電壓互感器教學(xué)課件PPT.ppt

電壓互感器,電壓互感器的作用是隔離高電壓，并把高電壓變?yōu)榈碗妷?，供繼電保護(hù)、自動裝置和測量儀表獲取一次側(cè)電壓信息。 按工作原理，電壓互感器可分為： 1、電磁式電壓互感器 電力變壓器型，原理和普通變壓器相似； 適用于6kv110kv系統(tǒng)； 價格貴，容量大，誤差小(相對于后者) 2、電容式電壓互感器(cvt-capacitance voltage t) 電容分壓型； 適用于110kv500kv系統(tǒng)； 價格低，容量小，誤差大(相對于前者),電磁式電壓互感器的工作原理,電磁式電壓互感器的工 作原理，構(gòu)造和連接方 法都和普通電力變壓器 相同。其主要區(qū)別在于 電壓互感器的容量很小， 通常只有幾十到幾百伏安。,一次繞組并聯(lián)在所測量的一次回路中。一次繞組電壓等于電網(wǎng)電壓，不受二次回路負(fù)荷的影響。 接在二次繞組的負(fù)荷是儀表和繼電器的電壓線圈，它們的阻抗很大，通過的電流很小，因此，電壓互感器正常工作時，二次繞組接近于空載狀態(tài)。此時，二次電壓接近于二次電勢，并決定于一次電壓值。 即有：額定電壓比,在二次電壓一定的情況下，阻抗越小則電流越大。當(dāng)電壓互感器二次回路短路時，二次回路的阻抗接近為0，二次電流i2將變得非常大，如果沒有保護(hù)措施，將會燒壞電壓互感器。所以電壓互感器的二次回路不能短路。,電磁式電壓互感器的誤差,誤差的定義 (1)電壓誤差fu： 二次電壓乘以額定電壓比與實際一次電壓之差占一次電壓的百分比。,(2)相位誤差： 旋轉(zhuǎn)180的二次電壓相量與一次電壓相量之間的夾角。并規(guī)定-u2 超前u1時，相位為正。,電壓互感器的準(zhǔn)確級與額定容量,1電壓互感器的準(zhǔn)確級 電壓互感器的準(zhǔn)確級以電壓誤差fu來定義的。即： 在規(guī)定的一次電壓和二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，二次負(fù)荷功率因數(shù)為額定值時，電壓誤差的最大值百分?jǐn)?shù)。(準(zhǔn)確級越大，誤差越大，精度越低) 分為測量用準(zhǔn)確級和保護(hù)用準(zhǔn)確級。,測量用：0.1級 0.2級 0.5級 1級 3級 滿足測量用電壓互感器電壓誤差和相位誤差有一定的條件，即在額定頻率下，其一次電壓在80120額定電壓之間，二次負(fù)載的功率因數(shù)為0.8(滯后)，二次負(fù)載的容量在25100之間。,k,繼電保護(hù)用電壓互感器的準(zhǔn)確級有3p和6p兩個等級。由于使用條件與目的不同，滿足繼電保護(hù)用電壓互感器電壓誤差和相位誤差的條件與測量用的有所不同。 除要求滿足額定頻率，二次負(fù)載的功率因數(shù)為0.8(滯后)，二次負(fù)載的容量在25100之間外，要保證其測量精度，則一次電壓的范圍在5額定電壓及額定電壓因數(shù)倍（在規(guī)定時間內(nèi)能滿足熱性能及準(zhǔn)確等級的最大電壓與額定一次電壓的比值 ）的電壓之間。,k,2電壓互感器的額定容量 電壓互感器的額定容量sn2：是指對應(yīng)于最高準(zhǔn)確級下的容量（va)。對于三相式電壓互感器，其額定輸出容量是指每相的額定輸出。當(dāng)電壓互感器二次側(cè)承受負(fù)載功率因數(shù)為0.8（滯后），負(fù)載容量不大于額定容量時，互感器能保證幅值與相位的精度。,四、電壓互感器的分類和結(jié)構(gòu),1電壓互感器的分類和結(jié)構(gòu) (1)單相式和三相式。35kv及以上電壓等級多為單相式電壓互感器。 (2)戶內(nèi)式和戶外式。35kv以上多制成戶內(nèi)式；110kv及以上電壓等級則制成戶外式。,如圖為jdjw-10型 三相五柱電壓互感器原理圖和外形結(jié)構(gòu)示意圖。 其一次繞組的中性點可以引出。 （三相三柱式電壓互感器一次 繞組的中性點不可以引出）,在這種情況下，中性點引出后，五柱式的兩個旁軛為產(chǎn)生的零序磁通提供了暢通的磁路，這就避免了普通電壓互感器因零序磁阻太大導(dǎo)致電流過大而發(fā)熱損壞。,1電壓互感器的分類和結(jié)構(gòu) (3)雙繞組和三繞組。