电压互感器培训讲义P38

电压压互互感感器器电压压互互感感器器的的作作用用是是隔离离高高电电压压，，并把把高高电电压压变变为为低低电电压压，，供继电保护、、自动装置和和测量仪表获获取一次侧电电压信息。按工作原理，，电压互感器器可分为：1、电磁式电压压互感器电力变压器型型，原理和普普通变压器相相似；适用于6kV～110kV系统；价格贵，容量量大，误差小小(相对于后者)2、电容式电压压互感器(CVT-capacitancevoltageT)电容分压型；；适用于110kV～500kV系统；价格低，容量量小，误差大大(相对于前者)电磁式电压互互感器的工作作原理电磁式电压互互感器的工作原理，构造造和连接方法都和普通电电力变压器相同。其主要要区别在于电压互感器的的容量很小，，通常只有几十十到几百伏安安。一次绕绕组并联在所测测量的的一次次回路路中。。一次次绕组组电压压等于于电网网电压压，不不受二二次回回路负负荷的的影响响。接在二二次绕绕组的的负荷荷是仪仪表和和继电电器的的电压压线圈圈，它它们的的阻抗抗很大大，通通过的的电流流很小小，因因此，，电压互互感器器正常常工作作时，，二次次绕组组接近近于空空载状状态。。此时，，二次次电压压接近近于二二次电电势，，并决决定于于一次次电压压值。。即有：：额定定电压压比在二次次电压压一定定的情情况下下，阻阻抗越越小则则电流流越大大。当当电压压互感感器二二次回回路短短路时时，二二次回回路的的阻抗抗接近近为0，二次次电流流I2将变得非非常大，，如果没没有保护护措施，，将会烧烧坏电压压互感器器。所以以电压互感感器的二二次回路路不能短短路。电磁式电电压互感感器的误误差误差的定定义(1)电压误差差fu：二次电压压乘以额额定电压压比与实实际一次次电压之之差占一一次电压压的百分分比。(2)相位误差差：旋转180º的二次电电压相量量与一次次电压相相量之间间的夹角角。并规规定-U2超前U1时，相位位为正。电压互感感器的准准确级与与额定容容量1．电压互互感器的的准确级级电压互感感器的准准确级以以电压误误差fu来定义的的。即：在规定的的一次电电压和二二次负荷荷变化范范围内，，二次负负荷功率率因数为为额定值值时，电电压误差差的最大大值百分分数。(准确级越越大，误误差越大大，精度度越低)分为测量量用准确确级和保保护用准准确级。。测量用：：0.1级0.2级0.5级1级3级满足测量量用电压压互感器器电压误误差和相相位误差差有一定定的条件件，即在在额定频频率下，，其一次次电压在在80％～120％额定电电压之间间，二次次负载的的功率因因数为0.8(滞后)，二次负负载的容容量在25％～100％之间。。K继电保护护用电压压互感器器的准确确级有3P和6P两个等级级。由于于使用条条件与目目的不同同，满足足继电保保护用电电压互感感器电压压误差和和相位误误差的条条件与测测量用的的有所不不同。除要求满满足额定定频率，，二次负负载的功功率因数数为0.8(滞后)，二次负负载的容容量在25％～100％之间外外，要保保证其测测量精度度，则一一次电压压的范围围在5％额定电电压及额额定电压压因数倍倍（在规规定时间间内能满满足热性性能及准准确等级级的最大大电压与与额定一一次电压压的比值值）的的电压之之间。K2．电压互互感器的的额定容容量电压互感感器的额额定容量量SN2：是指对对应于最最高准确确级下的的容量（（VA)。对于三相相式电压压互感器器，其额额定输出出容量是是指每相相的额定定输出。。当电压压互感器器二次侧侧承受负负载功率率因数为为0.8（滞后）），负载载容量不不大于额额定容量量时，互互感器能能保证幅幅值与相相位的精精度。四、电压压互感器器的分类类和结构构1．电压互互感器的的分类和和结构(1)单相式和和三相式式。35kV及以上电电压等级级多为单单相式电电压互感感器。(2)户内式式和户户外式式。35kV以上多多制成成户内内式；；110kV及以上上电压压等级级则制制成户户外式式。如图为为JDJW-10型三相五五柱电电压互互感器器原理理图和和外形形结构构示意意图。。