互感器培訓講義1

發(fā)電廠和變電所的一次設備6-6互感器（二）教學內容一、電壓互感器的工作特點二、電壓互感器的誤差三、電壓互感器的準確度級和額定容量四、電壓互感器的類型、型號和結構五、電壓互感器的接線方式六、電壓互感器的操作和保護七、電壓互感器的接地八、串級式電壓互感器九、電容式電壓互感器十、電壓互感器使用注意事項首頁TV—變換電壓、容量很?。ㄗ畲蟛贿^數百伏安）、負荷恒定

應用電壓互感器測量電壓的原理：一、電壓互感器的工作特點1.電磁式電壓互感器的工作原理

式中：Ｋu—稱為TV的額定電壓比，其中一次線圈額定電壓U1N是電網的額定電壓，且已標準化(如10、35、110、220、330、500千伏等)，二次電壓U2N

統(tǒng)一定為100(或100/)伏，所以

Ｋu也標準化。

KN=N1/N2—稱為TV的匝數比可見：TV二次側測量儀表測得的二次電壓U2乘以額定電壓比ＫU這一常數，即為一次側電壓U1

。

一、電壓互感器的工作特點2.電壓互感器的工作特點（1）電磁式電壓互感器就是一臺小容量的降壓變壓器。一次繞組匝數N1很多，而二次繞組匝數N2較少。（2）電壓互感器一次側電壓決定于一次電力網的電壓，不受二次負載的影響。一、電壓互感器的工作特點（3）正常運行時，電壓互感器二次繞組近似工作在開路狀態(tài)。電壓互感器的二次負載是測量儀表、繼電器的電壓線圈，匝數多、電抗大，通過的電流很小，二次繞組接近空載運行。（4）運行中的電壓互感器二次側繞組不允許短路。與電力變壓器一樣，當二次側短路時，將產生很大的短路電流損壞電壓互感器。為了保護二次繞組，一般在二次側出口處安裝熔斷器或快速自動空氣開關，用于過載和短路保護。一、電壓互感器的工作特點

測量誤差的原因：TV本身存在勵磁電流和內阻抗測量誤差包括：電壓誤差和相位誤差。誤差主要因素：與互感器本身鐵芯、繞組的質量，及運行中一次電壓和二次負載等有關。二、電壓互感器的誤差

運行參數對誤差的影響：

⑴一次電壓U1的影響

電壓互感器一次額定電壓已標準化，將一臺電壓互感器用于高、或低的電壓等級中，或運行中電壓與額定電壓偏離太遠，電壓互感器的誤差都會增大。故正確地使用電壓互感器，應使一次額定電壓與電網的額壓相適應。二、電壓互感器的誤差⑵二次負載阻抗的影響如果一次電壓不變，當接帶的負荷過多，二次負載阻抗下降，二次電流I2增大，在電壓互感器繞組上的電壓降上升，使誤差增大。二、電壓互感器的誤差⑶二次負荷功率因數cosφ2的影響

二次側負荷功率因數過大或過小，也會使測量誤差增大。

可見，為減小TV的測量誤差，應使TV的一次側電壓、二次側負荷及其功率因數限制在一定的范圍內。二、電壓互感器的誤差

1.電壓互感器的準確度級

準確度級是指在規(guī)定的一次電壓和二次負荷變化范圍內，負荷的功率因數為額定值時，電壓誤差的最大值。六個準確度級—0.2、0.5、1、3、3P、6P

0.5級：可用于收費用的電度表，因母線TV為母線段中各接線單元公用，其中必有計費測量，故宜選用0.5級。

3級：用于一般測量和繼電保護裝置，繼電保護用電壓互感器有3P和6P。

三、電壓互感器的準確度級和額定容量

2.電壓互感器的額定容量

是指最高準確度級下的額定容量。例：JDZ–10型電壓互感器，各準確級下的額定容量為：0.5級—80V·A，1級—120V·A，3級—500V·A，則該電壓互感器的額定容量為80V·A。

注：與TA一樣，要求在某些準確度級下測量時，二次負載不應超過該準確度級規(guī)定的容量，否則準確度級下降，測量誤差滿足不了要求。

三、電壓互感器的準確度級和額定容量四、電壓互感器的類型、型號和結構

1．電壓互感器的類型按安裝地點分：戶內式（35kV電壓等級以下）和戶外式（35kV及以上）。按絕緣方式分：干式（低壓）、澆注式（3～35kV）、油浸式（35kV及以上）和氣體絕緣式等。

