1、精選優質文檔-傾情為你奉上精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業專心-專注-專業精選優質文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業變電站二次回路國網技術學院第一篇 二次回路基本知識第一章 二次回路概 述在電力系統中，通常根據電氣設備的作用將其分為一次設備和二次設備。一次設備是指直接用于生產、輸送、分配電能的電氣設備，包括發電機、電力變壓器、斷路器、隔離開關、母線、電力電纜和輸電線路等，是構成電力系統的主體。二次設備是用于對電力系統及一次設備的工況進行監測、控制、調節和保護的低壓電氣設備，包括測量儀表、一次設備的控制、運行情況監視信號以及自動化監控系統、繼電保護和安全自動裝置、通信設備等。二次設備之

2、間的相互連接的回路系統稱為二次回路，它是確保電力系統安全生產、經濟運行和可靠供電不可缺少的重要組成部分。二次回路通常包括用以采集一次系統電壓的交流電壓回路、采集一次電流的電流回路，用以對斷路器及隔離開關等設備進行操作的控制回路，用以對發電機勵磁回路、主變壓器分接頭進行控制的調節回路，用以反映一、二次設備運行狀態、異常及故障情況的信號回路，用以供二次設備工作的電源系統等。通俗的講二次回路可分為：電壓回路、電流回路、控制回路、信號回路以及電源回路。如圖1-1所示圖1-1 保護屏、開關端子箱二次電纜接線隨著計算機、通信技術的發展，電力系統的自動化水平得以較快速度的提高，各種自動化設備的功能不斷增強，

3、集成度越來越高，如變電部綜合自動化系統、電網安全穩定實時預警及協調防御系統、數字化變電站應用等，將測量、保護及控制等功能，甚至整個或局部電網控制系統連接為一個整體，配置在同一個硬件設備之中，使二次回路大大簡化。按照國網公司新出的“六統一”標準，更進一步簡化了二次回路，使得傳統的二次回路間的分界點越來越模糊。二次回路的接線圖電力系統的二次回路是個非常復雜的系統。為便于設計、制造、安裝、調試及運行維護，通常在圖紙上使用圖形符號及文字符號按一定規則連接來對二次回路進行描述。這類圖紙我們稱之為二次回路接線圖。一、二次回路圖的分類按圖紙的作用，二次回路的圖紙可分為原理圖和安裝圖，原理圖是體現二次回路工作

4、原理的圖紙，按其表現的形式又可分為歸總式原理圖及展開式原理圖。安裝圖又分為屏面布置圖及安裝接線圖。圖1-2為簡單過流保護的歸總式原理圖歸總式原理圖的特點是將二次回路的工作原理以整體的形式在圖紙中表示出來，例如相互連接的電流回路、電壓回路、直流回路等，都綜合在一起。因此，這種接線圖的特點是能夠使讀者對整個二次回路的構成以及動作過程，都有一個明確的整體概念。其缺點是對二次回路的細節表示不夠，不能表示各元件之間接線的實際位置，末反映各元件的內部接線及端子標號、回路標號等，不便于現場的維護與調試，對于較復雜的二次回路讀圖比較困難。因此在實際使用中，廣泛采用展開式原理圖。圖1-2 歸總式原理圖圖1-3為

5、展開式原理圖展開式原理圖的特點是以二次回路的每個獨立電源來劃分而進行編制的。如交流電流回路、交流電壓回路、直流控制回路、繼電保護回路及信號回路等。根據這個原則，必須將同屬一個元件的電流線圈、電流線圈以及接點分別畫在不同的回路中，為了避免混淆，屬于同一個元件的線圈、接點等，采用相同的文字符號表示。展開式原理圖的接線清晰，易于閱讀，便于掌握整套繼電保護及二次回路的動作過程、工作原理，特別是在復雜的繼電保護裝置二次回路中，用展開式原理圖其優點更為突出。圖1-3 展開式原理圖圖1-5為保護屏屏面布置圖屏面布置圖是加工制造屏柜和安裝屏柜上設備的依據。上面每個元件的排列、布置，根據運行操作的合理性，并考慮

6、維護運行和施工的方便來確定，因此應按一定比例進行繪制，并標注尺寸。圖1-4 GXH101A-122S型保護屏面布置圖圖1-5 變電所保護屏布置圖安裝接線圖是以屏面布置圖為基礎，以原理圖為依據而繪制成的接線圖。它標明了屏柜上各個元件的代表符號、順序號，以及每個元件引出端子之間的連接情況，它是一種指導屏柜配線工作的圖紙。為了配線方便，在安裝接線圖中對各種元件和端子都采用相對標號法進行標號，用以說明這些元件間的相互連接關系。在國家電網公司編制的線路保護及輔助裝置標準化設計規范（Q/GDW161-2007）、變壓器、高壓并聯電抗器和母線保護及輔助裝置標準化設計規范（Q/GDW175-2008）中，對保

7、護柜中裝置及其端子排的標號原則進行了規范，具體如表1-1、表1-2。表1-1 線路保護及輔助裝置標號原則序號裝置類型裝置標號屏（柜）端子排標號1線路保護1n1D2線路獨立后備保護（可選）2n2D3斷路器保護（帶重合閘）3n3D4操作箱4n4D5交流電壓切換箱7n7D6斷路器輔助保護（不帶重合閘）8n8D7過電壓及遠方跳閘保護9n9D8短引線保護10n10D9遠方保護傳輸裝置11n11D表1-2 元件保護及輔助裝置標號原則序號裝置類型裝置標號屏（柜）端子排標號1變壓器保護、高抗保護、母線保護1n1D2操作箱4n4D3變壓器、高抗非電量保護5n5D4交流電壓切換箱7n7D5母聯（分段）保護8n8D

