電磁式電壓互感器

1、電磁式電壓互感器電磁式電壓互感器特點(diǎn) 1.電磁式電壓互感器一次側(cè)的電壓（即電網(wǎng)電壓），不受互感器二次側(cè)負(fù)荷的影響，并且在大多數(shù)情況下，二次側(cè)負(fù)荷是恒定的。 2.電磁式電壓互感器二次側(cè)所接的負(fù)荷是測(cè)量?jī)x表和繼電器的電壓線圈，它們的阻抗很大，因此，它的正常工作方式接近于空載狀態(tài)。注意：電壓互感器二次側(cè)不允許短路，因?yàn)槎搪冯娏骱艽?，?huì)燒壞電壓互感器。目錄 電磁式電壓互感器特點(diǎn) 電磁式電壓互感器的分類 電磁式電壓互感器誤差特性隱性惡化的原因分析電磁式電壓互感器特點(diǎn) 1.電磁式電壓互感器一次側(cè)的電壓（即電網(wǎng)電壓），不受互感器二次側(cè)負(fù)荷的影響，并且在大多數(shù)情況下，二次側(cè)負(fù)荷是恒定的。2.電磁式電壓互感器二

2、次側(cè)所接的負(fù)荷是測(cè)量?jī)x表和繼電器的電壓線圈，它們的阻抗很大，因此，它的正常工作方式接近于空載狀態(tài)。注意：電壓互感器二次側(cè)不允許短路，因?yàn)槎搪冯娏骱艽?，?huì)燒壞電壓互感器。電磁式電壓互感器的分類 1.具有閉合鐵心的電磁式電壓互感器在這種電壓互感器中，一次繞組和二次繞組通常放在一個(gè)心柱上，鐵心接地。器身放在接地的箱體內(nèi)。繞組的層數(shù)通常很多，層間絕緣是油浸紙，放在一次繞組層間的絕緣沒有油隙。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)沖擊和高頻過電壓具有很好的承受能力，缺點(diǎn)是繞組散熱困難。如果在一次繞組層間的絕緣中加入電屏和油隙，這種結(jié)構(gòu)提高了繞組的散熱性能，但是，在設(shè)計(jì)和施工時(shí)，必須考慮繞組端部電場(chǎng)結(jié)構(gòu)的問題。2.串級(jí)式電磁

3、式電壓互感器將幾個(gè)互感器串聯(lián)連接，電磁式電壓互感器的絕緣和散熱的問題得到緩解。需要特別指出是，具有閉合鐵心的電磁式電壓互感器在高壓網(wǎng)中，很容易遭受鐵磁諧振。鐵磁諧振現(xiàn)象主要發(fā)生在由電磁式電壓互感器中的非線性電感元件與電網(wǎng)當(dāng)中的電容元件組成的諧振回路中，這是由電網(wǎng)上的開關(guān)操作引起的。鐵磁諧振引起的長(zhǎng)時(shí)間的過熱和過電壓會(huì)對(duì)互感器造成損壞。3.具有開放鐵心的電磁式電壓互感器該型互感器與傳統(tǒng)互感器的最大區(qū)別在于其鐵心是開放式的，不閉合。最高電壓可達(dá)550kV，這種具有開放鐵心的電磁式電壓互感器成功地解決了上述兩種電壓互感器中存在的缺點(diǎn)。開放式電壓互感器的誤差不受任何因素的影響，完全可以做到0.2級(jí)。電

4、磁式電壓互感器誤差特性隱性惡化的原因分析 1.額定容量不足引起TV誤差特性惡化由于TV繞組存在直流電阻和漏電抗，接上負(fù)載時(shí)必然產(chǎn)生壓降，引起二次電壓隨著負(fù)載而變化，即TV誤差隨之變化。按規(guī)程規(guī)定，選擇TV二次額定容量Sn時(shí)，應(yīng)使實(shí)際二次容量S不大于Sn，但不小于（1/4）Sn，即（1/4）SnSSn。TV實(shí)際二次容量可按下式計(jì)算：S（Skcosk）2+（Sksink）21/2（Pk）2+（Qk）21/2式中cosk-接在TV二次側(cè)的各設(shè)備的功率因數(shù)Sk-接在TV二次側(cè)的各設(shè)備的視在功率（一般設(shè)計(jì)手冊(cè)可查到） TV額定容量選取不足的原因，歸納起來，有如下方面：（1）先天不足：設(shè)計(jì)人員缺乏必要的計(jì)

5、量專業(yè)知識(shí)，在額定容量的選取問題上認(rèn)識(shí)不足；對(duì)各種測(cè)量性質(zhì)不同的表計(jì)，或同一類不同工作原理的表計(jì)的電壓回路參數(shù)、結(jié)構(gòu)知之不詳，又不愿查有關(guān)的手冊(cè)，因而引起計(jì)算錯(cuò)誤；對(duì)計(jì)量不夠重視，工作疏忽，對(duì)接入設(shè)備數(shù)量不清楚，如后備線路未計(jì)算在內(nèi)；為了節(jié)約投資，選取了額定容量較小或額定容量裕量不足的TV。2）后天造成：在計(jì)量設(shè)備安裝時(shí)，額定容量已正確選取了，因?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)和管理的需要，除原來已接入的繼保設(shè)備、監(jiān)視用的電壓表、功率表、功率因數(shù)（相位）表、頻率表外，又接入遙測(cè)用的電壓變送器、功率變送器，電壓監(jiān)測(cè)儀，失壓儀，諧波監(jiān)測(cè)儀等等，這最容易發(fā)生在運(yùn)行多年的變電所。最嚴(yán)重的是，這些設(shè)備中，某些設(shè)備的工作電源還由

