互感器培训讲义1

发电厂和变电所的一次设备6-6互感器（二）教学内容一、电压互感器的工作特点二、电压互感器的误差三、电压互感器的准确度级和额定容量四、电压互感器的类型、型号和结构五、电压互感器的接线方式六、电压互感器的操作和保护七、电压互感器的接地八、串级式电压互感器九、电容式电压互感器十、电压互感器使用注意事项首页TV—变换电压、容量很小（最大不过数百伏安）、负荷恒定

应用电压互感器测量电压的原理：一、电压互感器的工作特点1.电磁式电压互感器的工作原理

式中：Ｋu—称为TV的额定电压比，其中一次线圈额定电压U1N是电网的额定电压，且已标准化(如10、35、110、220、330、500千伏等)，二次电压U2N

统一定为100(或100/)伏，所以

Ｋu也标准化。

KN=N1/N2—称为TV的匝数比可见：TV二次侧测量仪表测得的二次电压U2乘以额定电压比ＫU这一常数，即为一次侧电压U1

。

一、电压互感器的工作特点2.电压互感器的工作特点（1）电磁式电压互感器就是一台小容量的降压变压器。一次绕组匝数N1很多，而二次绕组匝数N2较少。（2）电压互感器一次侧电压决定于一次电力网的电压，不受二次负载的影响。一、电压互感器的工作特点（3）正常运行时，电压互感器二次绕组近似工作在开路状态。电压互感器的二次负载是测量仪表、继电器的电压线圈，匝数多、电抗大，通过的电流很小，二次绕组接近空载运行。（4）运行中的电压互感器二次侧绕组不允许短路。与电力变压器一样，当二次侧短路时，将产生很大的短路电流损坏电压互感器。为了保护二次绕组，一般在二次侧出口处安装熔断器或快速自动空气开关，用于过载和短路保护。一、电压互感器的工作特点

测量误差的原因：TV本身存在励磁电流和内阻抗测量误差包括：电压误差和相位误差。误差主要因素：与互感器本身铁芯、绕组的质量，及运行中一次电压和二次负载等有关。二、电压互感器的误差

运行参数对误差的影响：

⑴一次电压U1的影响

电压互感器一次额定电压已标准化，将一台电压互感器用于高、或低的电压等级中，或运行中电压与额定电压偏离太远，电压互感器的误差都会增大。故正确地使用电压互感器，应使一次额定电压与电网的额压相适应。二、电压互感器的误差⑵二次负载阻抗的影响如果一次电压不变，当接带的负荷过多，二次负载阻抗下降，二次电流I2增大，在电压互感器绕组上的电压降上升，使误差增大。二、电压互感器的误差⑶二次负荷功率因数cosφ2的影响

二次侧负荷功率因数过大或过小，也会使测量误差增大。

可见，为减小TV的测量误差，应使TV的一次侧电压、二次侧负荷及其功率因数限制在一定的范围内。二、电压互感器的误差

1.电压互感器的准确度级

准确度级是指在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，负荷的功率因数为额定值时，电压误差的最大值。六个准确度级—0.2、0.5、1、3、3P、6P

0.5级：可用于收费用的电度表，因母线TV为母线段中各接线单元公用，其中必有计费测量，故宜选用0.5级。

3级：用于一般测量和继电保护装置，继电保护用电压互感器有3P和6P。

三、电压互感器的准确度级和额定容量

2.电压互感器的额定容量

是指最高准确度级下的额定容量。例：JDZ–10型电压互感器，各准确级下的额定容量为：0.5级—80V·A，1级—120V·A，3级—500V·A，则该电压互感器的额定容量为80V·A。

注：与TA一样，要求在某些准确度级下测量时，二次负载不应超过该准确度级规定的容量，否则准确度级下降，测量误差满足不了要求。

三、电压互感器的准确度级和额定容量四、电压互感器的类型、型号和结构

1．电压互感器的类型按安装地点分：户内式（35kV电压等级以下）和户外式（35kV及以上）。按绝缘方式分：干式（低压）、浇注式（3～35kV）、油浸式（35kV及以上）和气体绝缘式等。

