电压互感器-电压互感器的作用与接线方式、电压互感器异常与处理

电压互感器

电(dian)(dian)压(ya)互感(gan)(gan)器(qi)(qi)和(he)(he)(he)变(bian)(bian)压(ya)器(qi)(qi)类(lei)似(si)，是(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)来变(bian)(bian)换(huan)线(xian)(xian)(xian)路(lu)上的电(dian)(dian)压(ya)的仪器(qi)(qi)。但是(shi)(shi)(shi)变(bian)(bian)压(ya)器(qi)(qi)变(bian)(bian)换(huan)电(dian)(dian)压(ya)的目的是(shi)(shi)(shi)为了输(shu)送电(dian)(dian)能，因此容量很(hen)大，一般都是(shi)(shi)(shi)以千伏安(an)(an)或兆伏安(an)(an)为计算单位；而电(dian)(dian)压(ya)互感(gan)(gan)器(qi)(qi)变(bian)(bian)换(huan)电(dian)(dian)压(ya)的目的，主要是(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)来给测量仪表和(he)(he)(he)继电(dian)(dian)保护装置供电(dian)(dian)，用(yong)(yong)来测量线(xian)(xian)(xian)路(lu)的电(dian)(dian)压(ya)、功率和(he)(he)(he)电(dian)(dian)能，或者用(yong)(yong)来在线(xian)(xian)(xian)路(lu)发生(sheng)故障时保护线(xian)(xian)(xian)路(lu)中的贵(gui)重(zhong)设备、电(dian)(dian)机和(he)(he)(he)变(bian)(bian)压(ya)器(qi)(qi)，因此电(dian)(dian)压(ya)互感(gan)(gan)器(qi)(qi)的容量很(hen)小，一般都只有(you)几伏安(an)(an)、几十伏安(an)(an)，最(zui)大也不超过一千伏安(an)(an)。

电压互感器的作用

1、电(dian)(dian)压(ya)互感(gan)器时隔离高电(dian)(dian)压(ya)，供继电(dian)(dian)保护、自动装置和(he)测量仪表获取一次电(dian)(dian)压(ya)信息的传感(gan)器。把(ba)高电(dian)(dian)压(ya)按(an)比(bi)例关系变(bian)换(huan)成(cheng)100V或100/3V标准二次电(dian)(dian)压(ya)，供计量、仪表装置和(he)继电(dian)(dian)保护使用。

2、同时使(shi)用电压互感器可以将高电压与电气工作(zuo)人员(yuan)隔离，保证(zheng)设备(bei)和人身(shen)安(an)全的作(zuo)用。

电压互感器分类

1、按安装地(di)点可(ke)分：户内式(shi)和户外(wai)式(shi)。35kV及以(yi)下多为(wei)户内式(shi)，35kV及以(yi)上多为(wei)户外(wai)式(shi)，其(qi)绝(jue)缘有(you)明显差距(ju)。

2、按相(xiang)数可分(fen)：单相(xiang)式(shi)和三(san)(san)相(xiang)式(shi)。10kV及以(yi)下采用三(san)(san)相(xiang)式(shi)。

3、按绕(rao)组数可(ke)分：双(shuang)绕(rao)组、三(san)绕(rao)组和四绕(rao)组。

4、按绝缘方式可分：干(gan)式、浇注式、油浸式和气体式。

5、按(an)工(gong)作原理可分为：电磁式(shi)、电容(rong)式(shi)和新型(xing)的光电式(shi)电压互感器。

其中电磁式可(ke)分为:三相(xiang)式和单相(xiang)式；三相(xiang)式又可(ke)分：三相(xiang)两柱式和两相(xiang)五柱式。

电压互感器结构

1、油浸式电(dian)压互感(gan)器(qi)

油浸(jin)式(shi)(shi)电压(ya)(ya)互(hu)感器(qi)分为：单级(ji)(ji)式(shi)(shi)和串级(ji)(ji)式(shi)(shi)单级(ji)(ji)式(shi)(shi)，单级(ji)(ji)式(shi)(shi)可用于(yu)220kV及以下电压(ya)(ya)等级(ji)(ji)，串级(ji)(ji)式(shi)(shi)可用于(yu)66kV及以上电压(ya)(ya)的所有(you)电压(ya)(ya)等级(ji)(ji)。