其一次次绕组组的中中性点点可以以引出出。（三相相三柱柱式电电压互互感器器一次次绕组的的中性性点不不可以以引出出）在这种种情况况下，，中性性点引引出后后，五五柱式式的两两个旁旁轭为为产生生的零序磁磁通提提供了了畅通通的磁磁路，这就就避免免了普普通电电压互互感器器因零零序磁磁阻太太大导导致电电流过过大而而发热热损坏坏。1．电压互互感器的的分类和和结构(3)双绕组和和三绕组组。三绕绕组电压压互感器器有两个个二次绕绕组，一一个是基基本二次次绕组，，用于接接测量仪仪表和继继电器；；另一个个专门用用于接保保护继电电器。(4)按绝缘分分为干式式（低压：：小于380V），浇注绝绝缘式（3～35kV），油浸式式（110kV及以上）和气体绝缘（（多用于高压压产品）。SF6电压互感器有有两种结构形形式，一种是是为GIS配套使用的组组合式，另一一种为独立式式。独立式增增加了高压引引出线部分。。油浸式电压互互感器按结构构分类（5）普通结构（（单级式）和和串级结构两种。3~35kV电压等级都制制成普通结构构，110kV及以上电压等等级的电压互互感器才制成成串级结构。。在我国，电电压大于330kV只生产电容式式。JDZJ-10JDQX-220JDJ2-35JZW-10JSJW-10JCC—110YDR-110串级结构随着电压等级级的升高，电电压互感器一一次绕组的绝绝缘需随之增增强。尤其在在110kV及以上电压等等级的单相三三绕组电压互互感器，采用用串级式结构构可以缩小尺尺寸、减小质质量。串级式电压互互感器的一次次绕组分成匝匝数相等的几几组，并把绕组与铁芯电电气相连，使铁芯与绕绕组之间可以以采用分级绝绝缘。同时将将铁芯与绕组组装入充满变变压器油的瓷瓷箱中，从而而可节省绝缘缘材料降低电电压互感器成成本。110kV串级式电压互互感器如图为110kV串级式电压互互感器（两级级串级式）内内部结构图和和接线示意图图。互感器有一个个铁芯（元件件）组成，一一次绕组被分分成匝数相等等的两个部分分分别套在上上下铁芯柱上上，二次绕组组只与最下面面一个铁芯柱柱耦合。一次次绕组按磁通通相加方向串串联，接于相相与地之间，，铁芯与绕组组中点电气相相连，减小了铁芯与与绕组的绝缘缘要求（两者者之间的电压压是相电压的的一半）。但增加了铁铁芯与地之间间的绝缘。（平衡绕组：：平衡上下铁铁芯柱的磁势势，保证正确确的电压变换换关系，即保保证测量准确确度）220kV串级式电压互互感器右图是220kV四级串级式电电压互感器。。上铁芯对地地为额定电压压的3/4，下铁芯对地地为额定电压压的1/4。绕组边缘线线匝与铁芯之之间为额定电电压的1/4。二次绕组只与与最下面一个个铁芯柱耦合合。平衡绕组在同同一铁芯的上上下柱上，匝匝数相等，反反极性连接。。平衡上下铁芯芯柱的磁势连耦绕组：两铁芯相邻的的铁芯柱上，，匝数相同，，反极性连接接。电压均匀分布布，不影响准准确级。五、电压互感感器的接线图(a)接线用于小接接地电流系统统(35kV及以下)，测得线电压压。图(b)接线用于大接接地电流系统统(110kV及以上)，测量相电压压。图(c)接线是由两台台单相电压互互感器组成的的V-V接线(二次侧b相接地)，可用来测量量线电压，广广泛用于35kV及以下的电网网中。一台三相三柱柱式电压互感感器Y，yn接线用于测量量线电压。注意：一次绕绕组中性点不不引出，因为为零序磁通无无通路。图(d)所示为一台三三相五柱式电压互感器接接线。一次绕绕组接成星形，且中中性点接地。。基本二次绕组也接接成星形，并并且中性点也也接接地地。。既既可可测测量量线线电电压压．．又又可测测量量相相电电压压。。三相相五五柱柱式式电电压压互互感感器器的的附附加加二二次次绕绕组组每每相相的的额额定定电电压压按按100V／3设计计，，接接成成开开口口三三角角形形，，亦亦要要求求一一点点接接地地。。正常常时时，，开开口口三三角角形形绕绕组组两两端端电电压压为为零零，，如果果系系统统发发生生一一相相完完全全接接地地，，开开口口三三角角形形绕绕组组两两端端会会出出现现100V电压，供供给绝缘缘监测继继电器，，使之发出出一个故故障信号号(但不跳开开断路器器)。