第六章_导体和电气设备的原理与选择.pptx
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26.16.1电气设备选择的一般条件电气设备选择的一般条件6.26.2高压断路器和隔离开关的原理与选择高压断路器和隔离开关的原理与选择6.36.3互感器的原理与选择互感器的原理与选择6.46.4限流电抗器的选择限流电抗器的选择6.56.5高压熔断器的选择高压熔断器的选择6.66.6裸导体的选择裸导体的选择6.76.7电缆、电缆、绝缘子和套管的选择绝缘子和套管的选择第六章第六章导体和电气设备的导体和电气设备的原理与选择原理与选择36.36.3互感器的原理与选择互感器的原理与选择4q将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压电压电压电压(100V)(100V)(100V)(100V)和小电流和小电流和小电流和小电流(5A(5A(5A(5A或或或或1A)1A)1A)1A),从而使测量仪表和保,从而使测量仪表和保,从而使测量仪表和保,从而使测量仪表和保护装置标准化、小型化,并使其结构轻巧、价格便宜护装置标准化、小型化,并使其结构轻巧、价格便宜护装置标准化、小型化,并使其结构轻巧、价格便宜护装置标准化、小型化,并使其结构轻巧、价格便宜和便于屏内安装;并可采用小截面电缆进行远距离测和便于屏内安装;并可采用小截面电缆进行远距离测和便于屏内安装;并可采用小截面电缆进行远距离测和便于屏内安装;并可采用小截面电缆进行远距离测量。
量。
量。
量。
互感器是一次系统和二次系统间的联络元件互感器是一次系统和二次系统间的联络元件互感器是一次系统和二次系统间的联络元件互感器是一次系统和二次系统间的联络元件,用以,用以,用以,用以分别向测量仪表、继电器的电流线圈和电压线圈供电,分别向测量仪表、继电器的电流线圈和电压线圈供电,分别向测量仪表、继电器的电流线圈和电压线圈供电,分别向测量仪表、继电器的电流线圈和电压线圈供电,正确反映电气设备的正常运行和故障情况。
正确反映电气设备的正常运行和故障情况。
正确反映电气设备的正常运行和故障情况。
正确反映电气设备的正常运行和故障情况。
互感器的作用是:
互感器的作用是:
互感器的作用是:
互感器的作用是:
作者:
李长松版权所有互感器的作用互感器的作用q将二次设备与高压部分隔离,保护工作人员的安全;将二次设备与高压部分隔离,保护工作人员的安全;将二次设备与高压部分隔离,保护工作人员的安全;将二次设备与高压部分隔离,保护工作人员的安全;同时,互感器二次侧均接地,这样可防止当一、二次同时,互感器二次侧均接地,这样可防止当一、二次同时,互感器二次侧均接地,这样可防止当一、二次同时,互感器二次侧均接地,这样可防止当一、二次绝缘损坏时,在二次设备上发生高压危险。
绝缘损坏时,在二次设备上发生高压危险。
绝缘损坏时,在二次设备上发生高压危险。
绝缘损坏时,在二次设备上发生高压危险。
5作者:
李长松版权所有一、电流互感器的工作原理一、电流互感器的工作原理电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器,它的工作电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器,它的工作电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器,它的工作电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器,它的工作原理和变压器相似。
原理和变压器相似。
原理和变压器相似。
原理和变压器相似。
v一次绕组一次绕组一次绕组一次绕组串联串联串联串联在所测量在所测量在所测量在所测量的一次回路中,并且匝的一次回路中,并且匝的一次回路中,并且匝的一次回路中,并且匝数很少。