单级式其一二次绕组绕在共同的铁(tie)芯上，绝缘不分级，靠磁(ci)耦(ou)合实现能量转(zhuan)换。

串级式由多个匝数(shu)相(xiang)同的(de)一次绕组(zu)装在数(shu)量为绕组(zu)数(shu)一半的(de)相(xiang)同的(de)铁芯上(shang)，自上(shang)而下(xia)排(pai)列，接于高压与地(di)之(zhi)间(jian)。

2、SF6气体绝缘电压互(hu)感器

SF6气体绝(jue)缘电(dian)压互感器由外壳、绝(jue)缘套管、铁芯、一、二次绕组(zu)(zu)(zu)以及安(an)装(zhuang)附(fu)件组(zu)(zu)(zu)成。一次绕组(zu)(zu)(zu)一般采(cai)用宝塔形层式(shi)绕组(zu)(zu)(zu)，并(bing)按分(fen)级方式(shi)绕制(zhi)；二次绕组(zu)(zu)(zu)为(wei)层式(shi)绕组(zu)(zu)(zu)，紧靠铁芯绕制(zhi)，铁芯通常采(cai)用单(dan)相(xiang)双柱叠片铁芯。

SF6气(qi)体绝缘电(dian)压互感器可以与GIS配套，也可以作为独(du)立(li)的SF6气(qi)体绝缘电(dian)压互感器。

3、浇注(zhu)绝缘电压互感器(qi)

浇(jiao)注绝(jue)缘采(cai)用不饱和(he)树脂和(he)环(huan)氧树脂。浇(jiao)注绝(jue)缘电(dian)压互感器通常用于35kV电(dian)压等级，可做(zuo)成户内、户外(wai)、接(jie)地、不接(jie)地等多种结构。

对于10kV开关柜内，几(ji)乎全部采用浇(jiao)注(zhu)式(shi)。

4、电(dian)容(rong)式电(dian)压互(hu)感器

电容式电压互(hu)感器(qi)的(de)结构，按(an)电容分压器(qi)和电磁单元的(de)组合方(fang)式分为：分装式和单柱(zhu)式两种。

电容分压器(qi)和电磁(ci)单(dan)元分别(bie)安装(zhuang)(zhuang)，电磁(ci)单(dan)元通过(guo)外部套管与电容分压器(qi)的中亚(ya)端子相互连接的方式称为分装(zhuang)(zhuang)式。

电(dian)容分压(ya)器和(he)电(dian)磁(ci)单(dan)元上下组装在一起，二者在产品内部连接，称(cheng)为单(dan)柱式。

电压互感器的工作原理

其工作原(yuan)理(li)与变压器相同，基(ji)本结(jie)构也是(shi)铁心(xin)和原(yuan)、副(fu)绕组。特点是(shi)容(rong)量(liang)很小且(qie)比较恒定，正常运行(xing)时接近于空载状态。

电(dian)压(ya)互(hu)感器(qi)(qi)本(ben)身的阻抗(kang)很小(xiao)，一旦副(fu)(fu)边(bian)发生短路，电(dian)流(liu)将急剧(ju)增长而烧毁线圈。为此(ci)，电(dian)压(ya)互(hu)感器(qi)(qi)的原(yuan)(yuan)边(bian)接有熔断器(qi)(qi)，副(fu)(fu)边(bian)可靠接地(di)，以免原(yuan)(yuan)、副(fu)(fu)边(bian)绝缘(yuan)损毁时，副(fu)(fu)边(bian)出(chu)现对地(di)高电(dian)位而造成人身和设备事故(gu)。

测量用(yong)电(dian)(dian)压(ya)互感(gan)器一般都做成(cheng)单(dan)(dan)相(xiang)双线(xian)圈结构，其原(yuan)边电(dian)(dian)压(ya)为被测电(dian)(dian)压(ya)（如电(dian)(dian)力系(xi)统(tong)的线(xian)电(dian)(dian)压(ya)），可以(yi)单(dan)(dan)相(xiang)使用(yong)，也可以(yi)用(yong)两台接(jie)(jie)(jie)成(cheng)V-V形(xing)作三(san)(san)相(xiang)使用(yong)。实验(yan)室(shi)用(yong)的电(dian)(dian)压(ya)互感(gan)器往往是(shi)原(yuan)边多抽头的，以(yi)适应测量不(bu)同电(dian)(dian)压(ya)的需要。供保(bao)(bao)护接(jie)(jie)(jie)地用(yong)电(dian)(dian)压(ya)互感(gan)器还带(dai)有一个(ge)第三(san)(san)线(xian)圈，称三(san)(san)线(xian)圈电(dian)(dian)压(ya)互感(gan)器。三(san)(san)相(xiang)的第三(san)(san)线(xian)圈接(jie)(jie)(jie)成(cheng)开口三(san)(san)角(jiao)形(xing)，开口三(san)(san)角(jiao)形(xing)的两引出端与接(jie)(jie)(jie)地保(bao)(bao)护继(ji)电(dian)(dian)器的电(dian)(dian)压(ya)线(xian)圈联接(jie)(jie)(jie)。

