电压互感器的原理及结构

电压互感器_电時电压互歸得原輙躺电压亘感器得工作原理与技术特性电压互感器得构造、原理与接线都与电力变压器一样，差异在于电压互感器得容量小,通VA,二次负荷为仪表与继电器得电压线圈，根本上就是恒定高阻抗。其工作状态接近电力变压器得空载运行。电压互感器得高压绕组，并联在系统一次电路中，二次电压U2

与一次电压成比例,反映了一次电压得数值。一次额定电压UIN,多与电网得额定电压一样二次额定电压U2N,—般为100V、1OO/V100/3VS o电压互感器得一、二次绕组额定电压之比,称为电压互感器得额定变比KN,则KN=«« (2-1-1)Ni、N一压互感器原、副绕组得匝数。2由式(2-1-1)5Ui二I<NU2由于电压互感器得原绕组就是并联在一次电路中，与电力变压器一样，二次侧不能短路,否则会产生很大得短路电流，烧毁电压互感器。同样,为了防止高、低压绕组绝缘击穿时，高电压窜入二次回路造成危害，必需将电压互感器得二次绕组、铁心及外壳接地。电压互感器得误差及准确度等级与电流互感器类似，电压互感器得误差也分为电压误差与角误差。UU2KN(即一次电压得测量值)与一次电压得实际值Ui之差,并以一次电压实际值得百分数表示，即△U=xlOO%6

(2-1)U”2,18056,并规定当・U‘2UiQQ(三)影响误差得因素T形等值电路所作得向量图加以说明，如图2-1所示，其中二次侧各量均折算到一次侧，二次局部各相量省略未画,为了使相量显得清楚，放大了各阻抗压降局部得比例,并画出一条角误差得座标轴线(一)6—+)8从图中瞧出:O‘A5,就是以下三局部电压得相量与：o反方向得二次电压向量即・U‘2o(2)励磁电流(空载电流)1Io(Ri+jXi)o(3)反方向得二次电流向量在原、副绕组漏阻抗得电压降之与，即I-I”2{R+R”2}+j(Xi+X”2)}I从相量图中可以瞧出，影响电压互感器误差得因素有：(1)Ri、R”2Xi、X”2o(2)loo(3)I’2COSO2。2-1电压互感器得相量图前两个因素与制造有关，第三因素打算于工作条件，即与二次负载有关。当二次电流增cose2降低时,误差也就增大。〔四〕电压互感器得准确度等级电压互感器依据误差得不同，划分为不同得准确度等级。我国电压互感器得准确度分为0、2级、0、5级、1级、32・loSN〔VA〕当实际2 O得二次负荷超过了规定得额定容量时，电压互感器得准确度等级就要降低。要使电压互感S必需小于该准确度等级所规定2ISNo电压互感器准确等级与对应得额定容量，可从有关电压互感器技术数据中2查取。2・1电压互感器得准确等级与误差限值准确度等最大容许误差准确度等最大容许误差次电压与一次负何级电压误差仕％〕角误差仕分〕0、20、210电压:〔0、85~1、15〕次额定电0、5130、5133040压负何:〔0、25-1〕互感器额定容量功率因数:COSO=02s8不规定电压互感器种类较多，按绕组数分为双绕组与三绕组两种，三绕组电压互感器除了—、二次绕组外还有一组〔个〕关心二次绕组供绝缘监测及零序回路。按相数分为单相与三相35kV及以上得电压互感器均制造为单相式。按安装地点分为户内与户夕卜式,35kV及以下多制成户内式。按绝缘及冷却方式可分为干式、浇注式，油浸式与充气式，干式〔浸绝缘胶〕6kV以下得3~35kV户内配电装置;油浸式绝缘性能10kVSF6全封闭组合电器中。此外还有电容式电压互感器。(l)JDZJ—10型电压互感器JDZJ-102-2所示。这种电压互感器YN/yn/dJSJW型三相五柱电压互感器。1-—23—4T5—二次出线2・2JDJ-10型电压互感器JDJ-10型电压互感器为单相油浸式电压互感器,构造如2・3所示。铁心与线圈装在布满变压器油得油箱内，线圈出线通过固定在箱盖上得套管引出。用于户外配电装置。JSJW-10型电压互感器