按繞組數分：雙繞組、三繞組和四繞組式。按相數分：單相式（35kV及以上）和三相式（20kV以下）。按結構原理分：電磁式和電容式。電磁式又可分為單級式（35kV以下）和串級式（63kV以上）。四、電壓互感器的類型、型號和結構⒉電壓互感器的型號意義

四、電壓互感器的類型、型號和結構型號名稱表示字母字母含義型號名稱表示字母字母含義用途J電壓互感器結構形式及用途X帶剩余（零序）繞組相數D單相B三柱帶補償繞組式S三相W五柱三繞組絕緣形式J油浸式G空氣（干式）C串級式帶剩余（零序）繞組Z澆注成型固體F測量和保護分開的二次繞組Q氣體油保護方式N不帶金屬膨脹器C瓷絕緣R電容分壓式四、電壓互感器的類型、型號和結構3.電壓互感器的結構

干式電壓互感器

干式電壓互感器因沒有油，也就沒有火災、爆炸、污染等問題。它主要由鐵芯、繞組等組成，適用于500V以下低壓接線。四、電壓互感器的類型、型號和結構澆注式電壓互感器

用于35kV及以下電壓等級，有單相雙繞組、單相三繞組之分。該型互感器優(yōu)點是運行維護方便，但一旦損壞，不能檢修只有更新。JDZ2-1型JZW-12型四、電壓互感器的類型、型號和結構澆注式電壓互感器

JDZ—10型澆注式單相電壓互感器油浸式電壓互感器

普通油浸式電壓互感器的額定電壓制成3-35kV等級，鐵芯和繞組均放于充滿油的油箱內，繞組通過套管引出。JSJW一10型互感器由五個鐵芯和兩個鐵箍組成磁路系統(tǒng)，一次側三個繞組接成Y形，兩個二次側繞組分別接成Y形與開口三角形。二次側Y形接線的繞組用來測量線電壓和相電壓以及相對地電壓，開口三角形用來測量單相接地后的零序電壓。JSJW-10型

JDJ2-35型四、電壓互感器的類型、型號和結構油浸式電壓互感器

（1）JSJW-10型油浸式三相五柱電壓互感器。（2）JCC-20型串級式電壓互感器。（3）JDXN－35電壓互感器。四、電壓互感器的類型、型號和結構SF6氣體絕緣電壓互感器

在三相系統(tǒng)中需要測量的電壓有：①線電壓（一般測量儀表和繼電器的電壓線圈都用線電壓）；②相對地電壓；③當發(fā)生單相接地故障時出現的零序電壓。

②、③用于某些繼電保護和絕緣監(jiān)察裝置中。為了測量這些電壓，TV有各種不同的接線，下圖為最常見的幾種接線。五、電壓互感器的接線方式(a)單相接線有兩種：

①對小接地電流系統(tǒng)，采用前一種的單相接線。這種接線只能測量相間電壓（線電壓），其UN1=UN·W，UN2=100V。五、電壓互感器的接線方式②對大接地電流系統(tǒng)，采用后一種的單相接線。這種接線只能測量相對地電壓，其UN1=UN·W/，UN2=100V。五、電壓互感器的接線方式(b)兩臺單相TV接成的V-V形接線（又稱不完全星形）可測量各相間電壓，但不能測量相對地電壓。廣泛用于小電流接地系統(tǒng)中，其中UN1=UN·W，UN2=100V。

比采用三相式的經濟，但有局限性五、電壓互感器的接線方式(c)三相三柱式Ｙ/Ｙ0形接線接線

只能用來測量相間電壓，不能用來測量相對地電壓，因為它的一次側繞組中性點不能接地，中性點不引出，故不能用來監(jiān)視電網對地絕緣。其UN1=UN·W，UN2=100V。用于小接地電流系統(tǒng)中五、電壓互感器的接線方式

一次側繞組中性點不能接地的原因：中性點非直接接地電網中單相接地時，非故障相對地電壓升高倍，三相對地電壓失去平衡，在三個鐵芯柱中將出現零序磁通。由于零序磁通是同相位的，不能通過三個鐵芯柱形閉合回路，而只能經過空氣間隙和互感器外殼構成通路。因此磁路磁阻很大，零序勵磁電流很大，引起電壓互感器鐵芯過熱甚至燒壞。(d)三相五柱式電壓互感器接成的Y0/Y0/形接線其一次側繞組、基本二次側繞組接成星形，且中性點均接地，輔助二次側繞組接成開口三角形。這種接線可用來測量相電壓和相間電壓，還可用作絕緣監(jiān)察，故廣泛用于小接地電流電網中。其UN1=UN·W，UN2=100V，輔助二次繞組開口三角形兩端子的額定電壓為100V，故二次繞組的每相電壓UN3=100/3V。五、電壓互感器的接線方式五、電壓互感器的接線方式五、電壓互感器的接線方式(e)三臺單相三繞組TV接成的Y0/Y0/形接線可測量相間電壓、相對地電壓和零序電壓（輔助二次繞組可作接地保護）

