学文网摘要：高压互感器(instrument transformer)是按比例变换电压或电流的设备。其功能主
要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压(100V)或标准小电流(5A或10A，均指额定值)，以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时高压互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全，断路器是开关柜的核心元件。研究选择电流互感器、电压互感器时各种相互矛盾的因素，合理地选用电流互感器、电压互感器、真空断路器，具有十分重要的义意义。
关键词：10kV高压开关柜；电流互感器；电压互感器；真空断路器；选择
中***分类号：TM451 文献标识码：A 文章编号：
前言随着电力系统网络的日益扩大，系统短路容量随之增大，电网上谐波普遍存在。在10kV高压电网中电压互感器（PT）、电流互感器（CT）是电力系统中一次与二次的连接环节，他们的各项性能指标直接影响整个电力系统安全运行和二次自动化保护的正确动作。由于电网中谐振现象的普遍存在，所以PT是电网运行中很容易出现故障的元件，选择时一定要谨慎；而某些10kV线路正常供电负荷又相对较小，造成选择CT时既要确保动热稳定要求以及线路短路时保护CT满足10%误差曲线要求，又要保证正常情况下表计测量的准确性，还要考虑结构紧凑、经济合理。实际运行中可能会出现线路短路时CT饱和，保护拒动，因而影响系统安全；也可能出现变比选择过大造成计量不准，影响企业效益和信誉。因此在设计和选择PT、CT时必须综合考虑以上各因素。
1、电压互感器的误差试验
电压互感器的误差试验一般都用标准互感器和互感器误差检验铅组成的测差法进行，难确级为3级的电压互感器也可用双电压表法进行，即测量一、二次电压，然后算其电压误差。
当标准电压互感器的准确级比被试互感器高两级，其实际误差小于被试互感器允许误差的1/5时，标准互感器的误差一般可略去不计，检验器的读数就是被试互感器的误差。 试验时在一次绕组亡施加额定领串的正弦波的指定电压，被试互感器二次绕组接规定的负荷(二次绕组规定在 、1.15倍额定电压，负荷为25%及100%额定二次负荷下测量，零序电压绕组在国标上也有规定)。外壳或油箱以及运行个应接地的各绕组端子都必须可靠接地。
对于单相三绕组电压互感器，试验二次绕组误差时，零序电压绕组应开路，试验零序电压线组误差时，二次绕组应接规定的负荷。
2、电流互感器交流法
只对比差起到补偿作用,补偿量与二次负荷和电流大小无关。补偿匝数一般只有几匝,匝数补偿应计算电流低端二次阻抗最大时,和电流高端二次阻抗最小时误差。对于高精度的微型电流互感器匝数补偿那怕只补偿1匝,就会补偿过量。这时可以采用半匝或分数匝补偿。但是电流互感器的匝数是以通过铁芯窗口的封闭回路计算的,电流互感器的匝数是一匝一匝计算的,不存在半匝的情况。采用半匝或分数匝补偿必须采用辅助手段如:双绕组、双铁芯等。辅助铁芯补偿对比差、角差都起到补偿作用,但辅助铁芯补偿的方法制作工艺比较复杂。
合理选用电流互感器、电压互感器、真空断路器
3.1 电流互感器的选择
①根据线路的最大负荷电流选择CT的一次额定电流。确定线路的最大负荷电流时，应考虑回路可能出现的过负荷以及近五年内负荷的增长情况。
②校验动热稳定要求。根据远景规划计算系统短路容量，由于系统短路电流较大，对于负荷较轻的线路的CT不能满足要求，此时只能提高变比以确保满足该项技术指标。
③额定输出容量的选择。是指在额定一次电流、额定变比条件下，保证所要求的准确级时，所能输出的最大容量。3.2 电压互感器的选择
（1）据变电站的实际情况选择二次电压值及级别精度。
（2）是校验动热稳定要求。
