1. 电能计量主讲李丽lili@swust.edu.cn 西南科技大学 电能计量 第三章 测量用互感器 (第一节)

2. 电能计量主讲李丽lili@swust.edu.cn 西南科技大学 第三章 测量用互感器.章节导学(1) • 3.1 电压互感器的 结构和误差 • 3.2 电压互感器的 正确使用 • 3.3 电流互感器的 结构和误差 • 3.4 电流互感器的 正确使用 互感器的结构、铭牌标志、分类、工作原理、误差以及影响互感器误差的主要因素和二次压降对误差的影响 互感器的接线方式、互感器的正确选择以及使用互感器注意事项

3. 电能计量主讲李丽lili@swust.edu.cn 西南科技大学 第三章 测量用互感器.章节导学(2) • 要求: • 熟悉电压互感器、电流互感器的结构、工作原理，认识其铭牌参数； • 理解电压互感器、电流互感器的比差、角差的概念； • 熟悉影响互感器误差的主要因素及补偿方法；了解电压互感器二次导线压降对计量准确度的影响。 • 掌握Vv12、Yy12电压互感器的正确接线方式；会合理选择电压互感器； • 掌握电流互感器的正确使用方法；会合理选择电流互感器。

4. 电能计量主讲李丽lili@swust.edu.cn 西南科技大学 第三章 测量用互感器.章节导学 (3) • 互感器是一种可将测量高电压、大电流变换成低电压、小电流的变换器，从原理上看就是小容量变压器。 • 测量用互感器按用途一般分为电压互感器和电流互感器。 • 二者的区别是：电压互感器在运行时，二次绕组接近开路状态；电流互感器在运行时，二次绕组接近短路状态。

5. 一次绕组 二次绕组 高压绝缘套管 JDJ-35户外油浸式电压互感器 电能计量主讲李丽lili@swust.edu.cn 西南科技大学 3.1 电压互感器的结构和误差 一、电压互感器的结构 • 如图3-1所示为电压互感器的结构和图形符号，文字符号用TV表示。 • 特点为：一次绕组（A、X）的匝数（N1）多，线径细；二次绕组（a、x）的匝数（N2）少，线径粗。其中，A与a为同名端，用“• ”表示。

6. 电能计量主讲李丽lili@swust.edu.cn 西南科技大学 图3-1电压互感器示意图 TV 文字符号 （a）结构图 (b)图形符号 1-一次绕组 ；2-铁芯 ；3-二次绕组

7. 电能计量主讲李丽lili@swust.edu.cn 西南科技大学 二、电压互感器的铭牌标志(1) 3.1 电压互感器的结构和误差 • 1、电压互感器的型号意义： 电压互感器的铭牌上应标有电压等级、准确度、视在功率、一次电压或变比、绝缘方式、安装方式、户内或户外等。 • 应特别注意:按照其铭牌上的型号意义选用、安装和使用。

8. 电能计量主讲李丽lili@swust.edu.cn 西南科技大学 图3-2 电压互感器的型号意义

9. 电能计量主讲李丽lili@swust.edu.cn 西南科技大学 2、电压互路器的主要参数(1) 二、电压互感器的铭牌标志(2) • 例如图3-3所示，各型电压互感器的外形图。主要参数包括: • (1)绕组的额定电压(如10kV)。 • (2)额定变比，即额定电压比。额定电压比为额定一次电压与额定二次电压之比(如10000/100)。 • (3)额定二次负载。电压互感器的额定二次负载为确定准确级次所依据的二次负荷导纳(或阻抗)，额定输出电压下所输出的容量，通常以视在功率(VA)表示(如0.2级30;0.5级80;极限容量500)。 • (4)准确等级。电压感器的准确等级是以最大变比误差和相角误差来区分的，在数值上就是变比误差等级的百分限值。

10. 电能计量主讲李丽lili@swust.edu.cn 西南科技大学 三、电压互感器的分类 3.1 电压互感器的结构和误差 • （1）按相数分，有单相和三相两类。 • （2）按绝缘方式分，有干式、油浸式、浇注式。 JSJ-10户内半封闭式 JDZJ-10户内带接地保护半封闭浇注式 JDJ-10户外油浸式 图3-3:电压互感器外形图

