电压互感器.docx

电压互感器科技名词定义中文名称：电压互感器英文名称：voltage transformer , potential transformer;voltage transformer 定义1：将高电压变成低电压的互感器在正常使用情况下，其比差和角差都应在允 许范围内应用学科：电力（一级学科）；变电（二级学科）定义2：利用电磁感应原理改变交流电压量值的器件应用学科：机械工程（一级学科）；电测量仪器仪表（二级学科）；仪用互感器（三级 学科）定义3：将交流高电压转化成可供仪表、继电器测量或应用的变压设备应用学科：水利科技（一级学科）；水力发电（二级学科）；水电站电气回路及变电设 备（三级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片电压互感器电压互感器是一个带铁心的变压器它主要由一、二次线圈、铁心和绝缘组成当 在一次绕组上施加一个电压U1时，在铁心中就产生一个磁通0,根据电磁感应定 律，则在二次绕组中就产生一个二次电压U2改变一次或二次绕组的匝数，可以产 生不同的一次电压与二次电压比，这就可组成不同比的电压互感器电压互感器将 高电压按比例转换成低电压，即100V，电压互感器一次侧接在一次系统，二次侧接 测量仪表、继电保护等；主要是电磁式的（电容式电压互感器应用广泛），另有非 电磁式的，如电子式、光电式。

电压互感器的分类（1） 按安装地点可分为 户内式和户外式35kV及以下多制成户内式； 35kV以上则制成户外式2） 按相数可分为单相 和三相式，35kV及以上不能制成三相式3） 按绕组数目可分为双绕组和三绕组电压 互感器，三绕组电压互感 器除一次侧和 基本二次侧外，还有一组辅助二 次侧，供接地保护用4） 按绝缘方式可分为干式、浇注式、油浸式 和充气式，干式浸绝缘胶电压互感器结构简单、无着火和爆炸危险， 但绝缘强度较低，只适用于6kV以下的户内式装置；浇注式电压互感器结构紧凑、维护方便，适用于 3kV〜35kV户内式配电装置；油浸式电压互感 器绝缘性能较好，可用于10kV 以上的户外式配电装置；充气式电压互感器用 于SF6全封闭电器中5） 此外，还有电容式电压互感器，电容式电压互感 器实际上是一个 单相电容分压管，由若干个相同的电容器串联 组成，接在高压相线与地面 之间，它广泛用于110kV〜330kV的中性点直接接地的电网中工作原理皿相JDZr-35五―产品按线闺b四.型号矗含义•UE^Sjt(KV)ifl计序勺逼注壊塑也&第 SiHKV)逵訐洋勺itl-禺坤片开虫压互屈#电压互感器其工作原理与变压器相同，基本结构也是铁心和原、副绕组。

特点是容量 很小且比较恒定，正常运行时接近于空载状态电压互感器本身的阻抗很小，一旦副边发 生短路，电流将急剧增长而 烧毁线圈为此，电压互感器的原边 接有熔断器，副边可靠接地，以免原、 副边绝缘损毁时，副边出现对地高电位而造成人身和设备事故结构，其原边电压为被测电 也可以用两台接成V-V形作 多抽头的，以适应测量不同 一个第三线圈，称三线圈电测量用电压互感器一般都做成单相双线圈 压（如电力系统的线电压），可以单相使用， 三相使用实 验室用的电压互感器往往是原边 电压的需要供保护接地用电压互感器还带有 压互感器电压互感器形的两引出端与接地保护继第三线圈上的三相感应电动 现位移，开口三角的端子间 系统起保护作用现零序磁通为此，这种三三相的第三线圈接成开口三角形，开口三角 电器的电压线圈联接正常运行时，电力系统的三相电压对称， 势之和为零一旦发生单相接地时，中性点出 就会出现零序电压使继电器动作，从而对电力线圈出现零序电压则相应的铁心中就会出 相电压互感器 采用旁轨式铁心（10KV及以下时）或采用三台单相电 压互感 器对于这种互感器，第三线圈的准确度要求不高，但要求有一定的过励 磁特性（即当原边电压增加时，铁心中的磁通 密度也增加相应倍数而不会 损坏）。

