高压电压互感器

电压互感器

四、电压互感器的技术特性三、电压互感器的分类二、电压互感器的原理一、互感器的定义及作用五、电压互感器的注意事项九、电压互感器异常处理八、电压互感器维护七、电压互感器的倒闸操作六、电压互感器的保护措施主要内容互感器的定义及作用一一次设备

一次设备是指直接参加生产、输送、分配电能的电气设备，它构成电力系统的主体。一、互感器的定义及作用二次设备

为确保一次系统安全稳定、经济运行和操作管理的需要而配置的辅助电气设备。如测控装置、继电保护装置、安全自动装置、故障录波器装置等统称为二次设备。一、互感器的定义及作用★1.1互感器的定义●互感器是按比例变换电压、电流的电气设备，它的主要功能是向二次系统提供电压、电流信号以反应一次系统的工作状况，前者称为电压互感器（TV/PT），后者称为电流互感器(TA/CT)。一、互感器的定义及作用★1.2互感器的作用●其主要作用是：一、互感器的定义及作用●1）对低电压的二次系统与高电压的一次系统实施电气隔离，保证工作人员安全。●2）将一次回路的高电压和大电流变为二次回路的标准值，使测量仪表和继电器小型化和标准化；使二次设备的绝缘水平按低电压设计，从而结构轻巧，价格便宜。通常电压互感器副边的额定电压为100V或者100/

，电流互感器副边额定电流一般为5A或者1A。互感器电压互感器电流互感器是一次回路和二次回路的联络设备。一次回路的高电压、大电流二次回路的低电压、大电流

作用接入方式变换作用电气隔离作用高电压、大电流变换为标准的低电压、小电流。如100V，5A，1A将二次设备与一次设备相隔离，保证了设备和人身安全

电压互感器一次绕组以并联形式接入一次回路；二次负荷以并联形式接在电压互感器的二次绕组回路。

电流互感器一次绕组以串联形式接入一次回路；二次负荷以串联形式接在电流互感器的二次绕组回路。

一、互感器的定义及作用电压互感器的原理二★

2.1.1电磁式电压互感器的原理电磁式电压互感器相当于开路运行的降压变压器，原边匝数很多，副边匝数少。降压变压器将一次系统的大电压变为二次系统的小电压，二次绕组所并接的测量仪表或继电器电压线圈为高阻抗，相当于开路，所以二次电流不大。二、电压互感器的原理电磁式电压互感器的优点

电磁式电压互感器的优点是结构简单，有长时间的制造和运行经验，产品成熟；暂态响应特性较好。其缺点是因铁芯的非线性特性，容易产生铁磁谐振，引起测量不准确和造成电压互感器的损坏。二、电压互感器的原理●电容式电压互感器简称CVT，作为一种电压变换装置应用于电力系统，主要作电测量仪表及继电保护装置的电压信号取样设备。它接于高压与地之间，将系统电压转换成二次电压。CVT由一台电容分压器加一台电磁单元组成。二、电压互感器的原理★

2.2电容式电压互感器原理●CVT在电力系统中的主要用途为：二、电压互感器的原理1、做电压和电能计量用。这种用途的CVT一般要求准确等级为0.2级或0.5级。2、用于继电保护及系统检同期，检无压的电压信号源。其二次输出容量一般比较大，准确级次1.0级、3.0级及3P及便可满足要求。3、CVT的电容分压器部分可同时兼作通信及远动控制等高频通道的耦合电容器用。这对CVT的耦合电容量有一定的要求。一般，一台CVT可同时集上述三种功能于一体。★

2.2电容式电压互感器原理●电容式电压互感器的本体是一个电容分压器加一台电磁单元组成，电容分压的分压比为二、电压互感器的原理●调节C1和C2的比值即可得到不同的分压比，为使C2上的电压不随负载电流大小而变化，串入了适当的电感L(补偿电抗器)，这一串入的电感称补偿电抗。电感量的大小，决定于分压器的内阻Z2。如果串入L后，分压器内阻等于零，则输出电压U2不随负载大小而变化。ZD是阻尼电抗器，用以防止操作中产生的谐振过电压。★

