电压互感器的选型

1、教学目标,重点难点,教学内容,思考练习,课程引入,任务1.1 电压互感器的选型,3、电压互感器的技术参数,2、电压互感器的工作原理基误差分析,1、电压互感器的作用、结构；,本节主要内容,4、电压互感器的选择方法与案例分析,教学目标,2、能正确应用电压互感器的技术参数；,3、能正确进行电压互感器的选型设计,1、理解电压互感器的作用与工作原理；,一、电压互感器原理分析,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： 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6kV110kV系统； 价格贵，容

2、量大，误差小(相对于后者) 电容式电压互感器(CVT-capacitance voltage T) 电容分压型； 适用于110kV500kV系统； 价格低，容量小，误差大(相对于前者),1、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）电磁式电压互感器,由于电压互感器存在励磁电流和内阻抗，使得测量结果的大小和相位都有误差。,2. 电磁式电压互感器误差及影响因素,电压误差：,相位误差：,理想情况下:,但实际上:,（一）电磁式电压互感器,2. 误差及影响因素,O,（一）电磁式电压互感器,2. 误差及影

3、响因素,（一）电磁式电压互感器,2. 误差及影响因素,影响误差的因素：,2. 误差及影响因素,A,B,C,A2,B2,A1,B1,+90,-90,0,du由正值向负值变化。,fu由负值向正值变化；,若Z2L不变，则当2=90-90时，,(1) | fu |、du的空载误差与I0成正比，应选用高导磁材料。,(2) 二次负载的影响：（设 ）,若2不变，则二次负载Z2LI2| fu | 。,JDZJ-10,JDQX-220,JDJ2-35,JZW-10,JSJW-10,JCC 110,YDR-110,3. 电压互感器外形及型号含义,准确级： 在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，负荷功率因数为额定值

4、时，电压误差的最大误差。,3. 准确级和额定容量,3. 准确级和额定容量,由于误差与二次负荷有关，所以同一台电压互感器对应于不同的准确级便有不同的容量。 额定容量：对应于最高准确级的容量。 最大容量：按照在最高工作电压下长期工作容许发热条件所规定的容量。,按绝缘方式分： 浇注式：用环氧树脂绝缘，3-35kV 油浸式：用油绝缘，110kV及以上 按结构分： 普通式：同变压器， 3-35kV 串级式：采用分级绝缘， 110kV及以上,4. 分类,按绕组数分： 双绕组 三绕组,按安装地点分： 户内型 户外型,按相数分： 单相：35kV及以上 三相： 35kV以下 （三相五柱式）,A,B,C,4. 分

5、类,三相五柱式,实质上是一个电容分压器,1. 工作原理,实际上，由于电容器有损耗、电抗器有电阻，使内阻不可能为零，因此负荷变化时，还会有误差产生。,减小分压器的输出电流，可减小误差，故将测量仪表(Z2L)经中间变压器TV升压后与分压器连接。,(二) 电容式电压互感器,(二) 电容式电压互感器,1. 工作原理,当a、b间接上负荷时，由于C1、C2有内阻压降，使 UC2 小于电容分压值，而且负荷电流越大，误差越大。,当a、b间开路时，按反比分压，有,(二) 电容式电压互感器, 二次侧短路引起的过电流和过电压,所以应加放电间隙E。, 铁磁谐振过电压,由于电容式电压互感器是由电容和非线性电抗所构成，当

6、受到二次侧短路、断开等冲击瞬变作用时，由于非线性电抗的饱和，可能激发产生次谐波铁磁谐振。,抑制方法是装设阻尼电阻rd（谐振时自动投入）。,(二) 电容式电压互感器,优点： 制造简单，重量轻，成本低，电压等级越高越明显； 分压电容兼作载波通讯的耦合电容。 缺点： 输出容量小； 误差比电磁式大，且受频率的影响； 暂态特性不如电磁式PT好。,3. 特点,20,二、电压互感器的配置原则 电压互感器的配置原则是：应满足测量、保护、同期和自动装置的要 求；保证在运行方式改变时，保护装置不失压、同期点两侧都能方便地取压。通常如下配置： 1、母线 6220kV电压级的每组主母线的三相上应装设电压互感器，旁路母

