電壓互感器
電壓互感器和變壓器類似，是用來變換線路上的電壓的儀器。但是變壓器變換電壓的目的是為了輸送電能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安為計(jì)算單位；而電壓互感器變換電壓的目的，主要是用來給測量儀表和繼電保護(hù)裝置供電，用來測量線路的電壓、功率和電能，或者用來在線路發(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，最大也不超過一千伏安。
電壓互感器的作用
1、電壓互感器時(shí)隔離高電壓，供繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和測量儀表獲取一次電壓信息的傳感器。把高電壓按比例關(guān)系變換成100V或100/3V標(biāo)準(zhǔn)二次電壓，供計(jì)量、儀表裝置和繼電保護(hù)使用。
2、同時(shí)使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離，保證設(shè)備和人身安全的作用。
電壓互感器分類
1、按安裝地點(diǎn)可分：戶內(nèi)式和戶外式。35kV及以下多為戶內(nèi)式，35kV及以上多為戶外式，其絕緣有明顯差距。
2、按相數(shù)可分：單相式和三相式。10kV及以下采用三相式。
3、按繞組數(shù)可分：雙繞組、三繞組和四繞組。
4、按絕緣方式可分：干式、澆注式、油浸式和氣體式。
5、按工作原理可分為：電磁式、電容式和新型的光電式電壓互感器。
其中電磁式可分為:三相式和單相式；三相式又可分：三相兩柱式和兩相五柱式
電壓互感器結(jié)構(gòu)
1、油浸式電壓互感器
油浸式電壓互感器分為：單級(jí)式和串級(jí)式單級(jí)式，單級(jí)式可用于220kV及以下電壓等級(jí)，串級(jí)式可用于66kV及以上電壓的所有電壓等級(jí)。
單級(jí)式其一二次繞組繞在共同的鐵芯上，絕緣不分級(jí)，靠磁耦合實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。
串級(jí)式由多個(gè)匝數(shù)相同的一次繞組裝在數(shù)量為繞組數(shù)一半的相同的鐵芯上，自上而下排列，接于高壓與地之間。
2、SF6氣體絕緣電壓互感器
SF6氣體絕緣電壓互感器由外殼、絕緣套管、鐵芯、一、二次繞組以及安裝附件組成。一次繞組一般采用寶塔形層式繞組，并按分級(jí)方式繞制；二次繞組為層式繞組，緊靠鐵芯繞制，鐵芯通常采用單相雙柱疊片鐵芯。
SF6氣體絕緣電壓互感器可以與GIS配套，也可以作為獨(dú)立的SF6氣體絕緣電壓互感器。
3、澆注絕緣電壓互感器
澆注絕緣采用不飽和樹脂和環(huán)氧樹脂。澆注絕緣電壓互感器通常用于35kV電壓等級(jí)，可做成戶內(nèi)、戶外、接地、不接地等多種結(jié)構(gòu)。
對(duì)于10kV開關(guān)柜內(nèi)，幾乎全部采用澆注式。
4、電容式電壓互感器
電容式電壓互感器的結(jié)構(gòu)，按電容分壓器和電磁單元的組合方式分為：分裝式和單柱式兩種。
電容分壓器和電磁單元分別安裝，電磁單元通過外部套管與電容分壓器的中亞端子相互連接的方式稱為分裝式。
電容分壓器和電磁單元上下組裝在一起，二者在產(chǎn)品內(nèi)部連接，稱為單柱式。
電壓互感器的工作原理
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口三角形，開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）。
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試驗(yàn)室中用來擴(kuò)大量限，測量電壓、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，有的是高壓幾萬伏甚至幾十萬伏。要直接測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量電壓，那是不可能的，而且也是絕對(duì)不允許的。
電壓互感器接線方法
1、單相接線常用于大接地電流系統(tǒng)判線路無壓或同期，可以接任何一相，但另一判據(jù)要用母線電壓的對(duì)應(yīng)相。
2、接于兩相電壓間的一只電壓互感器，主要用于小電流接地系統(tǒng)判線路無壓或同期，因?yàn)樾〗拥仉娏飨到y(tǒng)允許單相接地，如果只用一只單相對(duì)地的電壓互感器，如果電壓互感器正好在接地相時(shí)，該相測得對(duì)地電壓為零，則無法檢定線路是否卻以無壓，如果錯(cuò)判則可能造成非同期合閘。
3、V/V接線主要用于小接地電流系統(tǒng)的母線電壓測量，它只要兩只接于線電壓的電壓互感器就能完成三相電壓的測量，節(jié)約投資。但該接線無法測量系統(tǒng)的零序電壓。
4、星形接線和三角接線應(yīng)用最多，常用于母線測量三相電壓和零序電壓。
5、中性點(diǎn)安裝有消弧電壓互感器的星形接線。在電流接地系統(tǒng)，當(dāng)單相接地時(shí)允許繼續(xù)運(yùn)行2h，非接地相的電壓上升為線電壓，對(duì)于間隙性接地還有暫態(tài)過電壓。
這可能造成電壓互感器鐵芯飽和，引起鐵磁諧振，使系統(tǒng)產(chǎn)生諧振過電壓，所以在小電流接地系統(tǒng)中電壓互感器要考慮消諧問題。
6、用以檢定同期或線路無壓的線路電壓互感器采用電容型或電壓抽取裝置。
電壓互感器的注意事項(xiàng)
1．電壓互感器在投入運(yùn)行前要按照規(guī)程規(guī)定的項(xiàng)目進(jìn)行試驗(yàn)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(yīng)保證其正確性，一次繞組和被測電路并聯(lián)，二次繞組應(yīng)和所接的測量儀表、繼電保護(hù)裝置或自動(dòng)裝置的電壓線圈并聯(lián)，同時(shí)要注意極性的正確性。
3．接在電壓互感器二次側(cè)負(fù)荷的容量應(yīng)合適，接在電壓互感器二次側(cè)的負(fù)荷不應(yīng)超過其額定容量，否則，會(huì)使互感器的誤差增大，難以達(dá)到測量的正確性。
4．電壓互感器二次側(cè)不允許短路。由于電壓互感器內(nèi)阻抗很小，若二次回路短路時(shí)，會(huì)出現(xiàn)很大的電流，將損壞二次設(shè)備甚至危及人身安全。電壓互感器可以在二次側(cè)裝設(shè)熔斷器以保護(hù)其自身不因二次側(cè)短路而損壞。在可能的情況下，一次側(cè)也應(yīng)裝設(shè)熔斷器以保護(hù)高壓電網(wǎng)不因互感器高壓繞組或引線故障危及一次系統(tǒng)的安全。
5．為了確保人在接觸測量儀表和繼電器時(shí)的安全，電壓互感器二次繞組必須有一點(diǎn)接地。因?yàn)榻拥睾螅?dāng)一次和二次繞組間的絕緣損壞時(shí)，可以防止儀表和繼電器出現(xiàn)高電壓危及人身安全。
6、電壓互感器副邊絕對(duì)不容許短路。
電壓互感器的異常與處理
（一）常見異常
（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。
（二）處理方法
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松動(dòng)、斷開現(xiàn)象，切換回路有無接觸不良現(xiàn)象。
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