2.2电容式电压互感器原理电容式电压互感器的优点电容式电压互感器的优点是没有谐振问题，装在线路上时可以兼作高频通道的结合电容器。其主要缺点是暂态响应特性较电磁式差。二、电压互感器的原理电压互感器的分类三★3.1电压互感器的分类按用途分测量用保护用按变换原理分电磁式电压互感器电容式电压互感器按相数分单相三相按绝缘方式分干式油浸式环氧浇注式气体绝缘式三、电压互感器的分类固体绝缘互感器由于绝缘结构和材料的限制，一般只用于35kV及以下的电压等级。★3.2.1环氧浇注绝缘电压互感器三、电压互感器的分类★3.2.2

油纸绝缘电压互感器35kV电磁式电压互感器110kV电磁式电压互感器220kV电磁式电压互感器500kV电容式电压互感器三、电压互感器的分类★3.2.3气体绝缘电压互感器三、电压互感器的分类J-电压互感器D-单相S-三相J-油浸式G-干式Z-浇注式Q-气体B-带补偿绕组W-五柱三绕组J-接地保护F-分列式设计序号额定电压(kV)例如：JDZ2-10表示单相浇注式，设计序号为2，额定电压10kV电压互感器三、电压互感器的分类★3.2.4电磁型电压互感器型号说明三、电压互感器的分类★3.2.4电容型电压互感器型号说明电压互感器的技术特性四★4.1比差及角差●变比误差（比差）△U%与相位角误差（角差）δ。在理想的电压互感器中，励磁电流为零，绕组的的阻抗也不计，这时，一次与二次电压比则为它的圈数之比。相位也相同（二次电压相量旋转180°之后）。但是，在实际的电压互感器中，由于励磁电流的存在以及绕组阻抗的影响，因此，会产生变比误差（比差）和相位角误差（角差）。四、电压互感器的技术特性式中K——电压互感器的额定变压比

U1——电压互感器的一次实际电压

U2——二次电压实测值电压互感器相位角误差是指二次电压相量U2旋转180°以后与一次电压相量间的夹角δ。并且规定，二次电压的相量超前于一次电压相量时，角差δ为正，反之为负。δ的单位为分（′）。●电压互感器的准确等级，也就是设备铭牌上标的“误差等级”。通常分为5个等级：0.1、0.2、0.5、1、3。准确等级即指电压互感器变比误差的百分比，例如：准确等级为0.5级，则表示该电压互感器在规定电压下的变比误差（比差）为0.5%，在制造电压互感器时，还将各种准确等级给出最大容量。★4.2准确等级四、电压互感器的技术特性电压互感器的准确等级及允许误差表准确度等级最大误差比差（%）相角差（′）0.10.20.513±0.1±0.2±0.5±1±3±5±10±20±40标准未定四、电压互感器的技术特性●电压互感器在额定频率及80%至120%额定电压间的任一电压和功率因数为0.8（滞后）的25%至100%额定负荷中之任一值下，各标准准确级的电压误差和相位差应不超过上表所列限值。●电压互感器额定的二次绕组及剩余电压绕组容量输出标准值是1O、15、25、30、50、75、100、150、200、250、300、400、500VA。对于三相式电压互感器，其额定输出容量是指每相的额定输出。当电压互感器二次承受负载功率因素为0.8（滞后），负载容量不大于额定容量时，互感器能保证幅值与相位的精度。★4.3二次额定输出容量四、电压互感器的技术特性电压互感器铭牌举例说明该电压互感器有两个二次线组，一个剩余电压绕组，0.2/0.5/3P表示第一个二次绕组准确度级为0.2级,可做计量用，第二个二次绕组准确度级为0.5级,可做电能计量或测量，剩余电压绕组准确级为3P级,作为保护用。四、电压互感器的技术特性电压互感器有一定的极性，按照规定，电压互感器的一次绕组的首端标为U1,尾端标为U2,二次绕组的首端标为u1,尾端标为u2,U1与u1以及U2与u2均称为同名端。假定一次电流I1从首端U1流入，从尾端U2流出，二次电流是从首端u1流出，从尾端u2流入，这样的极性标志称为减极性，反之，为加极性。我们使用的电压互感器，一般均为减极性标志。注意：电压互感器的极性错误，能引起继电保护装置的错误动作或者影响电能计量的正确性，因此，电压互感器的极性必须检查正确。四、电压互感器的技术特性★4.3极性电压互感器的注意事项五★5.1电压互感器运行的注意事项