8、二、二次回路標號（一）標號的作用二次設備數量多，相互之間連接復雜。要將這些二次連接起來就需要數量龐大的二次連線或二次電纜，如何才能把每相二次線與二次設備的相互表述清楚呢？有效的方法是標號，按二次連接線的性質、用途和走向為每一根線按一定規律分配一個唯一的標號就可以把繁雜的二次次一一區分開來。按線的性質、用途來進行標號叫回路標號法，按線的走向、按設備端子進行標號叫相對標號法。（二）回路標號法1、回路標號原則凡是各設備間要用控制電纜經端子排進行聯系的，都要按回路原則進行標號。某些在屏頂上的設備與屏內設備的連接，也要經過端子排，此時屏頂設備可看作是屏外設備，在其連接線上同樣按回路標號原則給以相應的標號

9、。換名話說，就是不在一起的二次設備之間的連接線就應使用回路標號。2、回路標號作用在二次回路圖里面，用得最多的就是展開式原理圖，在展開式原理圖中的回路標號和安裝接線圖端子排上電纜芯的標號是一一對應的，這樣看到端子排上的一個標號就可以在展開圖上找到對應的這一標號的回路；同樣看到展開圖上的某一回路，可以根據這一標號找到其圖連接在端子排上的各個點，從而為二次回路的檢修、維護提供極大的方便。3、回路標號的基本方法（1）用4位或4位以下的數字組成，需要標明回路的相別或某些主要特征時，可在數定標號前面（或后面）增注文字或字母符號。（2）按等電位的原則標注，即在電氣回路中，連于一點上的所有導線均標以相同的回路

10、標號。（3）電氣設備的接點、線圈、電阻、電容等元件所間隔的線段，即視為不同的線段，一般給予不同的標號；當兩段線路經過常閉接點相連，雖然平時都是等電位，但一旦接點斷開，就變為不等電位，所以經常閉觸點相連的兩段線也要給予不同標號。對于在接線圖中不經過端子而在屏內直接連接的回路，可不標號。4、直流回路標號細則直流回路標號有一個發展過程，原有的標號一般不超過3位阿拉伯數字，由于現在所建設的發電廠及變電站設備多，原有標號不夠使用，所以新的標號規則可以有4位數。具體見表1-3。表1-3 直流回路標號序號回路名稱原標號新標號1正源回路11012013011012013014012負源回路2102201302

11、1022023024023合閘回路3-31103-131203-231303-3311032033034034合閘監視回路51052053051052053054055跳閘回路33-49133-1492332-49333-349133113312332332133223333331333233433413342336跳閘監視回路35135235335135113512352352135223533531353235435413542357備用電源自動合閘回路50-69150-169250-269350-369150-169250-269350-369450-4698開關設備的位置信號回路70-

12、89170-189270-289370-389170-189270-289370-389470-4899事故跳閘音響信號回路90-99190-199290-299390-399190-199290-299390-399490-49910保護回路01-99（或JIJ99）01-099（或0101-0999）11發電機勵磁回路601-699601-699（或6011-6999）12信號及其他回路701-999（不夠時可遞增）701-799（或7011-7999）13斷路器位置遙信回路801-809801-809（或8011-8999）14斷路器合閘繞組或操動機構電動機回路871-879871-87

13、9（或8711-8799）15隔離開關操作閉鎖回路881-889881-889（或8810-8899）16發動機調速電動機回路T991-T999991-999（或9910-9999）17變壓器零序保護共用電流回路J01、J02、J03001、002、00318變送器后回路A001A99919至微機系統數字量D001-D99920至閃光報警裝置S001-S999注：1、無備用電源自動投入裝置的安裝單位，序號7的標號可用于其他回路。 2、斷路器或隔離開關為分相操動機構時，序號3、5、14、15等回路標號后應以A、B、C標志區別。從表1-3可以看出：（1）對于不同用途的直流回路，使用不同的數字范圍。

14、（2）控制和保護回路使用的數字標號，按熔斷器所屬的回路進行分組，每一百個數分為一組，如100199，201299，301399，-其中每段里面先按正極性回路（編為奇數）由小到大，在編負極性回路（偶數）由大到小，如100、101、103、-，142，140，-。 （3）信號回路的數字標號，按事故、位置、預告、指揮信號進行分組，按數字大小進行排列。 （4）開關設備、控制回路的數字標號組，應按開關設備的數字序號進行選取。例如有3個控制開關，則1號控制回路對應的標號選101199，2號控制回路所對應的選201299，3號控制回路所對應的選301399。對分相操作的斷路器，其不同相別的控制回路常用在數字

15、組后加英文字母來區別，如107A，355B。 （5）正極回路的線段按奇數標號，負極回路的線段按偶數標號；每經過回路的主要壓降元（部）件（如線圈、繞組、電阻等）后，即行改變其極性，其奇偶順序即隨之改變。對不能標明極性或其極性在工作中改變的線段，可任選奇數或偶數。 （6）對于某些特定的主要回路通常給予專用的標號組。例如：正電源101、201，負電源102、202等。 5、交流回路標號原則 交流回路的標號原則與直流回路類似，具體見表1-4。表1-4 交流回路標號原則序號回路名稱標 號用途A相B相C相中性線零序1保護裝置及測量儀表電流回路LHA4001A4009B4001B4009C4001C4009

16、N4001N4009L4001L400921LHA4011A4019B4011B4019C4011C4019N4011N4019L4011L401932LHA4021A4029B4021B4029C4021C4029N4021N4029L4021L402949LHA4091A4099B4091B4099C4091C4099N4091N4099L4091L4099510LHA4101A4109B4101B4109C4101C4109N4101N4109L4101L4109629LHA4291A4299B4291B4299C4291C4299N4291N4299L4291L429971LLHLL4