这种接线线在3~35kV电网中得到广广泛应用用。图(e)为由三台台单相三三绕组电电压互感器构成成的Y0／Y0／开口三角角形接线。这这种接线线可用小小接地电电流系统统．也可用于于大接地地电流系系统。但但应注意在两种种情况下下，附加的辅辅助二次次绕组的额额定电压压不同。用在小接接地电流流系统时时二次绕绕组的额额定电压压为100V／3；用在大大接地电电流系统统中二次次绕组的的额定电电压为100V。其目的是是不管在在哪种系系统中当当发生一一次系统统一相完完全接地时，在在开口三三角形绕绕组两端端的电压压均为100V电容式电电压互感感器电容式电电压互感感器(CVT)在国外已有四四十多年的发发展历史，在在72.5～1000kV电力系统中中得到普遍遍应用。国国产CVT从1964年在西安电电力电容器器厂诞生以以来，也积积累了三十十五年的制制造和运行行经验，现现已进入成成熟期。电容式TV和GIS中电磁式TV两种类型可可作为500kV电压互感器器电容式电压压互感器的的工作原理理1.电容式电压压互感器的的分压原理理在被测电网网的相和地地之间接有有主电容C1和分压电容容C2，Z2为继电器、、仪表等电电压线圈阻阻抗。电容容式电压互互感器实质质上是一个个电容串接接的分压器器，被测电电网的电压压在电容C1、C2上按反比分分压。分压比

电容式电压压互感器原原理接线图图当有负荷电流时，在内阻抗上产生电压降，产生误差出现谐振。2.电容式电压压互感器结结构原理主要由电容容分压器、、补偿电抗抗器、中间间变压器、、阻尼器及及防护间隙隙等组成。。A、C2两端端并并联联放放电电间间隙隙F1：防防止止L与C2谐振振过过电电压压引引起起的的绝绝缘缘击击穿穿；；B、二二次次侧侧并并联联电电容容Ch：当当带带有有负负荷荷时时，，可可以以使使C2上的的电电压压略略高高于于额额定定电电压压，，补补偿偿负负荷荷电电流流在在L上形形成成的的电电压压降降；；C、二二次次侧侧阻阻尼尼绕绕组组rd：抑抑制制次次谐谐波波铁铁磁磁谐谐振振过过电电压压（（由由TV的一一次次绕绕组组（（非非线线性性电电抗抗））饱饱和和激激发发））（1）电电压压互互感感器器在在工工作作时时，，其其一一、、二二次次侧侧不不得得短短路路。。因此电压互感感器一、二次次侧必要时装装设熔断器进进行短路保护护。（电流互互感器二次侧侧不准装设熔熔断器）（2）电压互感器器二次侧有一一端必须接地地。（3）电压互感器器在结线时，，必须注意其其端子的极性性在结线时，若若将其中的一一相绕组接反反，二次回路路中的线电压压将发生变化化，会造成测测量误差和保保护误动作(或误信号)，甚至可能对对仪表造成损损害。因此，，必须注意其其一、二次极极性的一致性性。电压互感器使使用注意事项项电压互感器的的选择1．选择结构类类型．接线方方式和准确级级*根据配电装置置类型，相应应地电压互感感器可选择户户内式或户外外式。35kV及以下可选用用浇注式结构构；110kV及以上可选用用油浸式结构构（尤其是串串级式）或电电容分压式结结构。六、电压互感感器的选择选择接线方式式3~20kV当只需要测量量线电压时，，可采用两只只单相电压互互感器的V—V接线。35kV以下，当需要要测量线电压压，同时又需需要测量相电电压和监视电电网绝缘时，，可采用三相相五柱式电压压互感器或由由三个单相三三绕组电压互互感器构成Y0／Y0／△接线。110kV及以上的电网网，则根据需需要选择三个个单相三绕组组电压互感器器构成Y0／Y0／△接线。选择准确等级级选择电压互感感器的准确级级要根据二次次负荷的需要要。*若二次负负荷为电能计计量，可采用用0.5级电压互感器器；*发电厂中中功率表和电电压继电器可可配用1.0级；*一般的测测量表计(如电压表)可配用3.0级。如果几种准确确级要求不同同的二次负荷荷同接一台电电压互感器，，则应按负荷荷要求的最高高等级考虑。。为了保证所接接