123——42・3JSJW-10型电压互感器为三相五柱式电压互感器,其外形及铁芯、绕组接线，如图2-4所示。绕组分别绕在中间在个铁心上，两侧有两个关心铁芯柱，作为单相接地时得零序磁通通道，使原绕组得零序阻抗增大，从而大大限制了单相接地时通过互感器得零序电流,而不致危害互感器。每个铁心柱均绕有三个绕组，一次绕组接成星形并引出中线，因此在油箱盖上有四个高压瓷瓶端子。每相有两个二次绕组，一组为根本绕组接成星形,中性点也引出，接线端a、b、cai、xi。广泛用于小接地电流系统,作为测量相、线电压与绝缘监察之用。⑷JCC-110型电压互感器

2・4JCC-110型电压互感器就是承受串级式构造，参数一样得原绕组线圈单元分别套在铁心上下两柱上，串接在相线与地之间,两个线圈单元得连接点与铁心连接在瓷箱内，铁心与底2-5所示。由于每个单元参数一样,电压在各个单元上均匀分布，所以，每一级只处在该装置这一局部电压之下。铁心与线圈承受分级绝缘，因此，可大量节约绝缘材料。在中性点直接接地系统中，每个线圈单元上Uxg成正比，最末一个与地连接得线圈单元具有副绕组，因而能成比例地反Uxg得变化。当副绕组开路时，由于铁芯中得磁通相等，使电压在各单元线圈上分布均匀，如图2・6(a所示，每一线圈单元与铁芯得电位差只有Uxg/2O但铁芯与外壳Uxg/2得电位差，所以必需绝缘。由于瓷外壳就是绝缘得，且绝缘得最大计算电压Uxg/2,Uxg设计绝缘。当副绕组接通负荷后，由于副绕组电流产生去磁磁势，产生漏磁通，使上、下铁芯柱内得磁通不相等，破坏了电压在各线圈单元得均匀分布，使准确度降低。为了避开这种现象，在两单元得铁芯上加装绕向与匝数一样得平衡绕组，并作反极性连接，如图2-6所示。当两单元铁心内得磁通不相等时，平衡绕组中将产生环流,如图中箭头所指方向，使上铁心柱去磁，使下铁芯柱增磁，到达上、下铁心内得磁通根本相等，从而使各线圈单元得电压分布较均匀，提高了准确度。25JCC-110型电压互感器构造图1一油扩张器;2—瓷外壳;3—上柱绕组;4一_失心5一下柱绕组;6—支撑电木板;7—底座2-6110干伏串级式电压互感器得原理接线图原理图;(b)绕组得连接(b)1一失芯;2—•一次绕组;3—平衡绕组;4一•二次绕组(b)JCC-110100/V;关心二次绕组100V这种电压互感器得缺点,就是准确较低，其误差随串级元件数目得增加而加oJCC13级。220kV得串级式电压互感器，有两个口字形铁心，由四个线圈单元串联组成，除下铁心装有平衡线圈外，在两个铁心得相邻铁心柱上，还设有连耦线圈，其作用与平衡线圈相像。二电容式电压互感器电容式电压互感器(CVT)成为电力系统高压远距离输电技术进展得必定产物，其与传统得电磁式电压互感器相比具有四个特点:绝缘性能较好，耐压水平高，不会与断路器断口电容产生铁磁谐振;电压等级越高，其相对本钱越低，节约设备投资;可兼作载波通讯使用;由于就是电容型设备，实现绝缘在线监测更加简洁。CVT220kV及以上电网中应用较为广泛。llOkV及以下,目前仅在油田热电厂及雄伟电厂承受了llOkV9516、9517两条线CVT220kVCVT,只就是增加了上节分压电容器，并对分压电容器单独进展介损正接线试验，与传统方法无异。