三繞組電壓互感器有兩個二次繞組，一個是基本二次繞組，用于接測量儀表和繼電器；另一個專門用于接保護(hù)繼電器。 (4)按絕緣分為干式（低壓：小于380v） ，澆注絕緣式（335kv） ，油浸式（110kv及以上）和氣體絕緣（多用于高壓產(chǎn)品）。 sf6電壓互感器有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是為gis配套使用的組合式，另一種為獨立式。獨立式增加了高壓引出線部分。,油浸式電壓互感器按結(jié)構(gòu)分類,（5）普通結(jié)構(gòu)（單級式）和串級結(jié)構(gòu)兩種。335kv電壓等級都制成普通結(jié)構(gòu)，110kv及以上電壓等級的電壓互感器才制成串級結(jié)構(gòu)。在我國，電壓大于330kv只生產(chǎn)電容式。,jdzj-10,jdqx-220,jdj2-35,jzw-10,jsjw-10,jcc 110,ydr-110,串級結(jié)構(gòu),隨著電壓等級的升高，電壓互感器一次繞組的絕緣需隨之增強。尤其在110kv及以上電壓等級的單相三繞組電壓互感器，采用串級式結(jié)構(gòu)可以縮小尺寸、減小質(zhì)量。 串級式電壓互感器的一次繞組分成匝數(shù)相等的幾組，并把繞組與鐵芯電氣相連，使鐵芯與繞組之間可以采用分級絕緣。同時將鐵芯與繞組裝入充滿變壓器油的瓷箱中，從而可節(jié)省絕緣材料降低電壓互感器成本。,110kv串級式電壓互感器,如圖為110kv串級式電壓互感器（兩級串級式）內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和接線示意圖。 互感器有一個鐵芯（元件）組成，一次繞組被分成匝數(shù)相等的兩個部分分別套在上下鐵芯柱上，二次繞組只與最下面一個鐵芯柱耦合。一次繞組按磁通相加方向串聯(lián)，接于相與地之間，鐵芯與繞組中點電氣相連，減小了鐵芯與繞組的絕緣要求（兩者之間的電壓是相電壓的一半）。但增加了鐵芯與地之間的絕緣。,（平衡繞組：平衡上下鐵芯柱的磁勢，保證正確的電壓變換關(guān)系，即保證測量準(zhǔn)確度）,220kv串級式電壓互感器,右圖是220kv四級串級式電壓互感器。上鐵芯對地為額定電壓的3/4，下鐵芯對地為額定電壓的1/4。繞組邊緣線匝與鐵芯之間為額定電壓的1/4。二次繞組只與最下面一個鐵芯柱耦合。 平衡繞組在同一鐵芯的上下柱上，匝數(shù)相等，反極性連接。平衡上下鐵芯柱的磁勢 連耦繞組：兩鐵芯相鄰的鐵芯柱上，匝數(shù)相同，反極性連接。電壓均勻分布，不影響準(zhǔn)確級。,五、電壓互感器的接線,圖(a)接線用于小接地電流系統(tǒng)(35kv及以下)，測得線電壓。 圖(b)接線用于大接地電流系統(tǒng)(110kv及以上)，測量相電壓。,圖(c)接線是由兩臺單相電壓互感器組成的v-v接線 (二次側(cè)b相接地)，可用來測量線電壓，廣泛用于35kv及以下的電網(wǎng)中。,一臺三相三柱式電壓互感器y，yn接線用于測量線電壓。 注意：一次繞組中性點不引出，因為零序磁通無通路。,圖(d)所示為一臺三相五柱式 電壓互感器接線。一次繞組接 成星形，且中性點接地?；?二次繞組也接成星形，并且中性 點也接地。既可測量線電壓又 可測量相電壓。,三相五柱式電壓互感器的附加二次繞組每相的額定電壓按100v3設(shè)計，接成開口三角形，亦要求一點接地。 正常時，開口三角形繞組兩端電壓為零，如果系統(tǒng)發(fā)生一相完全接地，開口三角形繞組兩端會出現(xiàn)100v電壓，供給絕緣監(jiān)測繼電器，使之發(fā)出一個故障信號(但不跳開斷路器)。 這種接線在335kv電網(wǎng) 中得到廣泛應(yīng)用。,圖(e)為由三臺單相三繞組電壓互 感器構(gòu)成的y0 y0 開口三角形 接線。這種接線可用小接地電流系統(tǒng) 也可用于大接地電流系統(tǒng)。但應(yīng)注 意在兩種情況下，附加的輔助二次 繞組的額定電壓不同。 用在小接地電流系統(tǒng)時二次繞組的額定電壓為100v3；用在大接地電流系統(tǒng)中二次繞組的額定電壓為100v。 