17、11LL41982LLHLL421L4299保護裝置及測量儀表電壓回路1YHA611A619B611B619C611C619N611N619L611L619102YHA621A629B621B629C621C629N621N629L621L62911A631A639B631B639C631C639N631N639L631L63912經隔離開關輔助觸點或繼電器切換后的電壓回路610kVA(C、N)760769、B6001335kVA(C、N)730739、B60014110kVA(B、C、L、S)710719、N60015220kVA(B、C、L、S)720729、N60016330（500）k

18、VA(B、C、L、S)730739、N600A(B、C、L、S)750759、N60017絕緣檢查電壓表的公用回路A700B700C700N70018母線差動保護公用電流回路610kVA360B360C360N3601935kVA330B330C330N33020110kVA310B310C310N31021220kVA320B320C320N32022330（500）kVA330（A350）B330（B350）C330（C350）N330（N350）23未經切換的電壓回路TV01A611A619B611-B619C611-619N611-N619L611L61924TV09A691A699B

19、691B699C691C699N691N699L691L699注：在設計序號330kV系統的13、16和序號19、22的標號需要加以區分時，330kV的序號13和22的標號為A（B、C、L）750759和A350、B350、C350。（1）對于不同用途的交流回路，使用不同的數字組，在數字組前加大寫的英文字母來區別其相別。例如電流回路用A411419，電壓回路用B611619等。（2）電流互感器和電壓互感器的回路，均需在分配給他們的數字標號范圍內，自互感器引出端開始，按順序標號。（3）某些特定的交流回路給予專用的標號組。如用“A310”標示110kV母線電流差動保護A相電流公共回路；“B320I

20、”標示220kV的I母線電流差動保護B相電流公共回路；“C700”標示絕緣檢查電壓表的C相電壓公共回路等。（三）、相對編號法相對標號常用于安排接線圖中，供制造、施工及運行維護人員使用。當甲、乙兩個設備需要互相連接時，在甲設備的接線柱上寫上乙設備的標號及具體接線柱的標號，在乙設備的接線柱上寫上甲設備的標號及具體接線柱的標號，這種相對應標號的方法稱為相對標號法。如圖1-6 即用相對標號標示的二次安裝接線圖，其中以羅馬數字和阿拉伯數字組合為設備標號。1、相對標號的作用回路標號可以將不同安裝位置的二次設備通過標號連接起來，對于同一屏內或同一箱內的二次設備，相隔距離近，相互之間的連線多，回路多，采用回路

21、標號很難避免重號，而且不便查線和施工，這時就只有使用相對標號：先把本屏或本箱的所有設備順序標號，再對每一設備的每一個接線柱進行標號，然后在需要接線的接線柱旁邊寫上對端接線柱標號，以此來表達每一連線。2、相對標號的組成一個相對標號就代表一個接線樁頭，一對相對標號就代表一根連接線，對于一面屏、一個箱子，接線柱數百個，每個接線柱都得標號，標號要不重復、好查找，就必須統一格式，常用的是“設備標號”“接線樁頭號”格式。（1）設備標號一種是以羅馬數定和阿位伯數字組合的標號，多用于屏（箱）內設備數量較多的安裝圖。羅馬數字表示安裝單位標號，阿拉伯數字表示設備順序，在該標號下邊，通常還有該設備的文字符號和參數型

22、號。（2）設備接線柱標號。每個設備在出廠時對其接線柱都有明確標號，在繪制安裝接線圖時就應將這些標號按其排列關系、相對位置表達出來，以求得圖紙和實物的對應。對于端子排，通常按從左到右從上到下的順序用阿拉伯數字順序標號。把設備標號和接線標號加在一起，每一個接線柱就有了唯一的相對標號。圖1-6采用相對標號的二次安裝接線圖三、控制電纜的標號在一個變電站或發電廠里，如1-6圖所示二次回路里的控制電纜也有相當數量，為方便識別，需要對每一根電纜進行唯一標號，并將標號懸掛于電纜根部。圖1-6 變電所二次電纜排列圖電纜的標號一般如下：-其中第一位表示安裝單位設備的序號，超過10個時可用兩位數表示，第二、三位為所

23、安裝設備的拼音字頭，見表1-5，橫線后的前三位用阿拉伯數字表示電纜走向，根據不同的途徑有不同的編號范圍，見表1-6，最后一位用A、B、C表示相別，用R表示強弱電。如1Y-123、2SYH-112、3E-181A-。打頭字母表征電纜的歸屬，如“Y”就表示該電纜歸屬110kV線路間隔單元，若有幾個線路間隔單元，就以1Y、2Y、3Y進行區分；“E”表示220kV線路是隔單元；“2UYH”表示該電纜電屬于35kVII段電壓互感器間隔。為了方便安裝和維護，在電纜牌和安裝接線圖上，不僅要注明電纜標號，還要在其后標注電纜規格和電纜詳細走向，如表1-5中所示：表1-5 部分設備拼音符號序號電壓及線路特征符 號

24、序號安裝設備名稱符 號1500kVWU11發電機F2330 kVSS12發變組FB3220 kVE13變壓器B4154kVYU14母聯斷路器LD5110 kVY15分段斷路器F660 kVLS16旁路斷路器PD735 kVU17電壓互感器YH820 kVER18消弧線圈X910 kVS19母線保護MB106 kVL20中央信號ZX表1-6 各種電纜途徑控制電纜的編號范圍序號途徑基本編號可增加編號1控制室去各處電纜100129200229，300-3292控制室屏間聯絡電纜130-149230-249，330-3493電動機及廠用配電裝置電纜150-159250-259，350-3594出線小室