1、CVT构造特点及工作原理。〔TYD110/-0.01H型电容式电压互感器为例〕其由电容分压器与电磁单元两个独立得元件组成，电容分压器得中压端子与接地端子穿过密封得油箱箱盖引入到油箱中分别与电磁单元得高压端子〔A〕与二次接线板得接地端子〔N〕相连。载波装置、保护球极〔N・E间〕在二次接线盒内,当电容式电压互感器作载波N-EN・E用连接片短接。电磁单元得油箱内装有中间变压器与补偿电抗器、阻尼器、保护补偿电抗器得低压避雷器，并充有变压器油。中间变压器高压绕组与补偿电抗器串联。电磁单元得二次绕组端子及接地端子均由二次接线盒引出。其构造接线图中主要元件为电容〔Cl、C2〕补偿电抗器冲间电磁式电压互TV及阻尼器等。CVT工作原理承受电容分压原理。U1为电网电压;Z2表示仪表、继电器等电压线圈负荷。U2=UC2=U1=KUU1,式中:KU=为分压比,ZiZ2后，其内阻抗〔利用等效电源原理，将电容分压原理转化成电容式电压互感器等值电路〕,当有负荷电流流过时，在内阻抗上将产生电压降。U2U1,不仅在数值上而且在相位上有误差，负荷越大，误差越大。要获得—定得准确级，必需增大电容量,这就是很不经济得。合理得解决措施就是在电路中串联一电Lo由于电容式电压互感器含有电容元件及多个非线形电感元件〔如补偿电抗器与中间变压器等〕，在系统合闸操作或短路故障产生得瞬态过程中，由于非线形电感元件得铁心饱与激发稳定得次谐波谐振，使得在补偿电抗及中间变压器上产生过电压，最终导致补偿电抗器与中间变压器绕组击穿损坏。为CVT内部铁磁谐振，在互感器二次绕组上并联阻尼装置。为保护补偿电抗器及加大抑制谐振作用，在其两端并联氧化锌〔ZnO〕避雷器。2、CVT得电容量及介损试验方法Cl、C2得测试:考虑到现场正在施工安装，而相邻得线路还在带电运行,有较大得电la-ln处施加一个小电压,在中间变压器一次侧产生高压作为试验电压来进展测试。试验电压3kV,对二次接线端子盒内接线柱不会造成损害。使用得仪器就是山东泛华生AI6000E变频介损测试仪，该仪器将电桥、试验变压器、标准电容器整合在一起,简洁45Hz55Hz得试验电压，能有效屏蔽试验电源NE间CVTN端子,CxAA”进入则C1C2CVTCx线引入电桥,从而实现其内部两个电容得检测。CVT测试线就是一根专用得绝缘屏蔽线，就是经过出厂校准得,不行以用其它线替代，测试中可直接放置地上,可为试验带来很大便利。现场接好试验接线后，介损仪可以在一个加压试验过程中,先测量C1C2,试验完毕后统一给出C1与C2得测量结果,这也大大得缩短了试验时间。现场试验结果：9516CVT测试:Cl中Cl(PF)、tg6(%)出厂报告分别为14701.0、05;现场测试为14720、0、llC2o中C2(PF)、tg5(%)33742、0、05;33760、0、18o9517CVT测试:Cl中Cl(PF)、tg5(%)出厂报告分别为14399、0、05;现场测试为14390、0、10o33270、0、12o

C2C2(PF)、tgS(%)33254、0、05;现场测试为试验说明，电容量得测量值几乎与出厂值一样,介损值比出厂值稍稍偏大。经分析认为，两者试验方法不同，出厂试验就是在电容未组装以前进展得，就是对电容单CVT得测试，附带了电