●电压互感器在额定容量下允许长期运行，但在任何情况下，不允许超过最大容量运行。

五、电压互感器的注意事项

●电压互感器在运行中不能短路。当电压互感器的二次侧运行中短路，二次线圈的阻抗大大减小，就会出现很大的短路电流，使副线圈因严重发热而烧毁。一般电压互感器二次侧要用熔断器（低压断路器）。只有35千伏及以下的互感器中，才在高压侧有熔断器其目的是当互感器发生短路时把它从高压电路中切断。●为保证设备和人身安全，电压互感器的下列部位应予良好接地：●1）分级绝缘的电压互感器，其一次绕组的接地引出端子，电容式电压互感器应按制造厂家规定执行。●2）电压互感器的外壳。★5.1电压互感器运行的注意事项

●3）电压互感器的二次回路必须而且只能一点接地。五、电压互感器的注意事项

电压互感器的保护措施六●60kV及以下系统，一次侧一般经过隔离开关和熔断器接入高压电网。电压互感器一次侧熔断器的作用：六、电压互感器的保护措施

★6.1电压互感器的保护措施

1、保护电压互感器本身，当电压互感器本身故障时，熔断器迅速熔断，防止事故扩大；2、防止电压互感器本体或引出线故障而影响高压系统（如电压互感器所接的那个电压等级的系统）的正常工作。●装在室内配电装置的高压熔断器，是装有石英填料的，能截断1000兆瓦的短路功率。●110kV及以上系统，电压互感器一次侧不装熔断器。原因是：★6.1电压互感器的保护措施

1、考虑到系统灭弧问题较大，熔断器的断流容量亦很难满足要求，熔断器制造困难；2、这一类互感器采用单相串级式，绝缘强度高，发生故障的可能性比较小；3、110kV及以上系统，中性点一般采用直接接地，接地故障时，瞬时跳闸，不会过电压运行。六、电压互感器的保护措施

●电压互感器二次侧：★6.1电压互感器的保护措施

1、装设熔断器或低压断路器；当电压互感器二次侧及回路发生故障时，能够快速熔断或切断，保证电压互感器不遭受损坏及不造成保护误动。2、计量、测量二次绕组装设熔断器（低压断路器）。3、保护用二次绕组装设快速低压断路器。六、电压互感器的保护措施

●电压互感器二次小开关的作用是什么？★6.1电压互感器的保护措施

电压互感器小开关实际上是一一种过流脱扣保护，当电压互感器二次回路出现短路故障或电压互感器本身二次绕组出现匝间及其他故障时，快速自动断开小开关。六、电压互感器的保护措施

●电压互感器二次侧在什么情况下不装熔断器而装小开关？★6.1电压互感器的保护措施

通常对带有距离保护的电压互感器二次侧熔断器的选择，要求较严。为了防止电压互感器二次熔断时间过长，使距离保护误动，熔断器容量选择应根据下述两个原则：（1）熔断器的下限，应为最大负荷的1.5倍。此时考虑一条母线运行，所有负荷均倒至一台电压互感器上的情况。（2）熔断器的上限为二次电压回路短路时不致使距离保护误动作，即熔断器时间小于保护动作时间。六、电压互感器的保护措施

如果熔断器不能满足上述要求时，应装设空气小开关。因此凡装有距离保护时，电压互感器的二次侧均采用空气小开关，即自动开关。电压互感器的倒闸操作七★7.1母线PT和线路PT

七、电压互感器的倒闸操作●电压互感器按照系统中的作用可分为母线电压互感器和线路电压互感器。●220kV或110kV线路装设单相PT的作用是抽取线路的一个电压量来作为自动重合闸装置检同期或检无压合闸的依据。线路PT●每段母线上装设公用的三相电压互感器，监视本母线电压及绝缘状态，为线路保护、变压器保护、母差保护、测量表计提供母线二次电压。★7.1.1线路电压互感器