[1]注意事项使用注意1. 电压互感器在投入运行前要按照规程 规定的项目进行试验检查例 如，测极性、连接组别、摇绝缘、核相序等2. 电压互感器的接线应保证其正确性，一次绕组和被测电路并联，二 次绕组应和所接的测量仪表、继电压互感器电保护装置或自动装置的电压线圈并联，同时 要注意极性的正确性3•接在电压互感器二次侧负荷的容量应 合适，接在电压互感器二次侧 的负荷不应超过其额定容量，否则，会使互感器的误差增大，难以达到测 量的正确性4.电压互感器二次侧不允许短路由于电压 互感器内阻抗很小，若 二 次回路短路时，会出现很大的电流，将损坏二 次设备甚至危及人身安全 电压互感器可以在二次侧装设熔断器以保护其自身不因二次侧短路而损坏 在可能的情况下，一次侧也应装设熔断器以保护高压电网不因互感器高压 绕组或引线故障危及一次系统的安全5•为了确保人在接触测量仪表和继电器时的安全，电压互感器二次绕 组必须有一点接地因为接地后，当一次和二次绕组间的 绝缘损坏时，可以防止仪表 和继电器出现 高电压危及人身安全施工、安装要点1、 副边绕组连同铁心必须可靠接地2、 副边绝对不容许短路铭牌标志电压互感器电压互感器型号由以下几部分组成，各部分字 母，符号表示内容：第一个字母：j——电压互感器；第二个字母：d——单相；s——三相第三个字母：J——油浸；z——浇注；第四个字母：数字——电压等级(KV)。

例如：JDJ-10表示单相油浸电压 互感器，额定电压10KV额定一次电压，作为互感器性能基准的一次电压值额定二次电压，作为互感器性能基准的二 次电压值额定变比，额定 一次电压与额 定二次电压之比准确级，由互感器系统定的等级，其误差 在规定使用条件下应在规定 的限值之内负荷，二次回路的阻抗，通常以视在功率(VA)表示额定负荷, 确定互感器准确级可依据的负荷值基本作用电压互感器电压互感器的作用是：把高电压按比例关系 变换成100V或更低等级的标准 二次电压，供保护、计量、仪表装置使用同 时，使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离电压互感器虽然 也是按照电磁感应原理工作 的设备，但它的电磁结构关系与 电流互感器相比正好相反电压互感器二 次回路是咼阻抗回路，二次电流的大小由回路 抗减小时，二次电流增大，使得一次电流自动 次侧之间的电磁平衡关系可以说，电压互感 形式的特殊变压器简单的说就是“检测元件 接线方式的阻抗决定当二次负载阻 增大一个分量来满足一、二 器是- -个被限定结构和使用电压互感器的接线方式很多，常见的有以 下几种:电压互感器(1) 用一台单相电压互感 器来测量某一相对地电压或相间 电压的接线方 式(2) 用两台单相互感器接成不完全星形，也称 V— V接线，用来测量 各相间电压，但不能测相对地电压，广泛应用在20KV以下中性点不接地或 经消弧线圈接地的电网中。