正常运行时(shi)，电力系统的三相电压对(dui)称，第三线(xian)圈上的三相感(gan)应电动势之和(he)为零(ling)。一(yi)旦发生单(dan)相接地(di)时(shi)，中性点出(chu)现(xian)(xian)位移(yi)，开口(kou)三角的端子间就(jiu)会出(chu)现(xian)(xian)零(ling)序(xu)电压使继电器动作，从而对(dui)电力系统起保护作用。

线圈出(chu)现零序电压(ya)则(ze)相应的(de)铁(tie)(tie)心中(zhong)就会出(chu)现零序磁通。为此，这种三相电压(ya)互(hu)感器(qi)采用旁轭式铁(tie)(tie)心（10KV及以下时(shi)）或采用三台单相电压(ya)互(hu)感器(qi)。对于这种互(hu)感器(qi)，第三线圈的(de)准确(que)度要求(qiu)不高，但要求(qiu)有一定(ding)的(de)过(guo)励磁特性(xing)（即当原边电压(ya)增(zeng)加时(shi)，铁(tie)(tie)心中(zhong)的(de)磁通密度也增(zeng)加相应倍数而不会损(sun)坏）。

电(dian)(dian)压(ya)(ya)互感器(qi)(qi)(qi)是(shi)发电(dian)(dian)厂、变(bian)电(dian)(dian)所等输电(dian)(dian)和供电(dian)(dian)系统不可缺少的(de)一种(zhong)电(dian)(dian)器(qi)(qi)(qi)。精(jing)密(mi)电(dian)(dian)压(ya)(ya)互感器(qi)(qi)(qi)是(shi)电(dian)(dian)测试验室中用来(lai)扩(kuo)大量限(xian)，测量电(dian)(dian)压(ya)(ya)、功率和电(dian)(dian)能的(de)一种(zhong)仪器(qi)(qi)(qi)。电(dian)(dian)压(ya)(ya)互感器(qi)(qi)(qi)和变(bian)压(ya)(ya)器(qi)(qi)(qi)很相(xiang)像，都是(shi)用来(lai)变(bian)换(huan)线路上的(de)电(dian)(dian)压(ya)(ya)。

线(xian)(xian)(xian)路(lu)上(shang)(shang)为什么需要(yao)变换电压(ya)(ya)(ya)(ya)呢？这是(shi)因(yin)为根(gen)据发电、输电和(he)(he)(he)(he)(he)用电的不同情况，线(xian)(xian)(xian)路(lu)上(shang)(shang)的电压(ya)(ya)(ya)(ya)大(da)小不一，而且(qie)相(xiang)差悬(xuan)殊，有的是(shi)低压(ya)(ya)(ya)(ya)220V和(he)(he)(he)(he)(he)380V，有的是(shi)高压(ya)(ya)(ya)(ya)几(ji)(ji)万伏(fu)(fu)甚至几(ji)(ji)十万伏(fu)(fu)。要(yao)直(zhi)接(jie)测(ce)量这些(xie)低压(ya)(ya)(ya)(ya)和(he)(he)(he)(he)(he)高压(ya)(ya)(ya)(ya)电压(ya)(ya)(ya)(ya)，就需要(yao)根(gen)据线(xian)(xian)(xian)路(lu)电压(ya)(ya)(ya)(ya)的大(da)小，制作(zuo)相(xiang)应的低压(ya)(ya)(ya)(ya)和(he)(he)(he)(he)(he)高压(ya)(ya)(ya)(ya)的电压(ya)(ya)(ya)(ya)表(biao)(biao)(biao)和(he)(he)(he)(he)(he)其他仪表(biao)(biao)(biao)和(he)(he)(he)(he)(he)继电器(qi)。这样不仅会给仪表(biao)(biao)(biao)制作(zuo)带来(lai)很大(da)困难，而且(qie)更主(zhu)要(yao)的是(shi)，要(yao)直(zhi)接(jie)制作(zuo)高压(ya)(ya)(ya)(ya)仪表(biao)(biao)(biao)，直(zhi)接(jie)在(zai)高压(ya)(ya)(ya)(ya)线(xian)(xian)(xian)路(lu)上(shang)(shang)测(ce)量电压(ya)(ya)(ya)(ya)，那是(shi)不可能的，而且(qie)也是(shi)绝对(dui)不允(yun)许的。