●作用：用于监视线路电压。1、用于手动检同期、检无压合闸。2、用于重合闸检同期、检无压。3、用于备自投及其他自动装置。●二次绕组1、57V用于重合闸。2、100V用于手动合闸检同期。七、电压互感器的倒闸操作★7.1.2母线电压互感器开口三角电压用途1、用于小电流接地系统接地选线装置、绝缘监察。2、用于保护装置，主变后备、线路保护。3、开口角A相电压用于手动检同期。4、用于小电流接地系统消谐装置。七、电压互感器的倒闸操作运行状态冷备用状态检修状态七、电压互感器的倒闸操作★7.2电压互感器倒闸操作原则●对于双母线或单母线接线，两组电压互感器各接在相应的母线上运行，正常情况不并列。当任一组母线电压互感器停电时，因其线路保护的交流电压取自线路所接的母线电压互感器，所以一般二次并列后，要保持两段母线并列运行。但二次不能切换的，任一组母线电压互感器停电时，其所在的母线要陪停。七、电压互感器的倒闸操作●两组电压互感器二次并列时，必须先并一次，后并二次，否则一次侧电压不平衡,二次侧将产生较大环流,容易引起熔断器熔断,使保护失去电源。★7.2电压互感器倒闸操作原则七、电压互感器的倒闸操作1、电压互感器停电时必须先停二次侧后停一次侧（防止反充电），送电时先合一次侧后合二次侧，防止反送电危及设备安全。2、两段PT二次并列时，一次必须先并列。3、在倒换PT前必须先将PT并列运行。（防止二次设备在PT倒换过程中失压）。★7.3电压互感器倒闸注意事项七、电压互感器的倒闸操作★7.3.1电压互感器二次并列

●电压互感器的二次侧电压，提供保护、测量等装置使用，当一组PT停下时，需要使用该组PT二次电压的保护、测量装置仍要运行，因此，将二次侧并列，让正常运行的PT带停用PT的二次负载。当然，前提是母联开关及刀闸在合位，两母线一次侧同期，这样并列才有意义。七、电压互感器的倒闸操作七、电压互感器的倒闸操作●1GQM和2GQM是电压切换小母线，在该母线PT运行时（IG或IIG合上），电压切换小母线才能带电（1GWJ与2GWJ合上），要么是在电压并列时，QJ合上勾通1GQM和2GQM。ZK开关在端子箱，可以根据需要人工切断该小母线电源。七、电压互感器的倒闸操作七、电压互感器的倒闸操作★7.3.1电压互感器二次并列

●BK是电压并列把手开关。二次电压要并列，必须要求两条母线的一次电压是同期电压，因此引入母联的刀闸和开关的辅助接点。所以只有母联开关在运行时候才允许二次电压并列。

七、电压互感器的倒闸操作★7.3.2电压互感器二次回路反充电

●所谓反充电就是在倒闸操作过程中,由于操作不认真或操作票有误,造成双母线带电的电压互感器二次回路,与不带电的电压互感器二次回路相并联,其后果是使带电的电压互感器二次回路空气开关跳开,继而造成所有运行线路的交流二次回路电压消失。在各级继电保护运行管理规程中,都明确规定了系统一次设备倒闸操作时,应特别注意防止电压互感器二次回路向一次设备反充电。七、电压互感器的倒闸操作★7.3.1电压互感器二次回路反充电

七、电压互感器的倒闸操作★7.3.1电压互感器二次回路反充电

●画出电压互感器的等值电路图（见图一），我们可以将运行的电压互感器等效为一个恒压源，而一次侧无电的电压互感器其一次阻抗等效到二次侧很小，造成电流很大。

七、电压互感器的倒闸操作●Z'1=Z1/K2，其中Z1为电压互感器一次对地阻抗，K为电压互感器变比

K=220000/100=2200★7.3.1电压互感器二次回路反充电

●将运行的另一组电压互感器二次空气开关跳开,对所有运行的继电保护装置产生影响。如电压互感器二次空气开关跳不开,还会造成人身和设备损坏事故。因此,各类电气人员都需要认真防范电压互感器二次回路反充电事故。七、电压互感器的倒闸操作★7.3.1停用电压互感器注意事项