25、電纜160-179260-279，360-3795配電裝置內電纜180-189280-289，380-3896主變壓器處的聯絡電纜190-199290-299，390-399四、二次接線圖中常見的圖形符號二次回路的圖形符號是設計、安裝、調試、運行等二次回路的工程語言，為了方便繪制二次圖紙，必須采用相應的圖形來標定各種電氣設備。常見的電氣設備圖形符號如下所示。 二次回路接線圖中最常見的文字標號DL斷路器及其輔助觸點YJJ電壓監視中間繼電器G隔離開關及其輔助觸點A電流表LH電流互感器 V電壓表YH電壓互感器 W有功功率表HC合閘接觸器 War無功功率表HQ合閘線圈 Hz頻率表TQ跳閘線圈S整步表L

26、J電流繼電器Wh有功千瓦時表YJ電壓繼電器varh無功千瓦時表SJ時間繼電器KK控制開關CJ差動繼電器ZK轉換開關GJ功率繼電器TK同期轉換開關XJ信號繼電器STK手動同期轉換開關RJ熱繼電器CK測量裝換開關WJ溫度繼電器XK信號轉換開關WSJ瓦斯繼電器DK刀開關ZCH重合閘裝置MK滅磁開關BCJ保護出口繼電器LK聯動開關ZJ中間繼電器XWK限位開關HWJ合閘位置繼電器XD信號燈TWJ跳閘位置繼電器LD綠色信號燈HJ合閘繼電器HD紅色信號燈TJ跳閘繼電器BD白色信號燈TJJ同步檢查繼電器GP光字牌XMJ信號脈沖繼電器（沖擊繼電器）WS位置指示器JJ檢查繼電器FM蜂鳴器SXJ事故信號中間繼電器D

27、D電笛YXJ預告信號中間繼電器JL警鈴BSJ閉鎖繼電器HA合閘按鈕JSJ加速繼電器TA跳閘按鈕ZXJ指揮信號中間繼電器FA復歸按鈕XKL溫度繼電器ZXA指揮信號按鈕XCJ瓦斯繼電器YJA中央印象信號接觸按鈕FJ重合閘裝置YA試驗按鈕ZZJ保護出口繼電器SA事故按鈕XZJ中間繼電器QA啟動按鈕XJJ合閘位置繼電器RD熔斷器TBJ跳閘位置繼電器JRD擊穿保護器KM合閘繼電器RRD弱電熔斷器（熱線軸）RKM跳閘繼電器ZM轉角變壓器小母線TXM同步檢查繼電器XDC蓄電池XM信號脈沖繼電器（沖擊繼電器）Z整流器RXM檢查繼電器R電阻五、二次回路連接導線截面的選擇 二次回路中各連接導線的機械強度及電氣性能

28、應滿足安全經濟運行的要求。而導線的機械強度及電氣性能與材料及截面有關。1、按機械強度要求若按導線的機械強度滿足要求選擇其截面，首先應知道導線所接的端子排端子。連接強電端子銅導線的截面，應不小于 1.5,而連接弱電端子銅導線的截面，應不小于0.5。2、按電氣性能要求 在保護和測量儀表中，交流電流回路導線應采用銅導線，其截面應大于或等于2.5。此外，電流回路的導線截面還應滿足電流互感器誤差不大于10%的要求。交流電壓回路導線截面至表計輸入端的電壓降考慮。對于電能計量儀表（電度表），運行時由電壓互感器至表計輸入端的電壓降不得超過電壓互感器二次額定電壓的0.5%；對于其他測量儀表，在正常負荷下上述壓降

29、不能超過3%，當全部測量儀表及保護裝置均投入運行時，上述壓降也不得超過3%。在操作回路中，導線截面的選擇，應滿足正常最大負荷下由操作母線至各被操作設備端的導線壓降不能超過額定母線電壓的10%。六、二次回路的劃分1、從電流互感器、電壓互感器二次端子開始到有關繼電保護裝置的二次回路。2、從繼電保護直流分路熔斷絲開始到有關保護裝置的二次回路。3、從保護裝置到控制屏（測控屏）和中央信號屏的直流回路。4、繼電保護裝置出口端子排到斷路器操作箱端子排的跳、合閘回路。七、二次回路的讀圖方法二次回路圖的邏輯性很強，在繪制時遵循一定的規律，讀圖時如能按些規律就很容易讀懂。尤其是對比較復雜的繼電保護裝置的二次回路圖

30、紙，每個回路有數十甚至上百個元件組成，把這些元件按一定的邏輯及標準符號用線連接起來，回路是很復雜的。 讀圖前首先要弄懂該圖所繪繼電保護的功能及動作原理，圖紙上所標符號的含義，然后按先交流、后直流，先上后下、先左后右的順序讀圖。對交流部分，要先看電源，再看所接元件。對直流元件，要先看線圈，再查接點，每一個接點的作用都要查清。 第三節 繼電保護用電流互感器及電流回路電力系統的一次電壓很高，電流很大，且運行的額定參數千差萬別，用以對一次系統進行測量、控制的儀器儀表及保護裝置無法直接接入一次系統，一次系統的大電以需要使用電流互感器進行隔離，使二次的繼電保護、自動裝置和測量儀表能夠安全準確地獲取電氣一次

31、回路電流信息。電流互感器有電磁式互感器（如1-7圖所示）、電子及光電式電流互感器（如1-8圖所示），下面主要介紹的是電磁式的電流互感器。圖1-7 電磁式電流互感器圖1-8 電子及光電式電流互感電磁式電流互感器是一個特殊形式的變換器，它的二次電流正比于一次電流。因為其二次回路的負載阻抗很小，一般只有幾個歐姆，所以二次工作電壓也很低，當二次回路阻抗大時二次工作電壓U=IZ也變大，當二次回路開路時，U將上升到危險的幅值，它不但影響電流傳變的準確度，而且可能損壞回路的絕緣，燒毀電流互感器鐵芯。所以電流互感器的二次回路不能開路。一、電磁式電流互感器簡介電磁式電流互感器的一次和二次繞組的極性應按減極性原則