（3）额定输出容量的选择，此外需要注意的就是电网中的谐振对PT产生的危害，特别是分频谐振，它产生的过电压并不高，但流过电压互感器的电流却很大，可以达到正常电流的30～50倍，所以常常使电压互感器过热而爆炸，使整个变电站停电，造成比较严重的后果。根据上述要求，经综合分析比较，选择PT是应注意以下三点： ①一次熔断器是保护PT的第一道关卡，它的选择是非常重要的。一定要选用具有高分断能力、响应时间快的熔断器。 ②在输出容量许可的情况下，一定要选择本身带有抗谐振功能的PT。 ③选用大容量PT时，由于大容量PT都是单相的，一定要加装消谐装置。
3.3 真空断路器的选择
断路器是开关柜的核心元件，10kV终端变配电所, 几乎百分之百地采用真空断路器, 真空断路器在我国经几十年的研制、改进, 质量已经非常成熟稳定, 与国际同类产品比较, 已不相上下。额定电压12kV, 额定电流4000A, 开断50kA 的国产断路器已很成熟。现在开发的5000A, 开断63kA 的不久问世, 机械寿命25000次、截流3~ 5A, 三相不同步合闸时间小于2ms等技术指标与国际一致。由于截流小, 且有氧化锌过电压保护, 截流过电压已不成问题了。因此，普通情况下，终端中压变配首选中压断路器，慎用价贵、维护复杂的断路器。
（1）终端10kV配电室，真空断路器一般不必超过25kA。
（2）真空断路器开断短路电流次数在30次。一般说来，能开断短路30次，开断50次也没问题，开断不过关，往往出现在前10次内。
（3）终端变配电所，与发电机出口短路不一样，短路电流由于回路电阻作用明显，直流成分很少, 绝对不超过40%。目前真空断路器开断电流直流分量一般为40%。
（4）国家标准要求机械寿命10000 次，目前国产真空断路器机械寿命达20000-25000次
（5）操作机构的选择。真空断路器操作机构有直流电磁铁，交直流弹簧操作及永磁操作。直流电磁操作由于冲击力大，且要求瞬时放电倍率高，价格贵的镉镍电池屏，因此已趋于淘汰。目前弹簧贮能操作大行其道，因为它经多年改进，不断完善，可靠性得到保证，由于贮能电机功率很少，这样提供操作电源代价也低。至于永磁操作, 操作机械寿命十万次以上, 由于配电不要求这样高的机械寿命，它的这一优点得不到发挥，加之价格贵，且贮能电容器质量寿命尚待完善， 因此,直流操作这一新事物还有改进余地。
4、互感器的正确使用。
（1）电流互感器：
①电压互感器的一次线圈与被测电压的电路并联，而二次线圈与测量仪表相连接，并使极性正确。
②电压互感器的一、二次线圈都应接熔断器，以防止发生断裂故障。电压互感器的二次线圈不准短路，否则电压互感器将因过热而烧毁。除了装设熔断器外，有时还安装保护电阻，用以减小短路电流。
③电压互感器的二次线圈，铁心和外壳都必须可靠接地，这样即使***圈绝缘损坏，二次线圈对电压也不会升高，以保住人身和设备安全。
5、互感器在运行时的注意事项：
(1)电流互感器:
① 在工作时其二次侧不得开路，这是因为电流互感器在工作时二次负荷小,因此接近于短路状态，依据磁动势平衡的原理二次绕组侧会感应高电压危险及人身和设备的安全。
②二次侧必须有一端接地，这是为了防止其一二次绕组绝缘击穿时，一次侧的高电压窜入二次侧则会危及人身和设备的安全。
③电流互感器不允许长期过载运行，如长期过载运行会造成铁芯严重发热,致使绝缘老化缩短寿命。
(2)电压互感器:
① 电压互感器的原绕组是并联在一次电路中,与电力变压器一样二次侧不能短路,否则会产生很大的短路电流,烧毁电压互感器。
②电压互感器在连接时也要注意其端子的极性,按规定单相电压互感器的一次绕组端子标A,X,二次绕组端子标以ax,A与a,X与x分别为同名端。
结束语
PT、CT是35、10kV电力系统中保证表计计量准确和保护正确动作的重要组成元件，也是变电站系统中一次和二次自动化保护的主要连接元件，在选择对电力系统的安全与运行都有直接影响。在选择PT、CT时，首先应保证它们的动热稳定要求，然后可通过选择多变比CT满足保护和计量要求，通过选择带有抗谐振功能的PT或加装辅助消谐设备的PT，以减少谐振对PT造成的危害。
转载请注明出处学文网 » 浅谈10kV高压开关柜中电流互感器\电压互感器\真空断路器的选择和使用