按绕组数分：双绕组、三绕组和四绕组式。按相数分：单相式（35kV及以上）和三相式（20kV以下）。按结构原理分：电磁式和电容式。电磁式又可分为单级式（35kV以下）和串级式（63kV以上）。四、电压互感器的类型、型号和结构⒉电压互感器的型号意义

四、电压互感器的类型、型号和结构型号名称表示字母字母含义型号名称表示字母字母含义用途J电压互感器结构形式及用途X带剩余（零序）绕组相数D单相B三柱带补偿绕组式S三相W五柱三绕组绝缘形式J油浸式G空气（干式）C串级式带剩余（零序）绕组Z浇注成型固体F测量和保护分开的二次绕组Q气体油保护方式N不带金属膨胀器C瓷绝缘R电容分压式四、电压互感器的类型、型号和结构3.电压互感器的结构

干式电压互感器

干式电压互感器因没有油，也就没有火灾、爆炸、污染等问题。它主要由铁芯、绕组等组成，适用于500V以下低压接线。四、电压互感器的类型、型号和结构浇注式电压互感器

用于35kV及以下电压等级，有单相双绕组、单相三绕组之分。该型互感器优点是运行维护方便，但一旦损坏，不能检修只有更新。JDZ2-1型JZW-12型四、电压互感器的类型、型号和结构浇注式电压互感器

JDZ—10型浇注式单相电压互感器油浸式电压互感器

普通油浸式电压互感器的额定电压制成3-35kV等级，铁芯和绕组均放于充满油的油箱内，绕组通过套管引出。JSJW一10型互感器由五个铁芯和两个铁箍组成磁路系统，一次侧三个绕组接成Y形，两个二次侧绕组分别接成Y形与开口三角形。二次侧Y形接线的绕组用来测量线电压和相电压以及相对地电压，开口三角形用来测量单相接地后的零序电压。JSJW-10型

JDJ2-35型四、电压互感器的类型、型号和结构油浸式电压互感器

（1）JSJW-10型油浸式三相五柱电压互感器。（2）JCC-20型串级式电压互感器。（3）JDXN－35电压互感器。四、电压互感器的类型、型号和结构SF6气体绝缘电压互感器

在三相系统中需要测量的电压有：①线电压（一般测量仪表和继电器的电压线圈都用线电压）；②相对地电压；③当发生单相接地故障时出现的零序电压。

②、③用于某些继电保护和绝缘监察装置中。为了测量这些电压，TV有各种不同的接线，下图为最常见的几种接线。五、电压互感器的接线方式(a)单相接线有两种：

①对小接地电流系统，采用前一种的单相接线。这种接线只能测量相间电压（线电压），其UN1=UN·W，UN2=100V。五、电压互感器的接线方式②对大接地电流系统，采用后一种的单相接线。这种接线只能测量相对地电压，其UN1=UN·W/，UN2=100V。五、电压互感器的接线方式(b)两台单相TV接成的V-V形接线（又称不完全星形）可测量各相间电压，但不能测量相对地电压。广泛用于小电流接地系统中，其中UN1=UN·W，UN2=100V。

比采用三相式的经济，但有局限性五、电压互感器的接线方式(c)三相三柱式Ｙ/Ｙ0形接线接线

只能用来测量相间电压，不能用来测量相对地电压，因为它的一次侧绕组中性点不能接地，中性点不引出，故不能用来监视电网对地绝缘。其UN1=UN·W，UN2=100V。用于小接地电流系统中五、电压互感器的接线方式

一次侧绕组中性点不能接地的原因：中性点非直接接地电网中单相接地时，非故障相对地电压升高倍，三相对地电压失去平衡，在三个铁芯柱中将出现零序磁通。由于零序磁通是同相位的，不能通过三个铁芯柱形闭合回路，而只能经过空气间隙和互感器外壳构成通路。因此磁路磁阻很大，零序励磁电流很大，引起电压互感器铁芯过热甚至烧坏。(d)三相五柱式电压互感器接成的Y0/Y0/形接线其一次侧绕组、基本二次侧绕组接成星形，且中性点均接地，辅助二次侧绕组接成开口三角形。这种接线可用来测量相电压和相间电压，还可用作绝缘监察，故广泛用于小接地电流电网中。其UN1=UN·W，UN2=100V，辅助二次绕组开口三角形两端子的额定电压为100V，故二次绕组的每相电压UN3=100/3V。五、电压互感器的接线方式五、电压互感器的接线方式五、电压互感器的接线方式(e)三台单相三绕组TV接成的Y0/Y0/形接线可测量相间电压、相对地电压和零序电压（辅助二次绕组可作接地保护）

