什麽是電壓互感器

電壓互感器 電壓互感器是壹個帶鐵心的變壓器。它主要由壹、二次線圈、鐵心和絕緣組成。當在壹次繞組上施加壹個電壓U1時，在鐵心中就產生壹個磁通φ，根據電磁感應定律，則在二次繞組中就產生壹個二次電壓U2。改變壹次或二次繞組的匝數，可以產生不同的壹次電壓與二次電壓比，這就可組成不同比的電壓互感器。電壓互感器將高電壓按比例轉換成低電壓，即100V，電壓互感器壹次側接在壹次系統，二次側接測量儀表、繼電保護等；主要是電磁式的（電容式電壓互感器應用廣泛），另有非電磁式的，如電子式、光電式。 工作原理 其工作原理與變壓器相同，基本結構也是鐵心和原、副繞組。特點是容量很小且比較恒定，正常運行時接近於空載狀態。 電壓互感器本身的阻抗很小，壹旦副邊發生短路，電流將急劇增長而燒毀線圈。為此，電壓互感器的原邊接有熔斷器，副邊可靠接地，以免原、副邊絕緣損毀時，副邊出現對地高電位而造成人身和設備事故。 測量用電壓互感器壹般都做成單相雙線圈結構，其原邊電壓為被測電壓（如電力系統的線電壓），可以單相使用，也可以用兩臺接成V-V形作三相使用。實驗室用的電壓互感器往往是原邊多抽頭的，以適應測量不同電壓的需要。供保護接地用電壓互感器還帶有壹個第三線圈，稱三線圈電壓互感器。三相的第三線圈接成開口三角形，開口三角形的兩引出端與接地保護繼電器的電壓線圈聯接。 正常運行時，電力系統的三相電壓對稱，第三線圈上的三相感應電動勢之和為零。壹旦發生單相接地時，中性點出現位移，開口三角的端子間就會出現零序電壓使繼電器動作，從而對電力系統起保護作用。 線圈出現零序電壓則相應的鐵心中就會出現零序磁通。為此，這種三相電壓互感器采用旁軛式鐵心（10KV及以下時）或采用三臺單相電壓互感器。對於這種互感器，第三線圈的準確度要求不高，但要求有壹定的過勵磁特性（即當原邊電壓增加時，鐵心中的磁通密度也增加相應倍數而不會損壞）。 註意事項 1．電壓互感器在投入運行前要按照規程規定的項目進行試驗檢查。例如，測極性、連接組別、搖絕緣、核相序等。 2．電壓互感器的接線應保證其正確性，壹次繞組和被測電路並聯，二次繞組應和所接的測量儀表、繼電保護裝置或自動裝置的電壓線圈並聯，同時要註意極性的正確性。 3．接在電壓互感器二次側負荷的容量應合適，接在電壓互感器二次側的負荷不應超過其額定容量，否則，會使互感器的誤差增大，難以達到測量的正確性。 4．電壓互感器二次側不允許短路。由於電壓互感器內阻抗很小，若二次回路短路時，會出現很大的電流，將損壞二次設備甚至危及人身安全。電壓互感器可以在二次側裝設熔斷器以保護其自身不因二次側短路而損壞。在可能的情況下，壹次側也應裝設熔斷器以保護高壓電網不因互感器高壓繞組或引線故障危及壹次系統的安全。 5．為了確保人在接觸測量儀表和繼電器時的安全，電壓互感器二次繞組必須有壹點接地。因為接地後，當壹次和二次繞組間的絕緣損壞時，可以防止儀表和繼電器出現高電壓危及人身安全。 施工、安裝要點 1、副邊繞組連同鐵心必須可靠接地。 2、副邊絕對不容許短路。 銘牌標誌 電壓互感器型號由以下幾部分組成，各部分字母，符號表示內容： 第壹個字母：J——電壓互感器； 第二個字母：D——單相；S——三相 第三個字母：J——油浸；E——澆註； 第四個字母：數字——電壓等級(KV)。 例如：JDJ-10表示單相油浸電壓互感器，額定電壓10KV。 