其目的是不管在哪種系統(tǒng)中當(dāng)發(fā)生一次系統(tǒng)一相完全接 地時，在開口三角形繞組兩端的電壓均為100v,電容式電壓互感器,電容式電壓互感器(cvt)在國外已有四十多年的發(fā)展歷史，在72.51000kv電力系統(tǒng)中得到普遍應(yīng)用。國產(chǎn)cvt從1964年在西安電力電容器廠誕生以來，也積累了三十五年的制造和運行經(jīng)驗，現(xiàn)已進(jìn)入成熟期。 電容式tv和gis中電磁式tv兩種類型可作為500kv電壓互感器,電容式電壓互感器的工作原理,1.電容式電壓互感器的分壓原理 在被測電網(wǎng)的相和地之間接有主電容c1和分壓電容c2，z2為繼電器、儀表等電壓線圈阻抗。電容式電壓互感器實質(zhì)上是一個電容串接的分壓器，被測電網(wǎng)的電壓在電容c1、c2上按反比分壓。,分壓比,電容式電壓互感器原理接線圖,當(dāng)有負(fù)荷電流時，在內(nèi)阻抗上產(chǎn)生電壓降，產(chǎn)生誤差,出現(xiàn)諧振。,2.電容式電壓互感器結(jié)構(gòu)原理 主要由電容分壓器、補償電抗器、中間變壓器、阻尼器及防護(hù)間隙等組成。 a、c2兩端并聯(lián)放電間隙f1：防止l與c2諧振過電壓引起的絕緣擊穿 ； b、二次側(cè)并聯(lián)電容ch：當(dāng)帶有負(fù)荷時，可以使c2上的電壓略高于額定電壓，補償負(fù)荷電流在l上形成的電壓降； c、二次側(cè)阻尼繞組rd：抑制次諧波鐵磁諧振過電壓（由tv的一次繞組（非線性電抗）飽和激發(fā)）,（1）電壓互感器在工作時，其一、二次側(cè)不得短路。 因此電壓互感器一、二次側(cè)必要時裝設(shè)熔斷器進(jìn)行短路保護(hù)。（電流互感器二次側(cè)不準(zhǔn)裝設(shè)熔斷器） （2）電壓互感器二次側(cè)有一端必須接地。 （3）電壓互感器在結(jié)線時，必須注意其端子的極性 在結(jié)線時，若將其中的一相繞組接反，二次回路中的線電壓將發(fā)生變化，會造成測量誤差和保護(hù)誤動作(或誤信號)，甚至可能對儀表造成損害。因此，必須注意其一、二次極性的一致性。,電壓互感器使用注意事項,電壓互感器的選擇,1選擇結(jié)構(gòu)類型接線方式和準(zhǔn)確級 * 根據(jù)配電裝置類型，相應(yīng)地電壓互感器可選擇戶內(nèi)式或戶外式。 35kv及以下可選用澆注式結(jié)構(gòu)； 110kv及以上可選用油浸式結(jié)構(gòu)（尤其是串級式）或電容分壓式結(jié)構(gòu)。,選擇接線方式 320kv當(dāng)只需要測量線電壓時，可采用兩只單相電壓互感器的vv接線。 35kv以下，當(dāng)需要測量線電壓，同時又需要測量相電壓和監(jiān)視電網(wǎng)絕緣時，可采用三相五柱式電壓互感器或由三個單相三繞組電壓互感器構(gòu)成y0y0接線。 110kv及以上的電網(wǎng)，則根據(jù)需要選擇三個單相三繞組電壓互感器構(gòu)成y0y0接線。,選擇準(zhǔn)確等級 選擇電壓互感器的準(zhǔn)確級要根據(jù)二次負(fù)荷的需要。 * 若二次負(fù)荷為電能計量，可采用0.5級電壓互感器； * 發(fā)電廠中功率表和電壓繼電器可配用1.0級； * 一般的測量表計(如電壓表)可配用3.0級。 如果幾種準(zhǔn)確級要求不同的二次負(fù)荷同接一臺電壓互感器，則應(yīng)按負(fù)荷要求的最高等級考慮。 為了保證所接儀表的測量準(zhǔn)確度，tv的準(zhǔn)確度等級比所接儀表的準(zhǔn)確度等級要高兩級。,2選擇額定電壓 電壓互感器一次繞組的額定電壓應(yīng)與安裝地點電網(wǎng)額定電壓相等。其絕緣水平應(yīng)該能夠承受電網(wǎng)長期運行電壓，并承受可能出現(xiàn)的雷電過電壓、操作過電壓及異常運行方式下的電壓。,電壓互感器的二次電壓標(biāo)準(zhǔn)值，對接于三相系統(tǒng)相間電壓的單相電壓互感器，二次額定電壓為100v。對接在三相系統(tǒng)相與地間的單相電壓互感器，當(dāng)其額定一次電壓為某一數(shù)值除以 時，其額定二次電壓必須為100/ v，以保持額定電壓比的不變。 特別要注意開口三角形繞組額定電壓的選擇： 用在小接地電流系統(tǒng)時的額定電壓為10