7、线视回路出线外侧装设电压互感器的需要而确定。 2、线路 当需要监视和检测线路断路器外侧有无电压，供同期和自动重合闸使用，该侧装一台单相电压互感器。,3、发电机 一般在出口处装两组。一组（三只单相、双绕组 接线）用于自动调节励磁装置。一组供测量仪表、同期和继电保护使用，该组电压互感器采用三相五柱式或三只单相接地专用互感器，接成 接线，辅助绕组接成开口三角形，供绝缘监察用。当互感器负荷太大时，可增设一组不完全星形连接的互感器，专供测量仪表使用。50MW及以上发电机中性点常还设一单相电压互感器，用于100%定子接地保护。 4、变压器 变压器低压侧有时为了满足同步或继电保护的要求，设有一组电压互感器。

8、 5、330500kV电压级的电压互感器配置：双母线接线时，在每回出线和每组母线三相上装设。一个半断路器接线时，在每回出线三相上装设，主变压器进线和每组母线上则根据继电保护装置、自动装置和测量仪表的要求，在一相或三相上装设。线路与母线的电压互感器二次回路不切换。,二、电压互感器的配置原则,22,三、电压互感器的选择： 1、额定电压的选择： 电压互感器的一次绕组的额定电压必须与实际承受的电压相符，由于电压互感器接人电网方式的不同，在同一电压等级中，电压互感器一次绕组的额定电压也不尽相同；电压互感器二次绕组的额定电压应能使所接表计承受100V电压，根据测量目的的不同，其二次侧额定电压也不相同。,2

9、3,单台使用或两台接成不完全星形，一次绕组两个引出端跨接于电网线电压上(用于335kV系统)，一、二次绕组额定电压均以线电压表示，分别为 UNS 和IOOV； 三台单相互感器的一、二次绕组分别接成星形(用于3kV及以上系统)，每台一次绕组接于电网相电压上，单台的一、二次绕组的额定电压均以相电压表示，分别为 和100/3V V。第三绕组(又称辅助绕组或剩余电压绕组)的额定电压，对中性点非直接接地系统为100/3V，对中性点直接接地系统为100V。,三相式电压互感器(用于315kV系统)，其一、二次绕组均接成星形，一次绕组三个引出端跨接于电网线电压上，额定电压均以线电压表示，分别为UNS和100V

10、。 单相式电压互感器，其一、二次绕组的额定电压的表示有两种情况：,三、电压互感器的选择： 1、额定电压的选择：,24,25,2.种类和型式选择 电压互感器的种类和形式应根据安装地点和使用技术条件来选择。 （1） 320kV屋内配电装置，宜采用油浸式绝缘结构，也可采用树脂浇注结构的电磁式电压互感器。 （2） 35kV配电装置，宜采用油浸绝缘结构的电磁式电压互感器。 （3） 110220kV配电装置，用电容式或串级电磁式电压互感器。为避免铁磁谐振，当容量和准确度级满足要求时，宜优先采用电容式电压互感器。 （4） 330kV及以上配电装置，宜采用电容式电压互感器。 （5） 全封闭组合电器应采用电磁式

11、电压互感器。,三、电压互感器的选择：,26,3.准确级选择： 电压互感器准确级的选择原则，可参照电流互感器准确级选择。用于继电保护的电压互感器不应低于3级。至此，可初选出电压互感器的型号，由产品目录或手册查得其在相应准确级下的额定二次容量。,当所供仪表要求不同准确级时，应按其中要求准确级最高的仪表来确定电流互感器的准确级。 用于测量精度要求较高的大容量发电机、变压器、系统干线和500kv电压级的电压互感器，宜用0.2级； 供重要回路（发电机、调相机、变压器、厂用馈线、出线等）中的电能表和所有计费用的电能表电压互感器，不应低于0.5 级 供运行用的电流表、功率表、电能表的电流互感器，用0.51级； 供估计被测数值的仪表的电流互感器，可用3级； 供继电保护的电压互感器，应用D级或B级（或新型号P或TPY级）。,三、电压互感器的选择：,三、电压互感器的选择,4、按二次负荷选择 （1）作出测量仪表（或继电器）与电压互感器的三相接线图，并尽可能将负荷均匀分配在各相上。 （2）列表统计其二次侧“各相间（或相）负荷分配”。据各仪表（或继电器）的技术数据（、cos）及接线情况，算出其在各相间（或相）的有功功率cos和无功功率sin，并求出各相间（