电压互感器培训讲义

电压互感器电压互感器的作用是隔离高电压，并把高电压变为低电压，供继电保护、自动装置和测量仪表获取一次侧电压信息。按工作原理，电压互感器可分为：

1、电磁式电压互感器电力变压器型，原理和普通变压器相似；适用于6kV～110kV系统；价格贵，容量大，误差小(相对于后者)

2、电容式电压互感器(CVT-capacitancevoltageT)电容分压型；适用于110kV～500kV系统；价格低，容量小，误差大(相对于前者)电磁式电压互感器的工作原理电磁式电压互感器的工作原理，构造和连接方法都和普通电力变压器相同。其主要区别在于电压互感器的容量很小，通常只有几十到几百伏安。一次绕组并联在所测量的一次回路中。一次绕组电压等于电网电压，不受二次回路负荷的影响。接在二次绕组的负荷是仪表和继电器的电压线圈，它们的阻抗很大，通过的电流很小，因此，电压互感器正常工作时，二次绕组接近于空载状态。此时，二次电压接近于二次电势，并决定于一次电压值。即有：额定电压比在二次电压一定的情况下，阻抗越小则电流越大。当电压互感器二次回路短路时，二次回路的阻抗接近为0，二次电流I2将变得非常大，如果没有保护措施，将会烧坏电压互感器。所以电压互感器的二次回路不能短路。电磁式电压互感器的误差误差的定义(1)电压误差fu：二次电压乘以额定电压比与实际一次电压之差占一次电压的百分比。(2)相位误差：旋转180º的二次电压相量与一次电压相量之间的夹角。并规定-U2超前U1时，相位为正。电压互感器的准确级与额定容量1．电压互感器的准确级电压互感器的准确级以电压误差fu来定义的。即：在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，二次负荷功率因数为额定值时，电压误差的最大值百分数。(准确级越大，误差越大，精度越低)分为测量用准确级和保护用准确级。测量用：0.1级0.2级0.5级1级3级满足测量用电压互感器电压误差和相位误差有一定的条件，即在额定频率下，其一次电压在80％～120％额定电压之间，二次负载的功率因数为0.8(滞后)，二次负载的容量在25％～100％之间。K继电保护用电压互感器的准确级有3P和6P两个等级。由于使用条件与目的不同，满足继电保护用电压互感器电压误差和相位误差的条件与测量用的有所不同。除要求满足额定频率，二次负载的功率因数为0.8(滞后)，二次负载的容量在25％～100％之间外，要保证其测量精度，则一次电压的范围在5％额定电压及额定电压因数倍（在规定时间内能满足热性能及准确等级的最大电压与额定一次电压的比值）的电压之间。K2．电压互感器的额定容量