1、不使保护及自动装置失去电压。2、必须进行电压切换。3、防止反充电，取下二次熔断器或二次空气开关。4、二次负荷全部断开后，断开互感器一次侧电源。七、电压互感器的倒闸操作★7.4电压互感器操作要求●允许利用隔离开关拉、合无故障的电压互感器●大修或新更换的电压互感器（含二次回路变动）在投入前应核项。七、电压互感器的倒闸操作★7.5停用电压互感器操作顺序●当二次能并列时：①先并列两组电压互感器一次侧或确认一次侧已并列。②检查电压并列装置正常后，将其切换至“PT并列”位置，此时相应的指示灯和光字信号发出。③断开需停用电压互感器的所有二次电压空气开关（或取下熔断器）。④拉开高压隔离开关（或取下熔断器）。七、电压互感器的倒闸操作★7.5停用电压互感器操作顺序●当二次不能并列时：①先停用电压互感器所带的保护及自投装置。②断开需停用电压互感器的所有二次电压空气开关（或取下熔断器）。③拉开高压隔离开关（或取下熔断器）。●站内电压互感器一般接有：距离保护、纵联（高频）保护、方向保护、低周减载和低电压减载、低电压闭锁、自投装置、同期重合闸。七、电压互感器的倒闸操作★7.6电压互感器操作案例兴隆220kV变电站主接线图七、电压互感器的倒闸操作顺序操作项目操作目的1检查220kV母联200开关确在运行状态2将220kVPT并列切换开关由“就地分列”切至“就地并列”3检查220kVPT并列灯确已点亮4拉开220kVⅠ母线PT二次试验开关5拉开220kVⅠ母线PT二次测量电压开关a、b、c三相三只6拉开220kVⅠ母线PT二次保护电压开关a、b、c三相三只★7.6电压互感器操作案例1、操作任务：220kVⅠ母线PT由运行转为检修

七、电压互感器的倒闸操作顺序操作项目操作目的7检查220kVⅠ母线电压指示正确8合上220kVⅠ母线PTP21间隔刀闸操作电源开关9拉开220kVⅠ母线PTP21刀闸10检查220kVⅠ母线PTP21刀闸确已拉开11合上220kVⅠ母线PTP21-D接地刀闸12检查220kVⅠ母线PTP21-D接地刀闸确已合好13拉开220kVⅠ母线PTP21间隔刀闸操作电源开关★7.6电压互感器操作案例七、电压互感器的倒闸操作顺序操作项目操作目的1合上220kVⅠ母线PTP21间隔刀闸操作电源开关2拉开220kVⅠ母线PTP21-D接地刀闸3检查220kVⅠ母线PTP21-D接地刀闸确已拉开4合上220kVⅠ母线PTP21刀闸5检查220kVⅠ母线PTP21刀闸确已合好6拉开220kVⅠ母线PTP21间隔刀闸操作电源开关★7.6电压互感器操作案例2、操作任务：220kVⅠ母线PT由检修转为运行七、电压互感器的倒闸操作顺序操作项目操作目的7合上220kVⅠ母线PT二次试验开关8合上220kVⅠ母线PT二次测量电压开关a、b、c三相三只9合上220kVⅠ母线PT二次保护电压开关a、b、c三相三只10将220kVPT并列切换开关由“就地并列”切至“就地分列”11检查220kVPT并列灯确已熄灭12检查220kVⅠ母线电压指示正确★7.6电压互感器操作案例电压互感器维护八●电压互感器运行于母线上，互感器故障相当于母线故障，因此，必须加强巡视：★8.1电压互感器的巡视检查