电压互感器接线方法

1、单相接线(xian)常用于大接地电(dian)流系统(tong)判线(xian)路无压或同期(qi)，可以(yi)接任何一相，但(dan)另一判据要用母线(xian)电(dian)压的(de)对应相。

2、接于两相电(dian)压(ya)(ya)间的一(yi)只电(dian)压(ya)(ya)互(hu)(hu)感(gan)器(qi)，主要用(yong)于小电(dian)流接地(di)(di)(di)系(xi)统判(pan)(pan)线路(lu)无(wu)压(ya)(ya)或(huo)同期，因为小接地(di)(di)(di)电(dian)流系(xi)统允(yun)许单相接地(di)(di)(di)，如(ru)果(guo)只用(yong)一(yi)只单相对(dui)地(di)(di)(di)的电(dian)压(ya)(ya)互(hu)(hu)感(gan)器(qi)，如(ru)果(guo)电(dian)压(ya)(ya)互(hu)(hu)感(gan)器(qi)正好在(zai)接地(di)(di)(di)相时，该相测得对(dui)地(di)(di)(di)电(dian)压(ya)(ya)为零，则无(wu)法检定线路(lu)是否却以无(wu)压(ya)(ya)，如(ru)果(guo)错判(pan)(pan)则可能(neng)造(zao)成非(fei)同期合闸。

3、V/V接(jie)线主(zhu)要用(yong)于小(xiao)接(jie)地电(dian)(dian)(dian)流系统的母线电(dian)(dian)(dian)压测(ce)(ce)(ce)量(liang)，它只要两(liang)只接(jie)于线电(dian)(dian)(dian)压的电(dian)(dian)(dian)压互感器就能完成三相(xiang)电(dian)(dian)(dian)压的测(ce)(ce)(ce)量(liang)，节约投(tou)资(zi)。但该接(jie)线无法(fa)测(ce)(ce)(ce)量(liang)系统的零序电(dian)(dian)(dian)压。

4、星(xing)形接线和(he)(he)三(san)角(jiao)接线应用最多，常用于母线测量三(san)相电(dian)压和(he)(he)零序(xu)电(dian)压。

5、中(zhong)性点安(an)装有(you)消(xiao)弧(hu)电压(ya)互感器的星形接(jie)线。在电流(liu)接(jie)地系统(tong)，当单相接(jie)地时允许继续运(yun)行2h，非接(jie)地相的电压(ya)上升为线电压(ya)，对于间隙(xi)性接(jie)地还有(you)暂态(tai)过电压(ya)。

这可能造(zao)成电压(ya)(ya)互感器(qi)(qi)铁芯饱和，引起铁磁(ci)谐(xie)振，使系(xi)统产生谐(xie)振过(guo)电压(ya)(ya)，所以(yi)在小电流接(jie)地系(xi)统中电压(ya)(ya)互感器(qi)(qi)要考虑消谐(xie)问(wen)题。

6、用以检定同(tong)期或(huo)(huo)线路(lu)无压的线路(lu)电(dian)压互感器采用电(dian)容(rong)型或(huo)(huo)电(dian)压抽取装置。

电压互感器的注意事项

1．电压互感(gan)器在投入运行(xing)(xing)前要按照规(gui)程(cheng)规(gui)定的项目进行(xing)(xing)试验(yan)检查。例如(ru)，测极性(xing)、连(lian)接组别、摇绝缘、核相序等。

2．电压互(hu)感器的(de)接线应保证(zheng)其(qi)正确(que)(que)性，一(yi)次绕组(zu)和被(bei)测电路(lu)并联(lian)，二次绕组(zu)应和所(suo)接的(de)测量仪表(biao)、继电保护(hu)装置(zhi)或自动装置(zhi)的(de)电压线圈并联(lian)，同时要(yao)注意极性的(de)正确(que)(que)性。

3．接在(zai)电压(ya)互感器二次(ci)(ci)侧负(fu)荷的(de)(de)容量应合适(shi)，接在(zai)电压(ya)互感器二次(ci)(ci)侧的(de)(de)负(fu)荷不应超过其额定容量，否(fou)则，会使互感器的(de)(de)误差增大，难以达到测量的(de)(de)正确性。