32、標注，即當在一、二次繞組中同時由同極性端子通入電流時，它們在鐵芯中產生磁通的方向應相同。如圖1-9所示，L1和K1為同極性端子，可在同極性端子上標注以星號“*”。當一次電流從極性端子L1流入時，在二次繞組中感應出的電流應從極性K1端子流出。電流互感器的極性及相量圖如圖1-10所示，選取電流互感器一次和二次繞組中電流的正方向相反，選取一次繞組中的電流從L1流向L2為正，二次繞組中的電流從K2流向K1為正。這時一次和二次繞組中規定的電流方向正好相反，鐵芯中的合成磁場應為一次繞組和二次繞組磁動勢的相量之差，即圖1-9 電流互感器極性的標注 圖1-10電流互感器的極性所以為了便于正確接線和理論分析，電

33、流互感器一次和二次繞組引出端子都標有極性符號。一次繞組L1為首端、L2為尾端；二次繞組K1為首端、K2為尾端。通常用“”符號標記在L1、K1或L2、K2上，表示它們是同性端。設一次電流由首端L1流入，從尾端L2流出，二次電流由首端K1流出，從尾端K2流入。當忽略電流互感器勵磁電流后，鐵芯中合成磁勢為一次和二次繞組安匝數之差，即由式： 1、電磁式電流互感器誤差由于勵磁電流及一、二次繞組阻抗上的壓降的存在和影響，使電流互感器的一次電流與二次電流之比不等于它的額定變比，這種誤差相對值的百分比稱為比值誤差。除了比誤差外，互感器還存在相角誤差。所謂角誤差的折算到二次側的一次電流與二次電流之間的相角差。其

34、主要原因是勵磁電流存在造成比誤差和角誤差。如1-11圖所示電流互感器的等值電路和相量圖。圖1-8等值電路和相量圖 、為電流互感器一次繞組和二次繞組的漏抗，為勵磁阻抗，為負荷阻抗，、為折合到二次側匝數的值，它們的表達式為 由于勵磁電流存在，使與存在一個差值，而且在相位上也不完全同相，這就引起了電流電感器的誤差。電流互感器的誤差有變比誤差和角度誤差。變比誤差定義為繼電保護對互感器準確度的要求與電工儀表有很大不同。這種不同首先表現在工作條件上。對電工測量來講，要求互感器的在額定工作條件（額定電流、額定電壓）下，保證誤差極限不超過準確等級的要求。但對繼電保護而言，則要求在發生短路故障的情況下，互感器有

35、一定的準確度就可以了。其次，繼電保護對互感器準確度的要求通常要比電工測量的要求低，這是因為互感器的誤差將直接影響儀表的指示值，而在繼電保護中還可借助可靠系數、靈敏系數等來修正互感器誤差的影響。所以對保護用電流互感器的要求是：比誤差不超過10%，角誤差不超過。這就是通常所說的繼電保護對電流互感器10%誤差要求。在工程中測量電流互感器的比誤差和角誤差的方法如下圖所示。圖 1-9電流互感器誤差試驗原理圖 對已制成的用繼電保護的電流互感器，本體產生誤差主要原因是勵磁電流的存在及鐵芯飽和的影響。在使用中產生互感器誤差的主要因素有兩個：其一是電流互感器工作時的一次電流倍數，其二是電流互感器的二次負載。 2

36、、減小誤差的措施 （1）勵磁電流是造成電流互感器誤差的主要原因，因此要減小誤差就必須從減少勵磁電流著手。為了減小勵磁電流，必須：1）采用高導磁率的材料做鐵芯，并增大鐵芯截面，縮短磁短長度；2）適當增大電流互感器的變比；3）限制二次負載。（2）現場比較常用的減小電流互感器誤差的有效方法是：1）增加連接導線的有效截面，如采用較大截面的電纜，或者兩芯、多芯并聯使用，以減少二次負載的阻抗值；2）選用較大的變比；3）兩個型號相同、變比相同的電流互感器串聯使用，這時每個電流互感器的負載將為整個負載的一半。 二、電流互感器的參數 1、電流互感器的一次參數電流互感器的一次參數主要有一次額定電壓與一次額定電流。

37、一次額定電壓的選擇主要是滿足相應電網電壓的要求，其絕緣水平能夠承受電網電壓長期運行，并承受可能出現的雷電過電壓、操作過電壓及異常運行方式下的電壓，如小接地電流方式下的單相接地。一次額定電流的考慮較為復雜，一般應滿足以下要求。（1）應大于所在回路可能出現的最大負荷電流，并考慮適當的負荷增長，當最大負荷無法確定時，可以取與斷路器、隔離開關等設備的額定電流一致。 （2）應能滿足短時熱穩定和動穩定電流的要求。一般情況下，電流互感器的一次額定電流越大，所能承受的短時熱穩定和動穩定電流值也越大。 （3）由于電流互感器的二次額定電流一般為標準的5A與1A，電流互感器的變比基本由一次電流額定電流的大小確定，所

38、以在選擇一次電流額定電流時要核算正常運行測量儀表要運行在誤差最小范圍，繼電保護用次級又要滿足誤差的要求。 （4）選取的電流互感器一次額定電流值應與國家標準GB1208-1997電流互感器推薦的一次電流標準值相一致。 2、電流互感器的二次額定電流 在GB1208-1997中，規定標準的電流互感器二次電流為1A和5A。 變電所電流互感器的二次額定電流采用5A還是1A，主要決定于經濟技術比較。在相同一次額定電流、相同額定輸出額定容量情況下，電流互感器二次電流采用5A時，其體積小，價格便宜，但電纜及接入同樣阻抗的二次設備時，二次負載將是1A額定電流時的25倍。所以一般在220kV及以下電壓等級變電站中