額定壹次電壓，作為互感器性能基準的壹次電壓值。 額定二次電壓，作為互感器性能基準的二次電壓值。額定變比，額定壹次電壓與額定二次電壓之比。 準確級，由互感器系統定的等級，其誤差在規定使用條件下應在規定的限值之內負荷，二次回路的阻抗，通常以視在功率(VA)表示。額定負荷，確定互感器準確級可依據的負荷值。 基本作用 電壓互感器的作用是：把高電壓按比例關系變換成100V或更低等級的標準二次電壓，供保護、計量、儀表裝置使用。同時，使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離。電壓互感器雖然也是按照電磁感應原理工作的設備，但它的電磁結構關系與電流互感器相比正好相反。電壓互感器二次回路是高阻抗回路，二次電流的大小由回路的阻抗決定。當二次負載阻抗減小時，二次電流增大，使得壹次電流自動增大壹個分量來滿足壹、二次側之間的電磁平衡關系。可以說，電壓互感器是壹個被限定結構和使用形式的特殊變壓器。簡單的說就是“檢測元件”。 接線方式 電壓互感器的接線方式很多，常見的有以下幾種： （1） 用壹臺單相電壓互感器來測量某壹相對地電壓或相間電壓的接線方式 （2） 用兩臺單相互感器接成不完全星形，也稱V—V接線，用來測量各相間電壓，但不能測相對地電壓，廣泛應用在20KV以下中性點不接地或經消弧線圈接地的電網中。 （3）用三臺單相三繞組電壓互感器構成YN，yn，d0或YN，y，d0的接線形式，廣泛應用於3~220KV系統中，其二次繞組用於測量相間電壓和相對地電壓，輔助二次繞組接成開口三角形，供接入交流電網絕緣監視儀表和繼電器用。用壹臺三相五柱式電壓互感器代替上述三個單相三繞組電壓互感器構成的接線，除鐵芯外，其形式與圖3基本相同，壹般只用於3~15KV系統。 （4） 電容式電壓互感器接線形式。 在中性點不接地或經消弧線圈接地的系統中，為了測量相對地電壓，PT壹次繞組必須接成星形接地的方式。 在3~60KV電網中，通常采用三只單相三繞組電壓互感器或者壹只三相五柱式電壓互感器的接線形式。必須指出，不能用三相三柱式電壓互感器做這種測量。當系統發生單相接地短路時，在互感器的三相中將有零序電流通過，產生大小相等、相位相同的零序磁通。在三相三柱式互感器中，零序磁通只能通過磁阻很大的氣隙和鐵外殼形成閉合磁路，零序電流很大，使互感器繞組過熱甚至損壞設備。而在三相五柱式電壓互感器中，零序磁通可通過兩側的鐵芯構成回路，磁阻較小，所以零序電流值不大，對互感器不造成損害。 常見異常 （1）三相電壓指示不平衡：壹相降低（可為零），另兩相正常，線電壓不正常，或伴有聲、光信號，可能是互感器高壓或低壓熔斷器熔斷； （2）中性點非有效接地系統，三相電壓指示不平衡：壹相降低（可為零），另兩相升高（可達線電壓）或指針擺動，可能是單相接地故障或基頻諧振，如三相電壓同時升高，並超過線電壓（指針可擺到頭），則可能是分頻或高頻諧振； （3）高壓熔斷器多次熔斷，可能是內部絕緣嚴重損壞，如繞組層間或匝間短路故障； （4）中性點有效接地系統，母線倒閘操作時，出現相電壓升高並以低頻擺動，壹般為串聯諧振現象；若無任何操作，突然出現相電壓異常升高或降低，則可能是互感器內部絕緣損壞，如絕緣支架繞、繞組層間或匝間短路故障； （5）中性點有效接地系統，電壓互感器投運時出現電壓表指示不穩定，可能是高壓繞組N（X）端接地接觸不良。