①当使用在小接地电流系统中，其UN1=UN·W/，UN2=100/V，辅助二次绕组开口三角形两端子的额定电压为100V，故二次绕组的每相电压UN3=100/3V。

五、电压互感器的接线方式②当使用在大电流接地系统中，其UN1=UN·W/，UN2=100/V，辅助二次绕组开口三角形两端子的额定电压为100V，故二次绕组的每相电压UN3=100V

。五、电压互感器的接线方式1.TV一般用熔断器保护，用隔离开关操作。六、电压互感器的操作和保护

一次侧熔断器的作用：当TV及其以内出线上短路时，自动熔断切除故障，但不作为二次侧过负荷保护。因为熔断器熔件的截面是根据机械强度选择的，其额定电流比电压互感器的工作电流大很多倍，二次侧过负荷时可能不熔断。2.3～35KV的TV经隔离开关和熔断器接入高压电网。3.110KV及以上电网，TV只经过隔离开关与电网连接。4.380～500V的低压配电装置中，TV可以直接经熔断器与电网连接，而不用隔离开关。5.TV的二次侧也一律要装设低压熔断器，以保护互感器二次侧过负荷或短路。六、电压互感器的操作和保护

但以下几种情况则不能装设熔断器：①中性线N②两只单相TV接成V-V，b相接地不准装FU③辅助二次绕组接成开口三角形一般也不装FU。六、电压互感器的操作和保护

1.除三相三柱式TV外，一次绕组接成Y形的TV中性点都接地，而不论电力系统中性点是直接接地还是小电流接地（将TV的中性点直接接地，是不会改变系统的接地性质。这是因为TV容量很小，阻抗极大，对单相接地电流基本没有影响）。

2.TV的二次侧必须有一点接地，以防绕组间绝缘损坏而使二次部分长期存在高压而危及人身安全。七、电压互感器的接地

随着电压等级的升高，TV一次绕组的绝缘需随之增强。110KV及以上电压等级的电磁式电压互感器，如果仍制成普通的具有钢板油箱和瓷套管结构的单相电压互感器，将显得十分笨重且价格昂贵。因此，电压为110KV及以上的电磁式电压互感器，现在广泛采用串级式结构。

八、串级式电压互感器1.结构特点：①串级式TV的铁芯和绕组装在充油的瓷外壳内，没有套管绝缘子，瓷外壳既代替油箱又兼作高压出线套管。②绕组和铁芯采用分级绝缘，简化绝缘结构。所以，瓷箱串级式TV可节省绝缘材料、减轻质量、降低造价。

八、串级式电压互感器

八、串级式电压互感器2.工作原理：

八、串级式电压互感器

其一次侧绕组被分成匝数相等的Ⅰ、Ⅱ两段，绕成圆筒式套装在上、下铁芯柱上并相互串联，绕组两端线匝对铁芯的绝缘只需按1/2U的电压设计

在上、下铁芯柱上加装匝数相等而绕向相反的平衡绕组，并接成环路，当上、下铁芯柱内的磁通不相等时，将在平衡线圈中感应出电动势е1、e2

，在电动势差作用下平衡绕组中产生平衡电流Iph，使磁通较多的上铁芯柱去磁，磁通较少的下铁芯柱助磁，于是铁芯上、下柱中的合成磁通基本相等，一次侧绕组Ⅰ、Ⅱ段上的电压分布趋于均匀，使测量准确度提高。

随着电力系统输电电压的增高，对绝缘要求也越高，电磁式电压互感器的体积和重量越来越大，成本也随之增加。电容式电压互感器与电磁式电压互感器相比，具有结构简单、体积小、重量轻、占地少，成本低的优点，且电压愈高效果愈显著。电容式电压互感器的运行维护也较方便，且其中的分压