39、，220kV設備數量不多，而10110kV電壓等級的設備數量較多，電纜長度較短，電流互感器二次額定電流多采用5A的。在330kV及以上電壓等級變電站，220kV及以上電壓等級的設備數量較多，電流回路電纜較長，電流互感器二次額定電流多采用1A。為了既滿足測量、計量在正常使用的精度及讀數，又滿足故障大電流下繼電保護裝置的精工電流及電流互感器的10%誤差曲線要求，二個回路采用同樣的變比往往難以兼顧，所以常常要求不同次級具有不同變比。要求電流互感器的次級具有不同變比時，除實際變比不同外，最好的選擇是在二次回路設置抽頭，也可以在二次回路增加輔助電流互感器進行調節，但這一方法除了使二次回路接線復雜外，還使

40、回路的綜合誤差增大，如果輔助電流互感器的特性不好，將增加繼電保護裝置不正確動作的可能性。電流互感器的變比也是一個重要參數，當一次額定電流與二次額定電流確定后，其變比即確定。電流互感器的確定變比等于一次額定電流比二次額定電流。 3、電流互感器的額定輸出容量電流互感器的額定輸出容量是指在滿足額定一次電流、額定變比條件下，在保證所標稱的準確度級時，二次回路能承受的最大負載值，其單位一般用伏安表示。根據GB 1208-1997規定，額定輸出容量的標準值有5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100VA。對于電流互感器二次回路的負載，可以用式（6-1）來計算式中 電流互感器的額定二次

41、電流，單位A； 二次設備阻抗，單位； 二次回路連接導線的阻抗，單位； 二次回路連接點的接觸電阻，其大水取決于連接點的多少與連接點接觸是否良好，一般取0.050.1； 二次設備的接線系數；二次回路連接導線的接線系數。 電流互感器二次輸出容量必須大于，并留有適當裕度。 4、電流互感器的準確級 電流互感器根據使用場合不同，對電流測量的誤差有不同要求，因此有不同的準確級。我國電流互感器準確級和誤差限值如1-1所示，準確度級是指在規定二次負荷范圍內，一次電流為額定值時的最大誤差。 對保護級（B級供過流保護用，D級供差動保護用，5P，10P也是供保護用的）電流互感要求與測量級不同，對測量級電流互感器的要求

42、是在正常工作范圍內有較高的準確度，而當其通過故障電流時，則希望互感器早飽和，以至不受短路電流損壞。1-8電流互感器準確級和最大許誤差限值準確度級一次電流為額定電流的百分數（%）誤差限值二次負荷變化范圍變比誤差%相位誤差0.21020100-2000.50.350.2201510(0.251)0.51020100-20010.750.560453011020100-20021.5112090603105012050-1203.010不規定(0.51)B100100m3-10不規定m為額定10%倍數三、電流互感器配置電流互感器的配置時應考慮以下因素（1）電流互感器二次繞組的數量與等級應滿足繼電保護

43、自動裝置和測量表計的要求。對于220kV線路，每相的電流互感器至少設有4個10P20、1個0.5級和1個0.2S級共6個繞組的電流互感器，以適應雙套保護、母線差動及失靈保護、故障錄波及測量計量的需要。10P20的含義是：該互感器為保護用，在一次側流過的最大電流為其一次額定電流20倍時，該互感器的綜合誤差不大于10%。（2）用于保護裝置時，應消除主保護的死區，保護接入電流互感器二次繞組的分配，應注意避免出現電流互感器內部故障時的保護死區。（3）對中性點直接接地系統，各回路應按三相式配置電流互感器，中性點非直接接地系統，一般按二相式配置電流互感器。當不能滿足繼電保護靈敏度要求或其他特殊要求時，可采

44、用三相式配置。（4）用于變壓器差動保護的各側電流互感器鐵芯宜具有相同的鐵芯形式，用于同一母線的差動保護的電流互感器鐵芯也應具有相同的鐵芯形式。目的是減少外部短路時的不平衡電流。四、電流互感器的常用接線方式1、電流互感器二次回路接線方式電流互感器二次回路的接線方式由測量儀表、繼電保護及自動化裝置和為電所監控系統、綜合自動化系統等裝置的要求以及電流互感器的配置情況而確定。電流互感器常見的接線方式有如下幾種。（1）單相式接線。如圖1-10所示，這種接線主要用于變壓器中性點和610kV電纜線路的零序電流互感器。該接線的特點是只裝一只電流互感器，反應單相或零序電流。圖1-10 單相式接線（2）兩相不安全

45、星形接線。如圖1-11所示，這種接線主要用于610kV小電流接地系統的測量和保護回路接線，可以測量三相電流、有功功率、無功功率、電能等。該接線的特點是采用兩只電流互感器，一般裝在A、C兩相，它能反映相間故障電流，不能完全反映接地故障。圖1-11兩相不安全星形接線（3）三相完全星形接線。如圖1-12所示，這種接線用于110500kV大接地電流系統的測量和保護回路，可以測量三相電流、有功功率、無功功率和電能等。該接線的特點是采用三只電流互感器，分別裝在A、B、C三相，二次負載為星形接線，能反映相同及接地故障。圖1-12 三相完全星形接線（4）三角形接線。如圖1-13所示，該種接線主要用于Y，d接線

46、變壓器差動保護星形側電流回路。接入繼電器的電流為兩相電流互感器電流之差，因此繼電器回路無零序電流分量，流入繼電器的電流為相電流的倍。該接線的特點是，三相電流互感器按極性首尾相串，用于Y，d變壓器差動保護中以消除由于變壓器接線組別的影響而在差動回路中產生的不平衡電流。圖1-13 三角形接線（5）和電流接線。如圖1-14所示，這種接線用于一個半斷路器接線、三角形接線、橋形接線的測量和保護回路。圖1-14 和電流接線2、測量儀表的電流回路接線 同一次回路的各種測量儀表的電流回路應串聯在一起，供測量儀表電流回路的電流互感器按不完全星形或完全星形方式接線。串聯的順序應考慮使電流回路的電纜最短。一般的順序