电压互感器的额定容量SN2：是指对应于最高准确级下的容量（VA)。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。当电压互感器二次侧承受负载功率因数为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。四、电压互感器的分类和结构1．电压互感器的分类和结构(1)单相式和三相式。35kV及以上电压等级多为单相式电压互感器。(2)户内式和户外式。35kV以上多制成户内式；110kV及以上电压等级则制成户外式。如图为JDJW-10型三相五柱电压互感器原理图和外形结构示意图。其一次绕组的中性点可以引出。（三相三柱式电压互感器一次绕组的中性点不可以引出）在这种情况下，中性点引出后，五柱式的两个旁轭为产生的零序磁通提供了畅通的磁路，这就避免了普通电压互感器因零序磁阻太大导致电流过大而发热损坏。1．电压互感器的分类和结构(3)双绕组和三绕组。三绕组电压互感器有两个二次绕组，一个是基本二次绕组，用于接测量仪表和继电器；另一个专门用于接保护继电器。(4)按绝缘分为干式（低压：小于380V），浇注绝缘式（3～35kV），油浸式（110kV及以上）和气体绝缘（多用于高压产品）。SF6电压互感器有两种结构形式，一种是为GIS配套使用的组合式，另一种为独立式。独立式增加了高压引出线部分。油浸式电压互感器按结构分类（5）普通结构（单级式）和串级结构两种。3~35kV电压等级都制成普通结构，110kV及以上电压等级的电压互感器才制成串级结构。在我国，电压大于330kV只生产电容式。JDZJ-10JDQX-220JDJ2-35JZW-10JSJW-10JCC—110YDR-110串级结构随着电压等级的升高，电压互感器一次绕组的绝缘需随之增强。尤其在110kV及以上电压等级的单相三绕组电压互感器，采用串级式结构可以缩小尺寸、减小质量。串级式电压互感器的一次绕组分成匝数相等的几组，并把绕组与铁芯电气相连，使铁芯与绕组之间可以采用分级绝缘。同时将铁芯与绕组装入充满变压器油的瓷箱中，从而可节省绝缘材料降低电压互感器成本。110kV串级式电压互感器如图为110kV串级式电压互感器（两级串级式）内部结构图和接线示意图。互感器有一个铁芯（元件）组成，一次绕组被分成匝数相等的两个部分分别套在上下铁芯柱上，二次绕组只与最下面一个铁芯柱耦合。一次绕组按磁通相加方向串联，接于相与地之间，铁芯与绕组中点电气相连，减小了铁芯与绕组的绝缘要求（两者之间的电压是相电压的一半）。但增加了铁芯与地之间的绝缘。（平衡绕组：平衡上下铁芯柱的磁势，保证正确的电压变换关系，即保证测量准确度）220kV串级式电压互感器右图是220kV四级串级式电压互感器。上铁芯对地为额定电压的3/4，下铁芯对地为额定电压的1/4。绕组边缘线匝与铁芯之间为额定电压的1/4。二次绕组只与最下面一个铁芯柱耦合。平衡绕组在同一铁芯的上下柱上，匝数相等，反极性连接。平衡上下铁芯柱的磁势连耦绕组：两铁芯相邻的铁芯柱上，匝数相同，反极性连接。电压均匀分布，不影响准确级。五、电压互感器的接线

图(a)接线用于小接地电流系统(35kV及以下)，测得线电压。图(b)接线用于大接地电流系统(110kV及以上)，测量相电压。图(c三)接线三是由三两台三单相三电压三互感三器组三成的V-三V接线(二次三侧b相接三地)，可三用来三测量三线电三压，三广泛三用于35三kV及以三下的三电网三中。一台三三相三三柱三式电三压互三感器Y，yn接线三用于三测量三线电三压。注意三：一三次绕三组中三性点三不引三出，三因为三零序三磁通三无通三路。图(d三)所示三为一三台三三相五三柱式电压三互感三器接三线。三一次三绕组三接成星三形，三且中三性点三接地三。基三本二次三绕组三也接三成星三形，三并且三中性点也三接地三。既三可测三量线三电压三．又可测三量相三电压三。三相三五柱三式电三压互三感器三的附三加二三次绕三组每三相的三额定三电压三按10三0V／3设计三，接三成开三口三三角形三，亦三要求三一点三接地三。正常三时，三开口三三角三形绕三组两三端电三压为三零，如果三系统三发生三一相三完全三接地三，开三口三三角形三绕组三两端三会出三现10三0V电压三，供三给绝三缘监三测继三电器三，使之三发出三一个三故障三信号(但不三跳开三断路三器)。这种三接线三在3~三35三kV电网中得三到广三泛应三用。图(e三)为由三三台三单相三三绕三组电三压互感器三构成三的Y0／Y0／开口三三角三形接线三。这三种接三线可三用小三接地三电流三系统三．也可三用于三大接三地电三流系三统。三但应三注意在三两种三情况三下，附加三的辅三助二三次绕组三的额三定电三压不三同。用在三小接三地电三流系三统时三二次三绕组三的额三定电三压为10三0V／3；用三在大三接地三电流三系统三中二三次绕三组的三额定三电压三为10三0V。其目三的是三不管三在哪三种系三统中三当发三生一三次系三统一三相完三全接地时三，在三开口三三角三形绕三组两三端的三电压三均为10三0V电容三式电三压互三感器电容三式电三压互三感器(C三VT三)在国三外已三有四三十多三年的三发展三历史三，在72三.5～10三00三kV电力三系统三中得三到普三遍应三用。三国产CV三T从19三64年在三西安三电力三电容三器厂三诞生三以来三，也三积累三了三三十五三年的三制造三和运三行经三验，三现已三进入三成熟三期。电容三式TV和GI三S中电三磁式TV两种三类型三可作三为50三0k三V电压三互感三器电容三式电三压互三感器三的工三作原三理1.电容三式电三压互三感器三的分三压原三理在被三测电三网的三相和三地之三间接三有主三电容C1和分三压电三容C2，Z2为继三电器三、仪三表等三电压三线圈三阻抗三。电三容式三电压三互感三器实三质上三是一三个电三容串三接的三分压三器，三被测三电网三的电三压在三电容C1、C2上按三反比三分压三。分压比

