電壓互感器(PotenTIal transformer 簡(jiǎn)稱PT,Voltage transformer也簡(jiǎn)稱VT)和變壓器類似,是用來(lái)變換線路上的電壓的儀器。

而電壓互感器變換電壓的目的,主要是用來(lái)給測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)裝置供電,用來(lái)測(cè)量線路的電壓、功率和電能,或者用來(lái)在線路發(fā)生故障時(shí)保護(hù)線路中的貴重設(shè)備、電機(jī)和變壓器,因此電壓互感器的容量很小,一般都只有幾伏安、幾十伏安,最大也不超過(guò)一千伏安。

電壓互感器工作原理與變壓器相同,基本結(jié)構(gòu)也是鐵心和原、副繞組。特點(diǎn)是容量很小且比較恒定,正常運(yùn)行時(shí)接近于空載狀態(tài)。

其工作原理與變壓器相同,基本結(jié)構(gòu)也是鐵心和原、副繞組。特點(diǎn)是容量很小且比較恒定,正常運(yùn)行時(shí)接近于空載狀態(tài)。電壓互感器本身的阻抗很小,一旦副邊發(fā)生短路,電流將急劇增長(zhǎng)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(shí),副邊出現(xiàn)對(duì)地高電位而造成人身和設(shè)備事故。

測(cè)量用電壓互感器一般都做成單相雙線圈結(jié)構(gòu),其原邊電壓為被測(cè)電壓(如電力系統(tǒng)的線電壓),可以單相使用,也可以用兩臺(tái)接成V-V形作三相使用。實(shí)驗(yàn)室用的電壓互感器往往是原邊多抽頭的,以適應(yīng)測(cè)量不同電壓的需要。供保護(hù)接地用電壓互感器還帶有一個(gè)第三線圈,稱三線圈電壓互感器。三相的第三線圈接成開(kāi)口三角形,開(kāi)口三角形的兩引出端與接地保護(hù)繼電器的電壓線圈聯(lián)接。

正常運(yùn)行時(shí),電力系統(tǒng)的三相電壓對(duì)稱,第三線圈上的三相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之和為零。一旦發(fā)生單相接地時(shí),中性點(diǎn)出現(xiàn)位移,開(kāi)口三角的端子間就會(huì)出現(xiàn)零序電壓使繼電器動(dòng)作,從而對(duì)電力系統(tǒng)起保護(hù)作用。

線圈出現(xiàn)零序電壓則相應(yīng)的鐵心中就會(huì)出現(xiàn)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(shí))或采用三臺(tái)單相電壓互感器。對(duì)于這種互感器,第三線圈的準(zhǔn)確度要求不高,但要求有一定的過(guò)勵(lì)磁特性(即當(dāng)原邊電壓增加時(shí),鐵心中的磁通密度也增加相應(yīng)倍數(shù)而不會(huì)損壞)。[3]

電壓互感器是發(fā)電廠、變電所等輸電和供電系統(tǒng)不可缺少的一種電器。精密電壓互感器是電測(cè)試驗(yàn)室中用來(lái)擴(kuò)大量限,測(cè)量電壓、功率和電能的一種儀器。電壓互感器和變壓器很相像,都是用來(lái)變換線路上的電壓。

線路上為什么需要變換電壓呢?這是因?yàn)楦鶕?jù)發(fā)電、輸電和用電的不同情況,線路上的電壓大小不一,而且相差懸殊,有的是低壓220V和380V,有的是高壓幾萬(wàn)伏甚至幾十萬(wàn)伏。要直接測(cè)量這些低壓和高壓電壓,就需要根據(jù)線路電壓的大小,制作相應(yīng)的低壓和高壓的電壓表和其他儀表和繼電器。這樣不僅會(huì)給儀表制作帶來(lái)很大困難,而且更主要的是,要直接制作高壓儀表,直接在高壓線路上測(cè)量電壓,那是不可能的,而且也是絕對(duì)不允許的。

1)一般電壓互感器按用途分:測(cè)量用和保護(hù)用

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電壓互感器的接線方式很多,常見(jiàn)的有以下幾種:

用一臺(tái)單相電壓互感器來(lái)測(cè)量某一相對(duì)地電壓或相間電壓的接線方式。

2.用兩臺(tái)單相互感器接成不完全星形,也稱V—V接線,用來(lái)測(cè)量各相間電壓,但不能測(cè)相對(duì)地電壓,廣泛應(yīng)用在20KV以下中性點(diǎn)不接地或經(jīng)放電線圈接地的電網(wǎng)中。

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3.用三臺(tái)單相三繞組電壓互感器構(gòu)成YN,yn,d0或YN,y,d0的接線形式,廣泛應(yīng)用于3~220KV系統(tǒng)中,其二次繞組用于測(cè)量相間電壓和相對(duì)地電壓,輔助二次繞組接成開(kāi)口三角形,供接入交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)視儀表和繼電器用。用一臺(tái)三相五柱式電壓互感器代替上述三個(gè)單相三繞組電壓互感器構(gòu)成的接線,除鐵芯外,其形式與圖3基本相同,一般只用于3~15KV系統(tǒng)。

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2、應(yīng)用電容式電壓感器可在高壓和超高壓電力系統(tǒng)中用于電壓和功率測(cè)量、電能計(jì)量、繼電保護(hù)、自動(dòng)控制等方面,并可兼作耦合電容器用于電力線載波通信系統(tǒng)。如有需求,可提供用于諧波電壓測(cè)量的內(nèi)部附件及外部接線端子。

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4.電容式電壓互感器接線形式。

在中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中,為了測(cè)量相對(duì)地電壓,PT一次繞組必須接成星形接地的方式。

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(1)三相電壓指示不平衡:一相降低(可為零),另兩相正常,線電壓不正常,或伴有聲、光信號(hào),可能是互感器高壓或低壓熔斷器熔斷;

(2)中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng),三相電壓指示不平衡:一相降低(可為零),另兩相升高(可達(dá)線電壓)或指針擺動(dòng),可能是單相接地故障或基頻諧振,如三相電壓同時(shí)升高,并超過(guò)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(nèi)部絕緣嚴(yán)重?fù)p壞,如繞組層間或匝間短路故障;

(4)中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng),母線倒閘操作時(shí),出現(xiàn)相電壓升高并以低頻擺動(dòng),一般為串聯(lián)諧振現(xiàn)象;若無(wú)任何操作,突然出現(xiàn)相電壓異常升高或降低,則可能是互感器內(nèi)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(diǎn)有效接地系統(tǒng),電壓互感器投運(yùn)時(shí)出現(xiàn)電壓表指示不穩(wěn)定,可能是高壓繞組N(X)端接地接觸不良。

(6)電壓互感器回路斷線處理。

1. 根據(jù)繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置有關(guān)規(guī)定,退出有關(guān)保護(hù),防止誤動(dòng)作。

2. 檢查高、低壓熔斷器及自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)是否正常,如熔斷器熔斷、應(yīng)查明原因立即更換,當(dāng)再次熔斷時(shí)則應(yīng)慎重處理。

3.檢查電壓回路所有接頭有無(wú)松動(dòng)、斷開(kāi)現(xiàn)象,切換回路有無(wú)接觸不良現(xiàn)象。