因此,一次绕数很少。
因此,一次绕数很少。
因此,一次绕数很少。
因此,一次绕组中的电流组中的电流组中的电流组中的电流IIII1111完全取决完全取决完全取决完全取决于被测回路的负荷电流,于被测回路的负荷电流,于被测回路的负荷电流,于被测回路的负荷电流,而与二次绕组电流而与二次绕组电流而与二次绕组电流而与二次绕组电流IIII2222大大大大小无关。
小无关。
小无关。
小无关。
电流互感器的原理接线如图:
电流互感器的原理接线如图:
电流互感器的原理接线如图:
电流互感器的原理接线如图:
TVTVTVTVNNNN1111NNNN2222IIII2222IIII1111负载负载负载负载AAAAWhWhWhWhTATATATA电流互感器的工作特点:
电流互感器的工作特点:
电流互感器的工作特点:
电流互感器的工作特点:
6作者:
李长松版权所有一、电流互感器的工作原理一、电流互感器的工作原理电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器,它的工作电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器,它的工作电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器,它的工作电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器,它的工作原理和变压器相似。
原理和变压器相似。
原理和变压器相似。
原理和变压器相似。
v二次绕组匝数二次绕组匝数二次绕组匝数二次绕组匝数NNNN2222很多,很多,很多,很多,是一次绕组匝数的若干是一次绕组匝数的若干是一次绕组匝数的若干是一次绕组匝数的若干倍。
二次绕组中的电流倍。
二次绕组中的电流倍。
二次绕组中的电流倍。
二次绕组中的电流IIII2222完全取决于一次绕组完全取决于一次绕组完全取决于一次绕组完全取决于一次绕组电流电流电流电流IIII1111。
即有:
即有:
即有:
即有:
电流互感器的原理接线如图:
电流互感器的原理接线如图:
电流互感器的原理接线如图:
电流互感器的原理接线如图:
TVTVTVTVNNNN1111NNNN2222IIII2222IIII1111负载负载负载负载AAAAWhWhWhWhTATATATA电流互感器的工作特点:
电流互感器的工作特点:
电流互感器的工作特点:
电流互感器的工作特点:
78作者:
李长松版权所有二、电流互感器的工作状态二、电流互感器的工作状态TVTVTVTVNNNN1111NNNN2222IIII2222IIII1111负载负载负载负载AAAAWhWhWhWhTATATATAv电流互感器的二次回路中电流互感器的二次回路中电流互感器的二次回路中电流互感器的二次回路中所串接的负载,是测量仪所串接的负载,是测量仪所串接的负载,是测量仪所串接的负载,是测量仪表和继电器的电流线圈。
表和继电器的电流线圈。
表和继电器的电流线圈。
表和继电器的电流线圈。
它们的阻抗都很小,因此它们的阻抗都很小,因此它们的阻抗都很小,因此它们的阻抗都很小,因此电流互感器在正常工作时,电流互感器在正常工作时,电流互感器在正常工作时,电流互感器在正常工作时,二次侧接近于短路状态二次侧接近于短路状态二次侧接近于短路状态二次侧接近于短路状态,这是与普通电力变压器的这是与普通电力变压器的这是与普通电力变压器的这是与普通电力变压器的主要区别。
主要区别。
主要区别。
主要区别。
电流互感器在正常工作时,二次绕组绝对不允许开路电流互感器在正常工作时,二次绕组绝对不允许开路电流互感器在正常工作时,二次绕组绝对不允许开路电流互感器在正常工作时,二次绕组绝对不允许开路9作者:
李长松版权所有二、电流互感器的工作状态二、电流互感器的工作状态v电流互感器在正常工作状电流互感器在正常工作状电流互感器在正常工作状电流互感器在正常工作状态时,二次负荷电流态时,二次负荷电流态时,二次负荷电流态时,二次负荷电流IIII2222所所所所产生的二次磁势产生的二次磁势产生的二次磁势产生的二次磁势FFFF2222对一次对一次对一次对一次磁势磁势磁势磁势FFFF1111有去磁作用,因此有去磁作用,因此有去磁作用,因此有去磁作用,因此合成磁势合成磁势合成磁势合成磁势FFFF0000及铁芯中的合及铁芯中的合及铁芯中的合及铁芯中的合成磁通成磁通成磁通成磁通数值都不大,在数值都不大,在数值都不大,在数值都不大,在二次绕组内所感应的电势二次绕组内所感应的电势二次绕组内所感应的电势二次绕组内所感应的电势EEEE2222数值不超过几十伏。
数值不超过几十伏。
数值不超过几十伏。
数值不超过几十伏。
v为了减小电流互感器的尺寸、重量和造价,其为了减小电流互感器的尺寸、重量和造价,其为了减小电流互感器的尺寸、重量和造价,其为了减小电流互感器的尺寸、重量和造价,其铁芯铁芯铁芯铁芯截面是按正常工作状态截面是按正常工作状态截面是按正常工作状态截面是按正常工作状态(即合成磁势(即合成磁势(即合成磁势(即合成磁势FFFF0000及铁芯中合及铁芯中合及铁芯中合及铁芯中合成磁通成磁通成磁通成磁通数值都不大的状态)数值都不大的状态)数值都不大的状态)数值都不大的状态)设计的设计的设计的设计的。
TVTVTVTVNNNN1111NNNN2222IIII2222IIII1111负载负载负载负载AAAAWhWhWhWhTATATATA10作者:
李长松版权所有二、电流互感器的工作状态二、电流互感器的工作状态v因此,如果运行中的电流互感器二次绕组开路,则二因此,如果运行中的电流互感器二次绕组开路,则二因此,如果运行中的电流互感器二次绕组开路,则二因此,如果运行中的电流互感器二次绕组开路,则二次磁势次磁势次磁势次磁势FFFF2222等于零,而一次磁势等于零,而一次磁势等于零,而一次磁势等于零,而一次磁势FFFF1111不变,且全部用于激磁。
不变,且全部用于激磁。
不变,且全部用于激磁。
不变,且全部用于激磁。
此时合成磁势此时合成磁势此时合成磁势此时合成磁势FFFF0000等于等于等于等于FFFF1111,比正常状态的合成磁势增大了,比正常状态的合成磁势增大了,比正常状态的合成磁势增大了,比正常状态的合成磁势增大了许多倍,使铁芯中的磁通急剧增加而达到饱和状态。
许多倍,使铁芯中的磁通急剧增加而达到饱和状态。
许多倍,使铁芯中的磁通急剧增加而达到饱和状态。
许多倍,使铁芯中的磁通急剧增加而达到饱和状态。
v铁芯饱和致使随时间变化的铁芯饱和致使随时间变化的铁芯饱和致使随时间变化的铁芯饱和致使随时间变化的磁通波形变为平顶波。
在波磁通波形变为平顶波。
在波磁通波形变为平顶波。
在波磁通波形变为平顶波。
在波形上升和下降处,因磁通急形上升和下降处,因磁通急形上升和下降处,因磁通急形上升和下降处,因磁通急剧变化在开路的二次绕组内剧变化在开路的二次绕组内剧变化在开路的二次绕组内剧变化在开路的二次绕组内所感应的电势所感应的电势所感应的电势所感应的电势EEEE2222可达几千伏甚可达几千伏甚可达几千伏甚可达几千伏甚至更高,对设备和人员是极至更高,对设备和人员是极至更高,对设备和人员是极至更高,对设备和人员是极其危险的。
其危险的。
其危险的。
其危险的。
ttttEEEE222211作者:
李长松版权所有三、电流互感器的误差三、电流互感器的误差ZZZZ2f2f2f2frrrr1111xxxx1111IIII1111rrrr2222xxxx2222rrrr0000xxxx0000IIII2222IIII0000EEEE2222UUUU22221.1.1.1.误差的来源误差的来源误差的来源误差的来源根据磁势平衡原理有根据磁势平衡原理有根据磁势平衡原理有根据磁势平衡原理有IIII1111NNNN1111-I-I-I-I2222NNNN2222=I=I=I=I0000NNNN1111可见,由于电流互感器可见,由于电流互感器可见,由于电流互感器可见,由于电流互感器本本本本身存在励磁损耗和磁饱和身存在励磁损耗和磁饱和身存在励磁损耗和磁饱和身存在励磁损耗和磁饱和等影响,使等影响,使等影响,使等影响,使一次电流一次电流一次电流一次电流IIII1111和二次电流和二次电流和二次电流和二次电流IIII2222在在在在大小和大小和大小和大小和相位上都有相位上都有相位上都有相位上都有误差误差误差误差。
IIII2222UUUU2222EEEE2222IIII0000IIII1111aaaaoooobbbbcccc+iiii12作者:
李长松版权所有三、电流互感器的误差三、电流互感器的误差1.1.1.1.误差的来源误差的来源误差的来源误差的来源
(1)
(1)
(1)
(1)电流误差电流误差电流误差电流误差ffffiiii:
为二次电流的测量值乘以额定电流比:
为二次电流的测量值乘以额定电流比:
为二次电流的测量值乘以额定电流比:
为二次电流的测量值乘以额定电流比所得的值与实际一次电流之差,占后者的百分数。
所得的值与实际一次电流之差,占后者的百分数。
所得的值与实际一次电流之差,占后者的百分数。
所得的值与实际一次电流之差,占后者的百分数。
因为因为因为因为所以所以所以所以13作者:
李长松版权所有三、电流互感器的误差三、电流互感器的误差1.1.1.1.误差的来源误差的来源误差的来源误差的来源
(1)
(1)
(1)
(1)电流误差电流误差电流误差电流误差ffffiiii:
当当当当iiii很小时,很小时,很小时,很小时,所以有:
所以有:
所以有:
所以有:
14作者:
李长松版权所有三、电流互感器的误差三、电流互感器的误差1.1.1.1.误差的来源误差的来源误差的来源误差的来源
(2)
(2)
(2)
(2)相位误差相位误差相位误差相位误差iiii:
为旋转:
为旋转:
为旋转:
为旋转180180180180的二次电流相量与一次的二次电流相量与一次的二次电流相量与一次的二次电流相量与一次电流相量之间的夹角。
电流相量之间的夹角。
电流相量之间的夹角。
电流相量之间的夹角。
当当当当-I-I-I-I2222超前超前超前超前IIII1111时,时,时,时,iiii为正。
为正。
为正。
为正。
当当当当iiii很小时:
很小时:
很小时:
很小时:
所以:
所以:
所以:
所以:
15作者:
李长松版权所有三、电流互感器的误差三、电流互感器的误差2.2.2.2.影响误差的因素影响误差的因素影响误差的因素影响误差的因素可见,可见,可见,可见,ffffiiii和和和和iiii都与激磁磁势都与激磁磁势都与激磁磁势都与激磁磁势FFFF0000(I(I(I(I0000NNNN1111)及一次磁势及一次磁势及一次磁势及一次磁势FFFF1111(I(I(I(I1111NNNN1111)有关。
有关。
有关。
有关。
FFFF0000FFFF1111ffffiiiiiiii;FFFF0000FFFF1111ffffiiiiiiii。
q具体影响电流互感器的误差的因素有:
具体影响电流互感器的误差的因素有:
具体影响电流互感器的误差的因素有:
具体影响电流互感器的误差的因素有:
一、二次绕组的匝数;一次电流的大小;一、二次绕组的匝数;一次电流的大小;一、二次绕组的匝数;一次电流的大小;一、二次绕组的匝数;一次电流的大小;铁芯材料质量、结构尺寸;二次回路的负载阻抗等铁芯材料质量、结构尺寸;二次回路的负载阻抗等铁芯材料质量、结构尺寸;二次回路的负载阻抗等铁芯材料质量、结构尺寸;二次回路的负载阻抗等16作者:
李长松版权所有三、电流互感器的误差三、电流互感器的误差3.3.3.3.减小误差的措施减小误差的措施减小误差的措施减小误差的措施A.A.A.A.运行时,应使一次实际电流接近一次额定电流。