4．电压(ya)(ya)互(hu)感器(qi)(qi)(qi)二次(ci)(ci)侧不(bu)允许短路(lu)。由于电压(ya)(ya)互(hu)感器(qi)(qi)(qi)内阻抗(kang)很(hen)小(xiao)，若(ruo)二次(ci)(ci)回路(lu)短路(lu)时，会出(chu)现很(hen)大的(de)电流(liu)，将(jiang)损(sun)坏二次(ci)(ci)设备(bei)甚至危(wei)及人身安全。电压(ya)(ya)互(hu)感器(qi)(qi)(qi)可以(yi)在二次(ci)(ci)侧装(zhuang)设熔断(duan)器(qi)(qi)(qi)以(yi)保护其自身不(bu)因二次(ci)(ci)侧短路(lu)而损(sun)坏。在可能(neng)的(de)情况下，一次(ci)(ci)侧也(ye)应装(zhuang)设熔断(duan)器(qi)(qi)(qi)以(yi)保护高压(ya)(ya)电网不(bu)因互(hu)感器(qi)(qi)(qi)高压(ya)(ya)绕组或引线故障危(wei)及一次(ci)(ci)系(xi)统的(de)安全。

5．为了确保人(ren)在接(jie)(jie)触(chu)测量(liang)仪表和(he)继电器时的安(an)全，电压(ya)互感(gan)器二(er)次绕组必(bi)须有(you)一点(dian)接(jie)(jie)地。因为接(jie)(jie)地后，当一次和(he)二(er)次绕组间(jian)的绝缘(yuan)损坏时，可以防止(zhi)仪表和(he)继电器出现高电压(ya)危及人(ren)身安(an)全。

6、电(dian)压互感器副边绝对不容许短路。

电压互感器的异常与处理

（一）常见异常

（1）三相电(dian)压(ya)指示不平衡：一相降低（可为(wei)零(ling)），另(ling)两相正常(chang)，线电(dian)压(ya)不正常(chang)，或伴有声、光信号，可能是互(hu)感(gan)器(qi)高压(ya)或低压(ya)熔(rong)断器(qi)熔(rong)断；

（2）中性(xing)点非有效接地系(xi)统，三相(xiang)电压(ya)指(zhi)示(shi)不平衡(heng)：一相(xiang)降低（可(ke)为零），另两(liang)相(xiang)升高(gao)（可(ke)达线(xian)电压(ya)）或(huo)指(zhi)针摆(bai)(bai)动(dong)，可(ke)能(neng)是单(dan)相(xiang)接地故(gu)障(zhang)或(huo)基(ji)频(pin)谐振，如三相(xiang)电压(ya)同时升高(gao)，并超过线(xian)电压(ya)（指(zhi)针可(ke)摆(bai)(bai)到头），则可(ke)能(neng)是分频(pin)或(huo)高(gao)频(pin)谐振；

（3）高压熔断器多次熔断，可(ke)能是内部(bu)绝缘严重(zhong)损(sun)坏，如(ru)绕组层(ceng)间或匝间短(duan)路(lu)故障；

（4）中性点有效接地系统，母线倒闸(zha)操作时，出(chu)现相电(dian)压升高并(bing)以低频(pin)摆动，一般为串联谐(xie)振(zhen)现象(xiang)；若无任何(he)操作，突然(ran)出(chu)现相电(dian)压异(yi)常升高或降低，则可能是互感器内(nei)部绝缘损坏，如绝缘支架绕、绕组层间或匝间短(duan)路(lu)故(gu)障；

（5）中性点有(you)效接地系统，电压(ya)互感器投(tou)运(yun)时出现电压(ya)表指示(shi)不(bu)(bu)稳定，可(ke)能是高压(ya)绕组N（X）端接地接触(chu)不(bu)(bu)良。

（6）电(dian)压互(hu)感器(qi)回路断线处理(li)。

（二）处理方法

1. 根据继电保护和自(zi)动(dong)(dong)装置有(you)关规定，退出有(you)关保护，防止误动(dong)(dong)作。

2. 检查(cha)高、低压熔(rong)断(duan)器及自动(dong)空气开关是否(fou)正常，如熔(rong)断(duan)器熔(rong)断(duan)、应(ying)查(cha)明(ming)原因立即更换(huan)，当再次熔(rong)断(duan)时则应(ying)慎重处理。

3.检查电压回路所有接头有无松动、断开(kai)现象(xiang)，切换回路有无接触不良现象(xiang)。

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