互感器培訓(xùn)講義1

發(fā)電廠和變電所的一次設(shè)備6-6互感器（二）教學(xué)內(nèi)容一、電壓互感器的工作特點(diǎn)二、電壓互感器的誤差三、電壓互感器的準(zhǔn)確度級(jí)和額定容量四、電壓互感器的類型、型號(hào)和結(jié)構(gòu)五、電壓互感器的接線方式六、電壓互感器的操作和保護(hù)七、電壓互感器的接地八、串級(jí)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(xiàng)首頁TV—變換電壓、容量很?。ㄗ畲蟛贿^數(shù)百伏安）、負(fù)荷恒定

應(yīng)用電壓互感器測量電壓的原理：一、電壓互感器的工作特點(diǎn)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(wǎng)的額定電壓，且已標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)化。

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

。

一、電壓互感器的工作特點(diǎn)2.電壓互感器的工作特點(diǎn)（1）電磁式電壓互感器就是一臺(tái)小容量的降壓變壓器。一次繞組匝數(shù)N1很多，而二次繞組匝數(shù)N2較少。（2）電壓互感器一次側(cè)電壓決定于一次電力網(wǎng)的電壓，不受二次負(fù)載的影響。一、電壓互感器的工作特點(diǎn)（3）正常運(yùn)行時(shí)，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(fù)載是測量儀表、繼電器的電壓線圈，匝數(shù)多、電抗大，通過的電流很小，二次繞組接近空載運(yùn)行。（4）運(yùn)行中的電壓互感器二次側(cè)繞組不允許短路。與電力變壓器一樣，當(dāng)二次側(cè)短路時(shí)，將產(chǎn)生很大的短路電流損壞電壓互感器。為了保護(hù)二次繞組，一般在二次側(cè)出口處安裝熔斷器或快速自動(dòng)空氣開關(guān)，用于過載和短路保護(hù)。一、電壓互感器的工作特點(diǎn)

測量誤差的原因：TV本身存在勵(lì)磁電流和內(nèi)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(zhì)量，及運(yùn)行中一次電壓和二次負(fù)載等有關(guān)。二、電壓互感器的誤差

運(yùn)行參數(shù)對(duì)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(biāo)準(zhǔn)化，將一臺(tái)電壓互感器用于高、或低的電壓等級(jí)中，或運(yùn)行中電壓與額定電壓偏離太遠(yuǎn)，電壓互感器的誤差都會(huì)增大。故正確地使用電壓互感器，應(yīng)使一次額定電壓與電網(wǎng)的額壓相適應(yīng)。二、電壓互感器的誤差⑵二次負(fù)載阻抗的影響如果一次電壓不變，當(dāng)接帶的負(fù)荷過多，二次負(fù)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(fù)荷功率因數(shù)cosφ2的影響

二次側(cè)負(fù)荷功率因數(shù)過大或過小，也會(huì)使測量誤差增大。

可見，為減小TV的測量誤差，應(yīng)使TV的一次側(cè)電壓、二次側(cè)負(fù)荷及其功率因數(shù)限制在一定的范圍內(nèi)。二、電壓互感器的誤差

1.電壓互感器的準(zhǔn)確度級(jí)

準(zhǔn)確度級(jí)是指在規(guī)定的一次電壓和二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，負(fù)荷的功率因數(shù)為額定值時(shí)，電壓誤差的最大值。六個(gè)準(zhǔn)確度級(jí)—0.2、0.5、1、3、3P、6P

0.5級(jí)：可用于收費(fèi)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(jì)費(fèi)測量，故宜選用0.5級(jí)。

3級(jí)：用于一般測量和繼電保護(hù)裝置，繼電保護(hù)用電壓互感器有3P和6P。

三、電壓互感器的準(zhǔn)確度級(jí)和額定容量

2.電壓互感器的額定容量

是指最高準(zhǔn)確度級(jí)下的額定容量。例：JDZ–10型電壓互感器，各準(zhǔn)確級(jí)下的額定容量為：0.5級(jí)—80V·A，1級(jí)—120V·A，3級(jí)—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(zhǔn)確度級(jí)下測量時(shí)，二次負(fù)載不應(yīng)超過該準(zhǔn)確度級(jí)規(guī)定的容量，否則準(zhǔn)確度級(jí)下降，測量誤差滿足不了要求。

三、電壓互感器的準(zhǔn)確度級(jí)和額定容量四、電壓互感器的類型、型號(hào)和結(jié)構(gòu)

1．電壓互感器的類型按安裝地點(diǎn)分：戶內(nèi)式（35kV電壓等級(jí)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(shù)分：雙繞組、三繞組和四繞組式。按相數(shù)分：單相式（35kV及以上）和三相式（20kV以下）。按結(jié)構(gòu)原理分：電磁式和電容式。電磁式又可分為單級(jí)式（35kV以下）和串級(jí)式（63kV以上）。四、電壓互感器的類型、型號(hào)和結(jié)構(gòu)⒉電壓互感器的型號(hào)意義

四、電壓互感器的類型、型號(hào)和結(jié)構(gòu)型號(hào)名稱表示字母字母含義型號(hào)名稱表示字母字母含義用途J電壓互感器結(jié)構(gòu)形式及用途X帶剩余（零序）繞組相數(shù)D單相B三柱帶補(bǔ)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(jí)式帶剩余（零序）繞組Z澆注成型固體F測量和保護(hù)分開的二次繞組Q氣體油保護(hù)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(hào)和結(jié)構(gòu)3.電壓互感器的結(jié)構(gòu)