运行时,应使一次实际电流接近一次额定电流。
运行时,应使一次实际电流接近一次额定电流。
运行时,应使一次实际电流接近一次额定电流。
q但如果但如果但如果但如果IIII1111继续增大,由于铁芯磁路饱和,误差反而会继续增大,由于铁芯磁路饱和,误差反而会继续增大,由于铁芯磁路饱和,误差反而会继续增大,由于铁芯磁路饱和,误差反而会增大。
同时,此时的发热也会超过允许值。
增大。
同时,此时的发热也会超过允许值。
增大。
同时,此时的发热也会超过允许值。
增大。
同时,此时的发热也会超过允许值。
q当当当当IIII1111比比比比IIIIN1N1N1N1小得多时,由于小得多时,由于小得多时,由于小得多时,由于FFFF1111很小,则误差较大。
很小,则误差较大。
很小,则误差较大。
很小,则误差较大。
q当当当当IIII1111=(100%-120%)I=(100%-120%)I=(100%-120%)I=(100%-120%)IN1N1N1N1时,时,时,时,FFFF1111ffffiiiiiiii。
17q多匝式:
多匝式:
多匝式:
多匝式:
NNNN11111111;当被测电流很小时,也能保证要求的;当被测电流很小时,也能保证要求的;当被测电流很小时,也能保证要求的;当被测电流很小时,也能保证要求的精度。
缺点是构造较复杂,价格贵。
当精度。
缺点是构造较复杂,价格贵。
当精度。
缺点是构造较复杂,价格贵。
当精度。
缺点是构造较复杂,价格贵。
当IIIIN1N1N1N1小于小于小于小于600A600A600A600A1000A1000A1000A1000A时,可以将电流互感器制成多匝式的。
时,可以将电流互感器制成多匝式的。
时,可以将电流互感器制成多匝式的。
时,可以将电流互感器制成多匝式的。
作者:
李长松版权所有三、电流互感器的误差三、电流互感器的误差3.3.3.3.减小误差的措施减小误差的措施减小误差的措施减小误差的措施B.IB.IB.IB.I1111较小时,必须增加一次绕组匝数较小时,必须增加一次绕组匝数较小时,必须增加一次绕组匝数较小时,必须增加一次绕组匝数NNNN1111。
q因为当因为当因为当因为当IIII1111很小时,若很小时,若很小时,若很小时,若NNNN1111=1=1=1=1;则;则;则;则IIII1111NNNN1111小,误差就大。
小,误差就大。
小,误差就大。
小,误差就大。
18作者:
李长松版权所有三、电流互感器的误差三、电流互感器的误差3.3.3.3.减小误差的措施减小误差的措施减小误差的措施减小误差的措施q单匝式:
单匝式:
单匝式:
单匝式:
NNNN1111=1=1=1=1;当被测电流很小时,误差很大。
优点;当被测电流很小时,误差很大。
优点;当被测电流很小时,误差很大。
优点;当被测电流很小时,误差很大。
优点是构造较简单,价格较低,尺寸较小,短路电流通过是构造较简单,价格较低,尺寸较小,短路电流通过是构造较简单,价格较低,尺寸较小,短路电流通过是构造较简单,价格较低,尺寸较小,短路电流通过时的动稳定度高。
时的动稳定度高。
时的动稳定度高。
时的动稳定度高。
IIIIN1N1N1N1大于大于大于大于600A600A600A600A1000A1000A1000A1000A的电流互感器,的电流互感器,的电流互感器,的电流互感器,都制成单匝式的。
都制成单匝式的。
都制成单匝式的。
都制成单匝式的。
B.IB.IB.IB.I1111较小时,必须增加一次绕组匝数较小时,必须增加一次绕组匝数较小时,必须增加一次绕组匝数较小时,必须增加一次绕组匝数NNNN1111。
19q增大铁芯的横截面增大铁芯的横截面增大铁芯的横截面增大铁芯的横截面SSSS,磁路不易饱和,磁路不易饱和,磁路不易饱和,磁路不易饱和作者:
李长松版权所有三、电流互感器的误差三、电流互感器的误差3.3.3.3.减小误差的措施减小误差的措施减小误差的措施减小误差的措施C.C.C.C.为了减小磁势为了减小磁势为了减小磁势为了减小磁势FFFF0000,必须减小铁芯的磁阻,必须减小铁芯的磁阻,必须减小铁芯的磁阻,必须减小铁芯的磁阻rrrrmmmm。
q缩短磁路长度缩短磁路长度缩短磁路长度缩短磁路长度L(L(L(L(如采用圆形截面铁芯如采用圆形截面铁芯如采用圆形截面铁芯如采用圆形截面铁芯)q采用磁导率采用磁导率采用磁导率采用磁导率高的电工钢高的电工钢高的电工钢高的电工钢20q因为,如果因为,如果因为,如果因为,如果FFFF1111不变的情况下,而增大不变的情况下,而增大不变的情况下,而增大不变的情况下,而增大ZZZZ2f2f2f2f,则,则,则,则IIII2222减小,减小,减小,减小,FFFF2222减小,使减小,使减小,使减小,使FFFF0000增大,结果是增大,结果是增大,结果是增大,结果是ffffiiii、iiii增大。
增大。
增大。
增大。
qZZZZ2f2f2f2f一般包括测量仪表阻抗、继电器的电流线圈阻抗、一般包括测量仪表阻抗、继电器的电流线圈阻抗、一般包括测量仪表阻抗、继电器的电流线圈阻抗、一般包括测量仪表阻抗、继电器的电流线圈阻抗、连接电缆电阻和接头电阻。
连接电缆电阻和接头电阻。
连接电缆电阻和接头电阻。
连接电缆电阻和接头电阻。
作者:
李长松版权所有三、电流互感器的误差三、电流互感器的误差3.3.3.3.减小误差的措施减小误差的措施减小误差的措施减小误差的措施D.D.D.D.要尽量减小二次回路的负载要尽量减小二次回路的负载要尽量减小二次回路的负载要尽量减小二次回路的负载ZZZZ2f2f2f2f。
21q由于二次电流与二次匝数成反比,所以减少二次绕组由于二次电流与二次匝数成反比,所以减少二次绕组由于二次电流与二次匝数成反比,所以减少二次绕组由于二次电流与二次匝数成反比,所以减少二次绕组的匝数的匝数的匝数的匝数NNNN2222会是二次电流比未减少匝数前增大,从而补会是二次电流比未减少匝数前增大,从而补会是二次电流比未减少匝数前增大,从而补会是二次电流比未减少匝数前增大,从而补偿了电流误差。
偿了电流误差。
偿了电流误差。
偿了电流误差。
作者:
李长松版权所有三、电流互感器的误差三、电流互感器的误差3.3.3.3.减小误差的措施减小误差的措施减小误差的措施减小误差的措施E.E.E.E.减少二次绕组的匝数减少二次绕组的匝数减少二次绕组的匝数减少二次绕组的匝数NNNN2222。
22v电流互感器的准确级以电流误差电流互感器的准确级以电流误差电流互感器的准确级以电流误差电流互感器的准确级以电流误差ffffiiii来定义的。
即:
来定义的。
即:
来定义的。
即:
来定义的。
即:
在规在规在规在规定的二次负荷变化范围内,一次电流为额定值时的最定的二次负荷变化范围内,一次电流为额定值时的最定的二次负荷变化范围内,一次电流为额定值时的最定的二次负荷变化范围内,一次电流为额定值时的最大电流误差大电流误差大电流误差大电流误差。
(准确级越大,误差越大,精度越低)。
(准确级越大,误差越大,精度越低)。
(准确级越大,误差越大,精度越低)。
(准确级越大,误差越大,精度越低)作者:
李长松版权所有四、电流互感器的准确级与额定容量四、电流互感器的准确级与额定容量1.1.1.1.电流互感器的准确级电流互感器的准确级电流互感器的准确级电流互感器的准确级q测量用:
测量用:
测量用:
测量用:
0.20.20.20.2级级级级0.50.50.50.5级级级级1111级级级级3333级级级级10101010级级级级q保护用:
保护用:
保护用:
保护用:
PPPP级级级级TPTPTPTP级级级级(
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- 第六 导体 电气设备 原理 选择