8电流互感器10％误差曲线的精度分为测量精度等级和保护精度等级. 用于测量的TA的精度级别分为六个标准: 0.1、0.2、0.5、1、3、5等. 一般测量TA的精度为0.5，测量电路可以为0.2级TA. 由于电流波形失真，TA需要使用复合误差来指定其误差特性. 如表1-3所示，GB1208-87中规定的保护TA具有5P和10P两个精度等级. 在表示保护用TA的精度等级时，通常将精度极限因子写在一起. 例如，保护TA的精度等级为5P20，其中20是精度极限因子. 整个含义是: 变压器用于保护（P）. 当一次侧上流过的最大电流是一次侧额定电流的20倍时，变压器的综合误差不超过5％. 表1-3 IEC规定的5P和10P误差极限. 额定一次电流下的复合误差土壤（％）相比误差土壤（％）. 差异是准确的（额定精度极限（额定初级电气值的度数（初级电流下的额定初级电气值的程度±（弧度×1下降）±（'））0-2）5P 1 5 60 1.8--10P 3 10负载由次级电缆阻抗，保护，测量设备负载，接触电阻，保护电流互感组成. 变压器次级满载Z2的计算公式如下: Z 2？ KK ZK？ KL ZL？ ZC电流互感器. 继电器所有次级负载的阻抗转换系数. 继电器的内部电阻. 电阻，一般为0.05〜0.1Ω表1-4保护电流互感器的阻抗转换系数阻抗转换系数电流互感器的接线方法单相三相短路两相短路单相短路Y，d变压器两相短路KKKK KL KK KL KK KL2 1 2 1 2 1KL1 3 13三相星形两相Z K0？ ZK星ZK0？ 0131 3132 3两相微分三角形3331 2 2 4 31 2 1 2 32 2 221 2 121 3 3311.4电流互感器的接线方法及其在电流保护中的应用1）基本概念电流互感器的接线方法为次级绕组和负载. 负载主要包括保护负载，测量负载和自动化设备负载.

在这里，我们主要讨论电流保护接线方法. 所谓电流保护接线方法，是指电流保护中电流继电器线圈或变送器与电流互感器二次绕组之间的连接方法. （1）保护接线的要求: 它可以反映各种类型的故障，并且灵敏度应尽可能一致. （2）电流保护接线方法包括: 三相三继电器全星形连接，三相四继电器全星形连接，两相两继电器不完整星形连接和单继电器两相电流差连接. （3）电流保护接线系数KC: 流入电流继电器的电流与电流互感器次级绕组的电流之比. 2）三相全星形连接用于110kV及以上电压等级的大电流接地系统，可获得三相相电流. ... I IAQFIBCI> 1KAI> 2KAI> 3KATAa TAb TAc图2-22三相完全星形连接（b）三相完全星形连接的特性: ①可以对相短路作出反应； ②能对接地短路作出反应； ③连接系数KC = 1电流互感器负号，; ④主要用于大地电流系统. 3）可以在三相星形连接的中性线上获得三相电流的总和，即零序电流的三倍，如图4KA所示，生成的零序电流3I当对接地故障做出反应时. 0QF1KA2KAIA3KAIB4KAIC 3I 0I> I> I> I> TAa TAb TAc（c）获得的零序电流特性: ①会引起相间短路； ②能对接地短路和不平衡电流作出反应； ③连接系数KC = 1，④主要用于大电流系统.