①當使用在小接地電流系統(tǒng)中，其UN1=UN·W/，UN2=100/V，輔助二次繞組開口三角形兩端子的額定電壓為100V，故二次繞組的每相電壓UN3=100/3V。

五、電壓互感器的接線方式②當使用在大電流接地系統(tǒng)中，其UN1=UN·W/，UN2=100/V，輔助二次繞組開口三角形兩端子的額定電壓為100V，故二次繞組的每相電壓UN3=100V

。五、電壓互感器的接線方式1.TV一般用熔斷器保護，用隔離開關操作。六、電壓互感器的操作和保護

一次側熔斷器的作用：當TV及其以內出線上短路時，自動熔斷切除故障，但不作為二次側過負荷保護。因為熔斷器熔件的截面是根據機械強度選擇的，其額定電流比電壓互感器的工作電流大很多倍，二次側過負荷時可能不熔斷。2.3～35KV的TV經隔離開關和熔斷器接入高壓電網。3.110KV及以上電網，TV只經過隔離開關與電網連接。4.380～500V的低壓配電裝置中，TV可以直接經熔斷器與電網連接，而不用隔離開關。5.TV的二次側也一律要裝設低壓熔斷器，以保護互感器二次側過負荷或短路。六、電壓互感器的操作和保護

但以下幾種情況則不能裝設熔斷器：①中性線N②兩只單相TV接成V-V，b相接地不準裝FU③輔助二次繞組接成開口三角形一般也不裝FU。六、電壓互感器的操作和保護

1.除三相三柱式TV外，一次繞組接成Y形的TV中性點都接地，而不論電力系統(tǒng)中性點是直接接地還是小電流接地（將TV的中性點直接接地，是不會改變系統(tǒng)的接地性質。這是因為TV容量很小，阻抗極大，對單相接地電流基本沒有影響）。

2.TV的二次側必須有一點接地，以防繞組間絕緣損壞而使二次部分長期存在高壓而危及人身安全。七、電壓互感器的接地

隨著電壓等級的升高，TV一次繞組的絕緣需隨之增強。110KV及以上電壓等級的電磁式電壓互感器，如果仍制成普通的具有鋼板油箱和瓷套管結構的單相電壓互感器，將顯得十分笨重且價格昂貴。因此，電壓為110KV及以上的電磁式電壓互感器，現在廣泛采用串級式結構。

八、串級式電壓互感器1.結構特點：①串級式TV的鐵芯和繞組裝在充油的瓷外殼內，沒有套管絕緣子，瓷外殼既代替油箱又兼作高壓出線套管。②繞組和鐵芯采用分級絕緣，簡化絕緣結構。所以，瓷箱串級式TV可節(jié)省絕緣材料、減輕質量、降低造價。

八、串級式電壓互感器

八、串級式電壓互感器2.工作原理：

八、串級式電壓互感器

其一次側繞組被分成匝數相等的Ⅰ、Ⅱ兩段，繞成圓筒式套裝在上、下鐵芯柱上并相互串聯(lián)，繞組兩端線匝對鐵芯的絕緣只需按1/2U的電壓設計

在上、下鐵芯柱上加裝匝數相等而繞向相反的平衡繞組，并接成環(huán)路，當上、下鐵芯柱內的磁通不相等時，將在平衡線圈中感應出電動勢е1、e2

，在電動勢差作用下平衡繞組中產生平衡電流Iph，使磁通較多的上鐵芯柱去磁，磁通較少的下鐵芯柱助磁，于是鐵芯上、下柱中的合成磁通基本相等，一次側繞組Ⅰ、Ⅱ段上的電壓分布趨于均勻，使測量準確度提高。

隨著電力系統(tǒng)輸電電壓的增高，對絕緣要求也越高，電磁式電壓互感器的體積和重量越來越大，成本也隨之增加。電容式電壓互感器與電磁式電壓互感器相比，具有結構簡單、體積小、重量輕、占地少，成本低的優(yōu)點，且電壓愈高效果愈顯著。電容式電壓互感器的運行維護也較方便，且其中的分壓