47、是電流表、功率表、電能表、記錄型儀表、變送器。 測量儀表用的電流互感器二次側的中性點在配電裝置處一點接地。各回路的測量表計電流回路通常用一根專用電纜由配電裝置的電流互感器端子箱引至表計屏。 3、保護用電流互感器的二次回路 保護用電流互感器的二次回路接線要根據繼電保護裝置的要求而確定。一般來說，過電流保護、阻抗保護、高頻保護、母線差動保護、變壓器差動保護的三角形側電流互感都采用星形或不完全星形接線，而變壓器差動保護為了使各側電流相位匹配，要求星形側的電流互感器二次側接成三角形，但現在微機主變保護大多采用算法進行相位校正，因此也可采用星形接線。 注意，不允許將繼電保護裝置接在測量用二次繞組。這是因

48、為在短路情況下，測量用鐵芯很快飽和，有可能引起繼電保護裝置拒動。通常也不允許將測量儀表接在保護用二次繞組。這是因為保護用的二次繞組誤差大，不能滿足測量精度的要求，且在一次系統故障時有可能使測量儀表損壞。 保護用電流互感器二次側應設一個接地點，如果采用兩點接地時，會引入地電位差電流。接地點一般在配電裝置經端子排接地。有幾組電流互感器連接構成的保護用電流互感器，二次回路應在保護屏上設一個公用接地點，即可避免中電流和電流互感器二次回路電流的耦合引起保護誤動。 電流互感器二次回路一般不應設置切換回路，當確實需要切換時，應確保在切換時電流互感器二次回路不能開路。 五、電流二次回路接線 工程中電流回路如1

49、-15圖所示，A、B、C三相電流互感器通過二次電纜連接到開關端子箱，通過端子箱的端子排按繞組的準確級和相別分別接保護裝置、母差失靈裝置、故障錄波裝置、測量儀表、電能計量等回路，為上述裝置和儀表提供電流分量。圖1-15 電流回路連接圖根據二次回路標號原則，我們將電流回路連接方式按二次回路規定的標號、符號、線路進行連接起來，就成為我們常說的電流回路圖。在工程中施工人員按照設計圖紙進行施工，如某220kV線路保護電流回路如圖1-16所示。圖1-16 220kV線路保護電流回路電壓互感器及電壓回路與電流互感器相同，電壓互感器是隔離高電壓，供繼電保護、自動裝置和測量儀表獲取一次電壓信息的傳感器。電壓互感

50、器也有電磁式、電容式與電子式三種，下面介紹電磁式和電容式電壓互感器。電壓互感器是一種特殊形式的變換器，與不同于電流互感器的是，它是二次電壓正比與一次電壓。電壓互感器的二次負載阻抗一般較大，其二次電流I=U/Z，在二次電壓一定的情況下，阻抗越小則電流越大，當電壓互感器二次回路短路時，二次回路的阻抗接近為0，二次電流I將變得非常大，如果沒有保護措施，將會燒壞電壓互感器。所以電壓互感器的二次回路不能短路。一、電磁式電壓互感器簡介1、電磁式電壓互感器工作原理電磁式電壓互感器的工作原理與一般電力變壓器一樣，但不同的是容量較小，要用其二次電壓準確地反映一次電壓，因此要求誤差要小，二次側所接測量儀表和繼電器

51、電壓繞組，其阻抗值很大，故電壓互感器近于空載狀態下運行。電壓互感器的額客變比為其一、二次側額定電壓之比為：2、電壓互感器的誤差及準確級電壓互感器的等值電路與普通變壓器相同，其相量圖如下，圖中一次側電量已折算到二次側，為了說明問題，圖中負荷電壓降被夸大了。從圖中可看出，電壓互感器誤差表現在上，即有數值差別也有相位數別。顯然，電壓互感器誤差與二次負荷及其負荷及其功率因數和一次電壓等運行參數有關。電壓互感器的數值誤差為電壓互感器的角度誤差為二、電容式電壓互感器簡介電容式電壓互感器用于110500KV中性點直接接地電力系統中，它是利用分壓原理實現電壓變換的，在超高壓電容式電壓互感器中，還需要一個電磁式

52、電壓互感器將電容分壓器輸出的較高電壓進一步變換成二次額定電壓，并實現一次電路與二次電路之間的隔離。1、電容式電壓互感器的工作原理。電容式電壓互感器原理接線圖如下，C1、C2為分壓電容，T為隔離變壓器，其變比為為負荷阻抗，圖所示為電容式電壓互感器簡化等值電路。如忽略隔離變壓器勵磁阻抗并將漏抗歸并到負荷阻抗之中，當隔離變壓器二次開路時，各電壓關系為K-分壓比， 當二次側接入負荷后，可得到輸出電壓為可見，接入負荷后，由于負荷電流和內阻抗造成電壓誤差為2、電容式電壓互感的暫態誤差電磁式電壓互感時間常數很小，電力系統短路使一次電壓突然降為零時，電感中儲藏的能量能迅速釋放，因而產生的電壓自由分量衰減很快，

53、所以電磁比電壓互感器暫態過程時間很短不會影響保護裝置的快速性和準確性。三、電壓互感器的參數1、電壓互感器的一次參數電壓互感器的一次參數主要是額定電壓。其一次額定電壓的選擇主要是滿足相應電網電壓的要求，其絕緣水平能夠承受電網電壓長期運行，并承受可能出現的雷擊過電壓、操作過電壓及異常運行方式下的電壓，如小接地電流方式下的單相接地。對于三相電壓互感器和用于單相系統或三相系統間的單相互感器，其額定一次電壓符合GB15620003標準電壓所規定的某一標稱電壓，即：6、10、15、20、35、60、110、220、330、500kV。對于接在三相系統相與地之間或中性點與地之間的單相電壓互感器，其額定一次電