4）单继电器两相电流差接线主要用于电动机保护或灵敏度系数易于满足的线路. QF + I>两相电流差接线TAa TAc KA特点: ①可以对相间短路做出反应； ②对接地短路不反应； ③接线系数与短路故障类型有关: ★★三相短路，KC = 3； AC，AB，BC两相短路，KC = 1; 5）两相不完全星形连接用于电压等级为35kV及以下的低电流接地系统，并且可以获得A相和C相电流. 图中的KA是电流继电器或继电保护QF 1KAQF + 1KA的电流测量元件相间短路②对接地短路不反应； ③接线系数KC = 1； ④通常用于小型接地电流系统（2）当使用不完整的星形接线时，必须注意保护装置应安装在相同名称的相上（通常安装在A和C相上）. 如果未在同名相中安装保护装置，如图2-25所示，当发生两点接地故障时，保护装置将拒绝运行. 不同相的不同相，两点接地短路，星形连接保护动作表不完整L1接地相差线L2接地相差L1保护动作状态L2保护动作状态电源故障线编号AB动作不动作1A C动作2B C无动作1B A无动作1C A有动作2C B无动作1ABCP11QFP1P2k12QFP2k2电流保护未安装在同一相中6）Y-d11已连接AP11QFBP22QFC YΔk（2）P33QF（1）使用三相星形连接时: 安装在B相上的继电器的电流是其他两相的两倍，因此灵敏度系数加倍，这是非常有利的.

（2）使用两个不完整的星形连接时. 因为在B相上没有安装继电器，所以B相中的电流损失了A相和C相的两倍，因此无法充分提高保护的灵敏度. 采取措施: 将另一个继电器连接到两相星形连接的中心线（两相三继电器模式）. （3）使用两相电流差配线时，流入继电器的电流为零，保护功能无效. 因此，该接线方法不能用于保护变压器. 11.5转换器和功能1）功能★电量转换. 将变压器的次级电压（额定为100V）和电流（额定为5A或1A）转换为弱电压（几伏），以满足弱组件的要求. ★电气隔离. 电流和电压互感器二次侧的安全和工作接地用于确保人员和设备的安全，并且弱电流组件通常连接到直流电源，并且不允许使用直流回路. 直接接地，因此需要通过转换器进行电隔离. ★调整固定值. 整流器类型和晶体管类型的继电器保护可以通过改变转换器的初级或次级线圈的抽头来改变测量继电器的作用值. QF保护设备测量回路传输线TAUA2）转换器的电气隔离继电保护中常用的转换器类型包括电压转换器（UV），电流转换器（UA）和电抗变压器（UX）. UV的作用是电压转换，UA，UX的作用是将电流转换成与之成比例的电压. 3）电压转换器（UV）的初级侧连接到电压互感器，电视机的次级侧具有工作接地，UV次级侧的“ DC接地”为0V，以保护电源，电容器C的容量小，起到抗干扰作用.

电视保护装置* U1UV测量电路U2 C电压转换器的应用是从原始UV看到的，输入阻抗非常大，对于负载UV可以看到一个电压源，该UV两侧的电压成正比，U2？ KUU14）电流转换器（UA）电流转换器与电压转换器不同. 从UA的角度来看，输入阻抗非常小. 对于负载，UA可以视为电流源. 电流转换器的连接如图1-11所示. 如图所示. UA次级电流（通常为mA电平）与初级电流成比例，次级电流在电阻U？上形成次级电压. RK U2 I 1QFI1保护设备* * I2R C UA测量电路U2传输线TA图电流转换器应用Z1I1 Im Zm？ Z2I2 Z负载5）电抗器变压器（UX）将TA次级电流U 2转换成电压也可以使用电抗变压器（UX），UX的输入阻抗很小，与TA电抗变压器等效电路的次级回路串联对于负载，UX近似为电压源. 与负载相比，UX励磁电阻非常小. 可以认为所有的初级电流都用于励磁，因此次级电压U2？ Zm I1？ KI I1，KI称为UX的传输阻抗. I1U2 R？ UX图1-13 UX传输阻抗角度的调整与制造UA的电压转换电路不同. UX输出电压将输入电流领先一定的相位角，并具有“无功特性”. 由于UX激励阻抗相对较小，因此其铁芯通常具有气隙. UX传输阻抗的大小通过调整磁芯气隙以及一次线圈和二次线圈的匝数来改变；转移阻抗的角度由电阻R 1调节. 在辅助绕组中，R 1越大，传递阻抗角越接近900，R 3越小. 传输阻抗角越小，如图1-13所示.

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