1、互感器瓷瓶是否清洁、完整，有无损坏及裂纹，有无放电现象。2、电压互感器的油位，油色是否正常，有无漏油现象。3、电压互感器内部声音是否正常。4、高压侧引线是否接触良好，有无过热现象，二次回路电缆及导线有无损伤，高压熔断器是否完好。5、电压互感器二次侧和外壳接地是否完好。6、端子箱是否清洁、受潮。八、电压互感器维护电压互感器异常处理九★9.1电压互感器常见异常现象1、本体、引线接头过热。2、内部声音异常或有放电声。3、本体渗漏油、油位过低。4、互感器喷油、流胶或外壳开裂变形。5、内部发出焦臭味、冒烟、着火。6、套管破裂、放电，引线与外壳之间有火花。九、电压互感器异常处理7、二次小开关连续跳开或熔断器连续熔断。8、高压侧熔断器熔断。9、二次输出电压波动或异常。10、铁磁谐振。★9.1电压互感器常见异常现象●低压侧小开关跳闸或熔断器熔断的现象：1、熔断相电压为零，完好相电压不变与熔断相有关的线电压降低。2、有功功率表、无功功率表指示降低，电能表走慢。3、接有故障录波器时，可能引起录波器低电压启动动作。4、中央信号屏发出电压回路断线光字牌。九、电压互感器异常处理●低压侧小开关跳闸或熔断器熔断原因分析：1、因人为原因引起的各种二次回路短路。2、保护及自动装置元件损坏，引起电压二次回路短路。4、电压互感器内部存在着金属性短路，也会造成电压互感器二次回路短路。3、二次回路导线受潮、腐蚀及损伤而发生一相接地，及二相接地短路故障。二次熔丝熔断时，运行人员应及时更换二次小开关熔丝。若再次熔断，则不应再更换，应查明原因后再处理。此时禁止进行两台TV二次侧的并列操作，防止将故障引入另一台TV。★9.1电压互感器常见异常现象九、电压互感器异常处理★9.1电压互感器常见异常现象●高压侧熔断器熔断的现象：1、熔断相电压降低但不为零，完好相电压不变，与熔断相有关的线电压降低。2、有功功率表、无功功率表指示降低，电能表走慢。3、接有故障录波器时，可能引起录波器低电压启动动作。4、中央信号屏发出电压回路断线、母线单相接地光字牌。九、电压互感器异常处理●电压互感器高压熔断器原因分析：1、互感器内部发生匝间或相间等短路及一相接地故障。2、电压互感器一、二次回路故障，可能造成电压互感器过流。4、系统发生铁磁谐振。在中性点不接地系统中，由于发生单相接地或用户电压互感器数量的增加，使母线或线路的电容与电压互感器的电感构成震荡回路，引起谐振，造成过压、过流。3、中性点不接地系统中发生一相接地时，其他两相电压升高倍；或者由于间歇性电弧接地，可能产生数倍的过电压。★9.1电压互感器常见异常现象九、电压互感器异常处理★9.1电压互感器常见异常现象●二次输出电压波动或异常原因：1、电磁式电压互感器二次电压明显降低，可能是下节绝缘支架放电击穿或下节一次绕组匝间短路。九、电压互感器异常处理2、电容式电压互感器二次电压波动或异常原因分析：1）二次电压波动的原因有：a、二次接线松动、接触不良。b、分压器低压端子未接地或未接载波线圈。c、电容单元可能被间接击穿。d、铁磁谐振等。★9.1电压互感器常见异常现象九、电压互感器异常处理2）二次电压低的主要原因有：a、二次接线不良或接触不良。b、电磁单元故障或电容单元C2损坏等。3）二次电压高的主要原因有：a、电容单元C1损坏。b、分压电容接地端未接地。c、开口三角形电压异常升高，其引起的主要原因可能为某相互感器的电容单元故障，某相二次回路绝缘损坏、绕组断线。★9.2电压互感器在异常情况下必须退出

1、高压侧熔断器连续熔断二、三次。2、引线端子松动过热。3、内部出现放电异常声响或噪声。4、见到放电，有闪络危险。5、发出臭味或冒烟。6、金属膨胀器异常膨胀变形。发现上述情况，立即汇报调度，解除相关保护，取下PT二次保险，并转移PT一、二次负荷将故障PT断开。禁止使用刀闸或打破熔断器法断开故障的PT，应让保险自动熔断。严禁就地用隔离开关或高压熔断器拉开有故障的PT。7、二次电压异常波动。8、SF6气体压力表为零。九、电压互感器异常处理思考题1、电压互感器二次熔断器熔断时间应（）。A:小于保护动作时间B