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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(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）。

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。

35kV及以下多制成戶內(nèi)式；35kV以上則制成戶外式。

2、按相數(shù)

可分為單相和三相式35kV及以上不能制成三相式。

3、按繞組數(shù)目

可分為雙繞組和三繞組電壓互感器,三繞組電壓互感器除一次側(cè)和基本二次側(cè)外,還有一組輔助二次側(cè),供接地保護(hù)用。

4、按絕緣方式

可分為干式、澆注式、油浸式和充氣式。

干式電壓互感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)著火和爆炸危險(xiǎn),但絕緣強(qiáng)度較低,只適用于6kV以下的戶內(nèi)式裝置；澆注式電壓互感器結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)方便,適用于3kV～35kV戶內(nèi)式配電裝置；油浸式電壓互感器絕緣性能較好,可用于10kV以上的戶外式配電裝置；充氣式電壓互感器用于SF6全封閉電器中。

5、按工作原理

電磁式電壓互感器：是利用電磁感應(yīng)原理按比例變換電壓或電流的設(shè)備。

電容式電壓互感器：電容式電壓互感器（CVT）是由串聯(lián)電容器分壓,再經(jīng)電磁式互感器降壓和隔離,作為表計(jì)、繼電保護(hù)等的一種電壓互感器,電容式電壓互感器還可以將載波頻率耦合到輸電線用于長(zhǎng)途通信、遠(yuǎn)方測(cè)量、選擇性的線路高頻保護(hù)、遙控、電傳打字等。

電壓互感器型號(hào)由以下幾部分組成,各部分字母,符號(hào)表示內(nèi)容：

第一個(gè)字母：J——電壓互感器；

第二個(gè)字母：D——單相；S——三相

第三個(gè)字母：J——油浸；Z——澆注；

第四個(gè)字母：數(shù)字——電壓等級(jí)（KV）。

例如：JDJ-10表示單相油浸電壓互感器,額定電壓10KV。

額定一次電壓,作為互感器性能基準(zhǔn)的一次電壓值。

額定二次電壓,作為互感器性能基準(zhǔn)的二次電壓值。額定變比,額定一次電壓與額定二次電壓之比。

準(zhǔn)確級(jí),由互感器系統(tǒng)定的等級(jí),其誤差在規(guī)定使用條件下應(yīng)在規(guī)定的限值之內(nèi)負(fù)荷,二次回路的阻抗,通常以視在功率（VA）表示。額定負(fù)荷,確定互感器準(zhǔn)確級(jí)可依據(jù)的負(fù)荷值。

1、單項(xiàng)式接線,可以用于測(cè)量35kV及以下中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng)的線電壓或110kV以上中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的相對(duì)地電壓。

2、V/V接線是將兩臺(tái)全絕緣單相電壓互感器的高低壓繞組分別接于相與相之間構(gòu)成不完全三角形。這種方法常用于中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的35kV及以下的高壓三相系統(tǒng)中,特別是10kV的三相系統(tǒng)中。

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)。

4、三相三繞組五柱式電壓互感器,其一次繞組和主二次繞組接成星形,并且中性點(diǎn)接地,輔助二次繞組接成開口三角形。故此種電壓互感器可以測(cè)量線電壓和相對(duì)地電壓,輔助二次繞組可以介入交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)視用的繼電器和信號(hào)指示器。

2、電壓互感器的接線應(yīng)保證其正確性,一次繞組和被測(cè)電路并聯(lián),二次繞組應(yīng)和所接的測(cè)量?jī)x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(guò)其額定容量,否則,會(huì)使互感器的誤差增大,難以達(dá)到測(cè)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(cè)量?jī)x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?當(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。

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。

電壓互感器處理方法

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(wú)松動(dòng)、斷開現(xiàn)象,切換回路有無(wú)接觸不良現(xiàn)象。

電壓互感器主要特點(diǎn)

1、對(duì)于鐵磁諧振電路,在相同的電源電勢(shì)作用下回路可能不只一種穩(wěn)定的工作狀態(tài)。電路到底穩(wěn)定在哪種工作狀態(tài)要看外界沖擊引起的過(guò)渡過(guò)程的情況。

2、PT的非線性鐵磁特性是產(chǎn)生鐵磁諧振的根本原因,但鐵磁元件的飽和效應(yīng)本身也限制了過(guò)電壓的幅值。此外回路損耗也使諧振過(guò)電壓受到阻尼和限制。當(dāng)回路電阻大于一定的數(shù)值時(shí),就不會(huì)出現(xiàn)強(qiáng)烈的鐵磁諧振過(guò)電壓。

3、串聯(lián)諧振電路來(lái)說(shuō),產(chǎn)生鐵磁諧振過(guò)電壓的的必要條件是ω0=1/L0C<；ω。因此鐵磁諧振可在很大的范圍內(nèi)發(fā)生。

4、維持諧振振蕩和抵償回路電阻損耗的能量均由工頻電源供給。為使工頻能量轉(zhuǎn)化為其它諧振頻率的能量,其轉(zhuǎn)化過(guò)程必須是周期性且有節(jié)律的,即…1/2(1,2,3…）倍頻率的諧振。

5、鐵磁諧振對(duì)PT的損壞。電磁諧振（分頻）一般應(yīng)具備如下三個(gè)條件。

①鐵磁式電壓互感器（PT）的非線性效應(yīng)是產(chǎn)生鐵磁諧振的主要原因。

②PT感抗為容抗的100倍以內(nèi),即參數(shù)匹配在諧振范圍。

③要有激發(fā)條件,如PT突然合閘、單相接地突然消失、外界對(duì)系統(tǒng)的干擾或系統(tǒng)操作產(chǎn)生的過(guò)電壓等。

據(jù)試驗(yàn)分頻諧振的電流為正常電流的240倍以上,工頻諧振電流為正常電流的40～60倍左右,高頻諧振電流更小。在這些諧振中,分頻諧振的破壞最大,如果PT的絕緣良好,工頻和高頻一般不會(huì)危及設(shè)備的安全,而6kV系統(tǒng)存在上述條件。

電壓互感器消除辦法

從技術(shù)上考慮,為了避免鐵磁諧振的發(fā)生,可以采取以下措施：選擇勵(lì)磁特性好的Tv或改用電容式TV；在同一個(gè)10kV配電系統(tǒng)中,應(yīng)盡量減少TV的臺(tái)數(shù)；在三相TV一次側(cè)中性點(diǎn)串接單相TV或在TV二次開口三角處接入阻尼電阻；在母線上接入一定大小的電容器,使容抗與感抗的比值小于0.01,避免諧振,；系統(tǒng)中性點(diǎn)裝設(shè)消弧線圈；采用自動(dòng)調(diào)諧原理的接地補(bǔ)償裝置,通過(guò)過(guò)補(bǔ)、全補(bǔ)和欠補(bǔ)的運(yùn)行方式,來(lái)較好地解決此類問(wèn)題。