干式電壓互感器

干式電壓互感器因沒有油，也就沒有火災(zāi)、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(hào)和結(jié)構(gòu)澆注式電壓互感器

用于35kV及以下電壓等級(jí)，有單相雙繞組、單相三繞組之分。該型互感器優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行維護(hù)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(hào)和結(jié)構(gòu)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(jí)，鐵芯和繞組均放于充滿油的油箱內(nèi)，繞組通過套管引出。JSJW一10型互感器由五個(gè)鐵芯和兩個(gè)鐵箍組成磁路系統(tǒng)，一次側(cè)三個(gè)繞組接成Y形，兩個(gè)二次側(cè)繞組分別接成Y形與開口三角形。二次側(cè)Y形接線的繞組用來測量線電壓和相電壓以及相對(duì)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(hào)和結(jié)構(gòu)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(jí)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(hào)和結(jié)構(gòu)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(duì)地電壓；③當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)出現(xiàn)的零序電壓。

②、③用于某些繼電保護(hù)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(duì)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(duì)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(duì)地電壓，其UN1=UN·W/，UN2=100V。五、電壓互感器的接線方式(b)兩臺(tái)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(duì)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(jīng)濟(jì)，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(duì)地電壓，因?yàn)樗囊淮蝹?cè)繞組中性點(diǎn)不能接地，中性點(diǎn)不引出，故不能用來監(jiān)視電網(wǎng)對(duì)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(cè)繞組中性點(diǎn)不能接地的原因：中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中單相接地時(shí)，非故障相對(duì)地電壓升高倍，三相對(duì)地電壓失去平衡，在三個(gè)鐵芯柱中將出現(xiàn)零序磁通。由于零序磁通是同相位的，不能通過三個(gè)鐵芯柱形閉合回路，而只能經(jīng)過空氣間隙和互感器外殼構(gòu)成通路。因此磁路磁阻很大，零序勵(lì)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(cè)繞組、基本二次側(cè)繞組接成星形，且中性點(diǎn)均接地，輔助二次側(cè)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(wǎng)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(tái)單相三繞組TV接成的Y0/Y0/形接線可測量相間電壓、相對(duì)地電壓和零序電壓（輔助二次繞組可作接地保護(hù)）

①當(dāng)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(dāng)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(hù)，用隔離開關(guān)操作。六、電壓互感器的操作和保護(hù)

一次側(cè)熔斷器的作用：當(dāng)TV及其以內(nèi)出線上短路時(shí)，自動(dòng)熔斷切除故障，但不作為二次側(cè)過負(fù)荷保護(hù)。因?yàn)槿蹟嗥魅奂慕孛媸歉鶕?jù)機(jī)械強(qiáng)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(cè)過負(fù)荷時(shí)可能不熔斷。2.3～35KV的TV經(jīng)隔離開關(guān)和熔斷器接入高壓電網(wǎng)。3.110KV及以上電網(wǎng)，TV只經(jīng)過隔離開關(guān)與電網(wǎng)連接。4.380～500V的低壓配電裝置中，TV可以直接經(jīng)熔斷器與電網(wǎng)連接，而不用隔離開關(guān)。5.TV的二次側(cè)也一律要裝設(shè)低壓熔斷器，以保護(hù)互感器二次側(cè)過負(fù)荷或短路。六、電壓互感器的操作和保護(hù)

但以下幾種情況則不能裝設(shè)熔斷器：①中性線N②兩只單相TV接成V-V，b相接地不準(zhǔn)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(hù)

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

2.TV的二次側(cè)必須有一點(diǎn)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(jí)的升高，TV一次繞組的絕緣需隨之增強(qiáng)。110KV及以上電壓等級(jí)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(jié)構(gòu)的單相電壓互感器，將顯得十分笨重且價(jià)格昂貴。因此，電壓為110KV及以上的電磁式電壓互感器，現(xiàn)在廣泛采用串級(jí)式結(jié)構(gòu)。

八、串級(jí)式電壓互感器1.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：①串級(jí)式TV的鐵芯和繞組裝在充油的瓷外殼內(nèi)，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(jí)絕緣，簡化絕緣結(jié)構(gòu)。所以，瓷箱串級(jí)式TV可節(jié)省絕緣材料、減輕質(zhì)量、降低造價(jià)。

八、串級(jí)式電壓互感器

八、串級(jí)式電壓互感器2.工作原理：

八、串級(jí)式電壓互感器

其一次側(cè)繞組被分成匝數(shù)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(duì)鐵芯的絕緣只需按1/2U的電壓設(shè)計(jì)

在上、下鐵芯柱上加裝匝數(shù)相等而繞向相反的平衡繞組，并接成環(huán)路，當(dāng)上、下鐵芯柱內(nèi)的磁通不相等時(shí)，將在平衡線圈中感應(yīng)出電動(dòng)勢е1、e2

，在電動(dòng)勢差作用下平衡繞組中產(chǎn)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(cè)繞組Ⅰ、Ⅱ段上的電壓分布趨于均勻，使測量準(zhǔn)確度提高。

隨著電力系統(tǒng)輸電電壓的增高，對(duì)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(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、占地少，成本低的優(yōu)點(diǎn)，且電壓愈高效果愈顯著。電容式電壓互感器的運(yùn)行維護(hù)也較方便，且其中的分壓