3) 用三台单相三绕组电压互感器构 成YN，yn，d0或YN, y，d0的 接线形式，广 泛应用于3~220KV系统中，其二 次绕组用于测量相间电压和 相对地电压，辅助二次绕组接成开口三角形， 供接入交流电网绝缘监视仪 表和继电器用用一台三相五柱式电压互感器 代替上述三个单相三绕组电 压互感器构成的接线，除铁芯夕卜，其形式与图3基本相同，一般只用于3~15KV 系统4) 电容式电压互感 器接线形式在中性点不接地或经消弧线圈接地的系统 中，为了测量相对地电压， PT 一次绕组必须接成星形接地的方式在3~60KV电网中，通常采用三只单相三绕组电压互感器或者一只三相 五柱式电压互感器的接线形式必须指出，不能用三相三柱式电压互感器 做这种测量当系统发生单相接地短路时，在互感器的三相中将有零序电 流通过，产生大小相等、相位相同的零序磁通在三相三柱式互感器中，成闭合磁路，零序电流很大，柱式电压互感器中，零序磁以零序电流值不大，对互感零序磁通只能通过磁阻很大的气隙和铁外壳形 使互感器绕组过热甚至损坏设备而在三相五 通可通过两侧的铁芯构成回路，磁阻较小，所 器不造成损害常见异常（1） 三相电压指示不平衡：一相降低（可为零），另两相正常，线电 压不正常，或 伴有声、光信号，可能是互感器 高压或低压熔断器熔断；（2） 中性点非有效接地系统，三相电压指 示不平衡：一相降低（可为 零），另两相升高（可达线电压）或指针摆动，可能是单相接地故障或基 频谐振，如三相电压同时升高，并超过线电压 （指针可摆到头），则可能 是分频或高频谐振；（3） 高压熔断器多次熔断，可能是内部绝缘严 重损坏，如绕组层间或 匝间短路故障；（4） 中性点有效接地系统，母线倒闸操作时，出现相电压升高并以低 频摆动，一般为串联谐振现象；若无任何操作，突然出现相电压异常升高 或降低，则可能是互感器内部绝缘损坏，如绝 缘支架绕、绕组层间或匝间 短路故障；（5）中性点有效接地系 统，电压互感器投运时出现电压 表指示不稳定， 可能是高压绕组N （ X）端接地接触不良。

⑵ 电压互感器爆裂原因剖析及防范措施1故障现象及相关数据6kV系统共有八段，采用的是上海华通开关厂生产的电气组合 柜，该 厂设备自投产以来，主部件未发生大的缺陷，但其辅助测量 PT发生了 8台 次损坏，现象表现为本体炸裂、内部绝缘物质喷出故障，致使6kV系统的 相关保护不能投运，部分自动功能无法实现 这给厂用系统的安全稳定运 行带来了极大的隐患2故障原因初探、铁心叠片及绕制工艺不过 长期处于高温下运行，从而 互感器一次侧绕组发生匝间 和从而导致谐振过电压，使1）产品质量不好：如果由于产品本身绝缘 关等，均可能致使电压互感器发热过量使绝缘 导致绝缘加速 老化，出现击穿该类型的电压 短路，这样电流会迅速增大，铁磁也将迅速饱 绝缘击穿，高压熔断器被熔断2） 电压互感器二次负荷偏重，一、二次电流较大，使二次侧负载电流 的总和超过额定值，造成PT内部绕组发热增加，尤其是在电 压高于PT额 定电压（6kV）情况下，PT内部发热更加严重；再者，该系统属于中性点非有 效接地系统，故一次侧电压在运行中 容易发生偏斜，当某相出现高电压时， 该相PT更加容易发生热膨胀爆裂3） 由于铁磁谐振而造成电压互感器被击 穿，因为：被击穿的电压互感 器所处的母线带的负荷呈感性的比较多，特别是III、W段，带有大容量的 深井泵，在负荷分配上其感抗大于容抗，由于 某种原因，而使系统电压波 动（如深井泵频繁启停等），使电路中电流和电压发生突变，可能导致电压 互感器铁心迅速饱和、感抗减小，当感抗小于容抗时，将产生铁磁谐振， 导致电压互感器激磁电流增大几十倍，而过电压幅值将达到 近2.5Ue，甚至 于达到3.5Ue以上，而且持续时间较长，电压互感器在这样大电压、大电 流下运行，使本身的温度也迅速升高，导致损坏。

3铁磁谐振的几个特点1）对于铁磁谐振电路，在相同的电源电势作用下回路 可能不只一种稳 定的工作状态电路到底稳定在哪种工作状态要看外界冲击引起的过渡过 程的情况2） PT的非线性铁磁特性是产生铁磁谐振的根本原因，但铁磁元件的饱 和效应本身也限制了过电压的幅值此外回路 损耗也使谐振过电压受到阻 尼和限制当回路电阻大于一定的数值时，就不会出现强烈的铁磁谐振过 电压3） 串联谐振电路来说，产生铁磁谐振过电 压的的必要条件是3 0=1 / L0C V3因此铁磁谐振可在 很大的范围内发生4） 维持谐振振荡和抵偿回路电阻损耗的能 量。