54、壓為上述額定電壓的。2、電壓互感器的二次額定電壓電壓互感器的二次電壓標準值，對接于三相系統相間電壓的單相電壓互感器，二次額定電壓為100V。對接在三相系統相與地間的單相電壓互感器，當其額定一次電壓為某一數值除以時，其額定二次電壓必須為，以保持額定電壓比的不變。接在開口三角的剩余電壓繞組額定電壓與系統中性點接地方式有關。大接地電流系統的接地電壓互感器額定二次電壓為100V，小接地電流的接地電壓互感器額定二次電壓為。電壓互感器的變比是一個重要參數，當一次額定電壓與二次額定電壓確定后，其變比即確定。電壓互感器的額定變比等于一次額定電壓比二次額定電壓。3、電壓互感器的額定輸出容量電壓互感器額定的二次繞

55、組及剩余電壓繞組容量輸出標準是10、15、25、30、50、75、100、150、200、250、300、400、500VA。對于三相式電壓互感器，其額定輸出容量是指每相的額定輸出。當電壓互感器二次承受負載功率因素為0.8（滯后），負載容量不大于額定容量時，互感器能保證幅值與相位的精度。除額定輸出外，電壓互感器還有一個極限輸出值。其含義是在1.2倍額定一次電壓下，互感器各部位溫升不超過規定值。二次繞組能連續輸出的視在功率值。在選擇電壓互感器的二次輸出時，首先要進行電壓互感器所接的二次負荷統計。計算出各臺電壓互感器的實際負荷，然后再選出與之相近并大于實際負荷的標準的輸出容量。并留有一定的裕度。4

56、、電壓互感器的誤差電壓互感器同電流互感器一樣由勵磁電流、繞組的電阻及電抗存在，當電流流過一次及二次繞組時要產生電壓降和相位偏移。使電壓互感器產生電壓比值誤差和相位誤差。電壓互感器電壓變比誤差和相位誤差的限值取決于電壓互感器的準確度級。GB1207-1997電壓互感器規定如下：（1）對于測量用電壓互感器的標準準確度級有：0.1、0.2、0.5、1.0、3.0五個等級。（2）滿足測量用電壓互感器電壓誤差和相位誤差有一定條件，即在額定頻率下，其一次電壓在80120%額定電壓的任一電壓值，二次負載的功率因數為0.8(滯后)，二次負載的容量在25%100%之間，測量用電壓互感器的誤差限值如表1-9表1-

57、9 測量用電壓互感器準確級和誤差限值準確級比誤差相位差（）(crad)0.10.150.150.20.2100.30.50.5200.61.01.0401.23.03.0不規定不規定（3）繼電保護用電壓互感器的標準準確度有3P和6P兩個等級。（4）由于使用條件與目的不同，滿足繼電保護用電壓互感器誤差和相位誤差的條件與測量的有所不同，要求其頻率滿足額定值，二次負載的功率因數為0.8（滯后），二次負載的容量在25%100%之間外，其保證精度的一次電壓范圍為不小于5%的額定電壓在2%額定電壓下的誤差限值為5%額定電壓下的2倍。 （5）繼電保護用電壓互感器在5%額定電壓下的誤差限值如表1-10所示表1

58、-10 測量用電壓互感器準確級和誤差限值準確級比誤差相位差（）(crad)3P3.01203.56P6.02407.0四、電壓互感器的接線方式電壓互感器的二次接線主要有：單相接線、單線電壓接線、V/V接線、星形接線、三角形接線、中性點接有消諧電壓互感器的星形接線。（1）單相接線常用于大接地電流系統判線路無壓同期，可以接任何一相，但另一判據要用母線電壓的對應相，如圖1-17所示。其變比一般為，需要時也可以選。圖1-17 單相接線（2）單線電壓接線。接于兩相電壓間的一只電壓互感器，主要用于小接地電流系統判線路無壓或同期，因小接地電流系統允許單相接地，如果只用一只單相對地的電壓互感器，若電壓互感器正

59、好在接地相時，該相測得的對地電壓為零，則無法檢定線路是否確定已無壓，如果錯判則可能造成非同期合閘，如圖1-18所示，該接線也可用兩只分別接于兩相的單相電壓互感器代替，用兩相間的線電壓來判斷無壓或同期。其變比一般為。圖1-18單線電壓接線（3）V/V接線主要用于小接地系統的母線電壓測量，它只要兩只接于線電壓的電壓互感器就能完成三相電壓的測量，節約了投資。但是該接線在二次回路無法測量系統的零序電壓，當需要測量零序電壓時，不能使用該接線。具體接線見圖1-19，其變比一般為。圖1-19 V/V接線（4）星形接線與三角形接線。常用于母線測量三相電壓及零序電壓。接線見圖1-20，星形接線的變比一般為，對于

60、三角形接線，在大接地電流系統中一般為，在小接地電流系統中為。對于三角形接線的電壓互感器二次側，因系統正常運行時無電壓，所以其輸出引線上不能安裝空氣開關或熔斷器，否則空氣開關跳閘或熔斷器熔斷時無法檢測，如果該回路使用中沒有負載，開口三角處不能短接，否則在系統中發生接地故障時要影響其他次級電壓的正確測量，出現長時間接地故障時，可能會造成電壓互感器二次繞組燒壞。圖1-20星形接線與三角形接線（5）中性點安裝有消弧電壓互感器的星形接線。在小接地電流系統，當單相接地時允許繼續運行2h，由于非接地相的電壓上升到線電壓，是正常運行時的倍，特別是間隙性接地還有暫態過電壓，這將可能造成電壓互感器鐵芯飽和，引起鐵