6、TV供給，若只取自某一相時(shí)會(huì)使TV各相負(fù)載變得不平衡。還有，因用電形勢(shì)發(fā)展出乎意料的迅速，新線路一下子增加了許多而令TV回路設(shè)備相應(yīng)增加很多。這些不斷接入的設(shè)備，可能會(huì)使TV二次回路的總實(shí)際容量超出最初設(shè)計(jì)時(shí)選定的額定容量。而設(shè)備的接入人員或沒有及時(shí)通知相關(guān)部門的管理人員，或管理人員疏于職守，管理不善，沒有察覺到TV的實(shí)際容量已超出額定容量。2.各TV的實(shí)際功率因數(shù)低于額定功率因數(shù)引起TV誤差特性惡化感應(yīng)式的三相電能表，其電壓線圈的功率因數(shù)約為0.20.3，電子式電能表由于其電壓回路一般都使用小型TV作為隔離和采樣，工作電源也由小型變壓器降壓整流獲得，故其功率因數(shù)也在0.30.5，加上其它接入

7、設(shè)備的感性負(fù)載，整個(gè)電壓二次回路的功率因數(shù)約為0.3左右。目前廣泛用于電力系統(tǒng)的電磁式TV，額定功率因數(shù)為0.8（感性），當(dāng)TV二次負(fù)載的功率因數(shù)與額定功率因數(shù)相差較大時(shí)，將會(huì)超出允許誤差。3.諧波引起TV誤差特性的惡化由于大容量用電整流或換流設(shè)備以及其它非線性負(fù)荷接入電力網(wǎng)造成系統(tǒng)中存在諧波。對(duì)于中、低電壓等級(jí)的系統(tǒng)，一般都采用電磁感應(yīng)式TV，此種TV在高次諧波條件下運(yùn)行時(shí)，由于原、副邊的漏阻抗以及原、副邊間的電容和副邊負(fù)載引起附加誤差。當(dāng)滿足TV的鐵芯不飽和、一次繞組的漏抗很小、TV空載等條件時(shí)，則附加誤差很小，但TV負(fù)載較重時(shí)，誤差特性迅速惡化。TV的誤差隨正弦波畸變率的增大而非線性地增

8、大，偶次諧波對(duì)TV誤差的影響比奇次諧波更甚。工作在諧波環(huán)境中的TV的誤差特性是無法通過選擇接線形式來改善的。所幸的是，我們?cè)诙嗄甑闹C波測(cè)試中發(fā)現(xiàn)，注入電力系統(tǒng)的諧波，引起電網(wǎng)某點(diǎn)電壓畸變的程度，與該點(diǎn)的短路容量、運(yùn)行方式大小成反比。電網(wǎng)中存在的主要是奇次諧波，對(duì)于某次含量最大的諧波分量，其后的該序組的諧波分量的含量隨次數(shù)的增大出現(xiàn)較快的衰減，其余序組的各次諧波分量的含量則迅速衰減。但試驗(yàn)表明，不能忽視其對(duì)TV的誤差特性乃至整個(gè)電能計(jì)量裝置的誤差的影響。4.電力系統(tǒng)過電壓引起TV誤差特性惡化電力系統(tǒng)中形式各異的電感元件，如變壓器、TV（因其容量相對(duì)于變壓器容量而言微不足道，故相當(dāng)于空載運(yùn)行的變壓

9、器）、發(fā)電機(jī)、消弧線圈等，與電力系統(tǒng)中存在的各式電容，如線路的對(duì)地、相間電容，補(bǔ)償用的串、并聯(lián)電容及各種高壓設(shè)備的寄生電容，可能形成不同的振蕩回路，在一定條件下將產(chǎn)生諧振現(xiàn)象，引起諧振過電壓。諧振過電壓不僅會(huì)在操作或發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生，而且可能在過渡過程結(jié)束后的較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定存在，直至諧振條件被破壞為止。在中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)中，系統(tǒng)在非全相運(yùn)行的狀態(tài)下，如輸電線路因意外折斷，斷路器非全相操作以及熔斷器的一相熔斷等情況下，常會(huì)發(fā)生諧振過電壓。在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，非故障相的電壓升高可能超出線電壓三角形之外，中性點(diǎn)發(fā)生位移、不穩(wěn)定，單相接地電弧熄滅后，容易導(dǎo)致TV的鐵芯飽和激發(fā)起中性點(diǎn)不穩(wěn)定電壓。上述均可能引起TV嚴(yán)重超差。在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，因單相短路接地時(shí)可帶病運(yùn)行達(dá)兩小時(shí)之久，TV不但超差甚至可能過熱損壞。5.長(zhǎng)期的熱作用使TV鐵芯磁導(dǎo)率下降，引起誤差特性惡化運(yùn)行5年以上的TV，由于鐵芯在各種損耗轉(zhuǎn)變成熱能的長(zhǎng)期作用下，引起鐵芯磁導(dǎo)率下降，誤差偏負(fù)甚至超差