11. 电能计量主讲李丽lili@swust.edu.cn 西南科技大学 3.1 电压互感器的结构和误差四、电压互感器的工作原理(1) • 电压互感器是利用电磁感应原理将电能从一次侧传递到二次侧，工作原理与降压电力变压器相似 ，若二次绕组的负载为额定值，则一次和二次绕组额定线电压之比(不约分形式)为额定变比，理想情况下为： (3-1)

12. 电能计量主讲李丽lili@swust.edu.cn 西南科技大学 3.1 电压互感器的结构和误差四、电压互感器的工作原理(2) • 注意：三相电压互感器变比是一、二次线电压之比，用不约分的分数表示。如 • 我国规定二次电压相与相间电压为100V，相与地间电压为 V，所以，二次绕组的额定电压为100V或57.7V，其中100V较为常见。

13. 电能计量主讲李丽lili@swust.edu.cn 西南科技大学 五、电压互感器的误差 3.1 电压互感器的结构和误差 • 由于被变换的电压是相量，包括大小和相位角信息。因此，把一次电压转换为二次电压过程中出现的幅值和相位差称为电压互感器的误差。 • 电压互感器的误差包括比差和角差 。

14. 电能计量主讲李丽lili@swust.edu.cn 西南科技大学 （1）比差： 五、电压互感器的误差 • 变比误差，一般用fU表示。定义为：折算到一次侧的二次电压与实际一次电压差对实际一次电压的百分比，即： 实际二次电压 匝数比 额定电压变比 折算到一次侧的二次电压 实际一次电压 实际电压变比 （3-2）

15. 电能计量主讲李丽lili@swust.edu.cn 西南科技大学 图3-4 电压互感器的角差示意图 （2）角差： 五、电压互感器的误差(2) • 相位误差，定义为旋转180°后的二次电压相量与一次电压相量的相位差，如图3-4所示。定义超前时，为正误差，反之，负误差。 • 实际中，电压互感器的比差和角差都可以通过互感器校验仪测试得到。 旋转180°

16. 电能计量主讲李丽lili@swust.edu.cn 西南科技大学 3.1 电压互感器的结构和误差六、影响电压互感器误差的主要因素（1） • 影响电压互感器误差的主要因素有二次负载电流、二次负载功率因数、一次电压等。 • 1、二次负载对比差、角差的影响 • （1）为什么二次负载会对比差、角差产生影响呢？ 这是由于二次电流在绕组中产生了电压降所致。 • （2）怎样减小二次负载带来的误差? 通过 “限制绕组的电流密度，减小绕组的漏磁，降低漏抗”等有效措施实现。 二次负载是决定电压互感器准确度等级的主要因素,二次负载大小和准确度等级的关系见课本表3-1.

17. 电能计量主讲李丽lili@swust.edu.cn 西南科技大学 3.1 电压互感器的结构和误差六、影响电压互感器误差的主要因素（2） • 2．一次电压对误差的影响： 由于电压互感器铁芯磁化曲线为非线性，从而产生误差。当电压互感器的实际一次电压U1<U1N时，其比差和角差均较大，随着一次电压的增大并接近额定电压值，铁芯磁通密度增加，比差和角差均减小并逐步趋于平稳。所以，应尽量让电压互感器一次侧工作在额定电压。

18. 电能计量主讲李丽lili@swust.edu.cn 西南科技大学 3.1 电压互感器的结构和误差 七、二次压降对误差的影响（1） • 电压互感器的二次回路流过负载电流时会产生电压降，从而使电能表电压线圈上获得的电压不等于电压互感器二次绕组端电压，产生电能测量误差。这种误差与二次负荷的大小、性质及接线方式有关。 • 因此，在二次仪表的数量一定的情况下，为减小二次导线对电能计量装置准确度发影响，应尽量缩短电能表与互感器之间的距离，或增大二次导线的截面积。

19. 电能计量主讲李丽lili@swust.edu.cn 西南科技大学 规定： 七、二次压降对误差的影响（2） • 我国电力行业标准DL/T448——2000《电能计量装置技术管理规定》,I、II类用于贸易结算的电能计量装置中电压互感器的二次导线电压降应不大于其额定二次电压的0.2%；其他电能计量装置中电压互感器的二次导线电压降应不大于其额定二次电压的0.5%。

20. 电能计量主讲李丽lili@swust.edu.cn 西南科技大学 举例说明，例3-1： • 某I类电能计量装置中电压互感器的二次电压额定值为U2N=100V，则其二次电压降的范围应是多少？ • 解：按规定，其二次电压降的范围应不大于其额定二次电压的0.2%，所以有：