电容三式电三压互三感器三原理三接线三图当有负荷电流时，在内阻抗上产生电压降，产生误差出现谐振。2.电容三式电三压互三感器三结构三原理主要三由电三容分三压器三、补三偿电三抗器三、中三间变三压器三、阻三尼器三及防三护间三隙等三组成三。A、C2两端三并联三放电三间隙F1：防三止L与C2谐振三过电三压引三起的三绝缘三击穿三；B、二三次侧三并联三电容Ch：当三带有三负荷三时，三可以三使C2上的三电压三略高三于额三定电三压，三补偿三负荷三电流三在L上形三成的三电压三降；C、二三次侧三阻尼三绕组rd：抑三制次三谐波三铁磁三谐振三过电三压（三由TV的一三次绕三组（三非线三性电三抗）三饱和三激发三）（1）电三压互三感器三在工三作时三，其三一、三二次三侧不三得短三路。因此三电压三互感三器一三、二三次侧三必要三时装三设熔三断器三进行三短路三保护三。（三电流三互感三器二三次侧三不准三装设三熔断三器）（2）电三压互三感器三二次三侧有三一端三必须三接地三。（3）电三压互三感器三在结三线时三，必三须注三意其三端子三的极三性在结三线时三，若三将其三中的三一相三绕组三接反三，二三次回三路中三的线三电压三将发三生变三化，三会造三成测三量误三差和三保护三误动三作(或误三信号)，甚三至可三能对三仪表三造成三损害三。因三此，三必须三注意三其一三、二三次极三性的三一致三性。电压三互感三器使三用注三意事三项电压三互感三器的三选择1．选三择结三构类三型．三接线三方式三和准三确级*根据三配电三装置三类型三，相三应地三电压三互感三器可三选择三户内三式或三户外三式。35三kV及以三下可三选用三浇注三式结三构；11三0k三V及以三上可三选用三油浸三式结三构（三尤其三是串三级式三）或三电容三分压三式结三构。六、三电压三互感三器的三选择选择三接线三方式3~三20三kV当只三需要三测量三线电三压时三，可三采用三两只三单相三电压三互感三器的V—三V接线三。35三kV以下三，当三需要三测量三线电三压，三同时三又需三要测三量相三电压三和监三视电三网绝三缘时三，可三采用三三相三五柱三式电三压互三感器三或由三三个三单相三三绕三组电三压互三感器三构成Y0／Y0／△接线三。11三0k三V及以三上的三电网三，则三根据三需要三选择三三个三单相三三绕三组电三压互三感器三构成Y0／Y0／△接线三。选择三准确三等级选择三电压三互感三器的三准确三级要三根据三二次三负荷三的需三要。*三若二三次负三荷为三电能三计量三，可三采用0.三5级电三压互三感器三；*三发电三厂中三功率三表和三电压三继电三器可三配用1.三0级；*三一般三的测三量表三计(如电三压表)可配三用3.三0级。如果三几种三准确三级要三求不三同的三二次三负荷三同接三一台三电压三互感三器，三则应三按负三荷要三求的三最高三等级三考虑三。为了三保证三所接三仪表三的测三量准三确度三，TV的准三确度三等级三比所三接仪三表的三准确三度等三级要三高两三级。2．选三择额三定电三压电压三互感三器一三次绕三组的三额定三电压三应与三安装三地点三电网三额定三电压三相等三。其绝三缘水三平应三该能三够承三受电三网长三期运三行电三压，三并承三受可三能出三现的三雷电三过电三压、三操作三过电三压及三异常三运行三方式三下的三电压三。电压三互感三器的三二次三电压三标准三值，三对接三于三三相系三统相三间电三压的三单相三电压三互感三器，三二次三额定三电压三为10三0V。对三接在三三相三系统三相与三地间三的