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电压互感器的作用与用途
电压互感器的作用与用途 J`"Ocmm-~

x(Hs7T*y5SM 电压互感器的作用是：把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压，供保护、计量、仪表装置使用。同时，使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离。电压互感器虽然也是
1seC2Bf Nn V4tK 按照电磁感应原理工作的设备，但它的电磁结构关系与电流互感器相比正好相反。电压互感器二次回路是高阻抗回路，二次电流的大小由回路的阻抗决定。当二次负载阻抗减小时，二次电流增大，使得
\2D;h0h^ 一次电流自动增大一个分量来满足一、二次侧之间的电磁平衡关系。可以说，电压互感器是一个被限定结构和使用形式的特殊变压器。#bK/x I[{w%j
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电压互感器是发电厂、变电所等输电和供电系统不可缺少的一种电器。`nm;K)i0@(W4]
    精密电压互感器是电测试验室中用来扩大量限，测量电压、功率和电能的一种仪器。
G(cH-o?d:U     电压互感器和变压器很相象，都是用来变换线路上的电压。但是变压器变换电压的目的是为了输送电能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位；而电压互感器变换电压的目的，主要是给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能，或者用来在线路发生故,TI4X#wjd/d
障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器，因此电压互感器的容量很小，一般都只有几伏安、几十伏安，最大也不超过一千伏安。 ^9y)Q#ET
    线路上为什么需要变换电压呢?这是因为根据发电、输电和用电的不同情况线路上的电压大小不一，而且相差悬殊，有的是低压220V和380V，有的是高压几万伏甚至几十万伏。要直接测量这些低压和高压电压，就需要根据线路电压的大小，制作相应的低压和高压的电压表和其他仪表和继
["c"HjK;Cr 电器。这样不仅会给仪表制作带来很大的困难，而且更主要的是，要直接制作高压仪表，直接在高压线路上测量电压。那是不可能的，而且也是绝对不允许的。
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GsH*JjxR}     如果在线路上接入电压互感器变换电压，那么就可以把线路上的低压和高压电压，按相应的比例，统一变换为一种或几种低压电压，只要用一种或几种电压规格的仪表和继电器，例如通用的电压为100V的仪表，就可以通过电压互感器，测量和监视线路上的电压。

电压互感器的接地方式通常有三种：
· 一次侧中性点接地
· 二次侧线圈接地
· 互感器铁芯接地
三种接地的作用不尽相同，如下：
1）一次侧中性点接地。由三只单相电压互感器组成星形接线时，其一次侧中性点必须接地。如下图所示。因为电压互感器在系统中不仅有电压测量，而且还起继电保护的作用。

当系统中发生单相接地时，系统中会出现零序电流。如果一次侧中性点没有接地，那么一次侧就没有零序电流通路，二次侧开口三角形线圈两端也就不会感应出零序电压，继电器KV就不会动作，发不出接地信号。
对于三相五柱式电压互感器，其一次侧中性点同样要接地。
由两只单相电压互感器组成的V-V形接线时，其一次侧是不允许接地的，因为这相当于系统的一相直接接地。而应在二次中性点接地，如下图所示。

2）二次侧接地。电压互感器二次侧要有一个接地点，这主要是出于安全上的考虑。当一次、二次侧绕组间的绝缘被高压击穿时，一次侧的高压会窜到二次侧，有了二次侧的接地，能确保人员和设备的安全。另外，通过接地，可以给绝缘监视装置提供相电压。
二次侧的接地方式通常有中性点接地和V相接地两种，如下图所示。

根据继电保护等具体要求加以选用。
采用V相接地时，中性点不能再直接接地。为了避免一、二次绕组间绝缘击穿后，一次侧高压窜入二次侧，故在二次侧中性点通过一个保护间隙接地。当高压窜入二次侧时，间隙击穿接地，v相绕组被短接，该相熔断器会熔断，起到保护作用。
二次侧接地点按规程规定，均应选在主控室保护屏经端子排接地，而在配电装置处只设置试验检修时的安全接地点。
3）铁心接地，在电压互感器外壳上有一个接地桩头，这是铁心和外壳的接地点，起安全保护作用。

进线（出线）电压互感器的作用：
监视本线路电压，应用于系统并列装置，例如检同期，检无压，BZT装置等等。
母线电压互感器的作用：
监视本母线电压以及绝缘状态，为保护、自动装置、仪表等设备提供电压回路，
进线（出线）电压互感器和母线电压互感器的区别：
进线（出线）电压互感器一般安装单只的，只有一组二次线圈。而母线电压互感器是三相的，有两套二次线圈。

电压互感器的工作原理相当于2次侧开路的变压器，用来变压，在二次侧接入电压表测量电压（可以并联多个电压表）。电压互感器的二次侧不能短路。
      电流互感器的工作原理相当于2次侧短路的变压器，用来变流，在二次侧接入电流表测量电流（可以串联多个电流表）。电流互感器的二次侧不能开路。
      电压表相当于电压互感器大负载（阻抗大）测量装置。电流表相当于电流互感器小负载（阻抗小）测量装置。
电压互感器在正常运行中，二次负载阻抗很大，电压互感器是恒压源，内阻抗很小，容量很小，一次绕组导线很细，当互感器二次发生短路时，一次电流很大，若二次熔丝选择不当，保险丝不能熔断时，电压互感器极易被烧坏。
当运行中电流互感器二次侧开路后，一次侧电流仍然不变，二次侧电流等于零，则二次电流产生的去磁磁通也消失了。这时，一次电流全部变成励磁电流，使互感器铁芯饱和，磁通也很高，将产生以下后果：
      (1)由于磁通饱和，其二次侧将产生数千伏高压，且波形改变，对人身和设备造成危害。
      (2)由于铁芯磁通饱和，使铁芯损耗增加，产生高热，会损坏绝缘。
      (3)将在铁芯中产生剩磁，使互感器比差和角差增大，失去准确性，所以电流互感器二次侧是不允许开路的。
互感器和变压器的工作原理相同,都是运用电磁感应原理来工作的.变压器的作用是将一种等级的电压变换成另一种等级的同频率的电压,它只能实现电压的变换,不能实现功率的变换.互感器分为电压互感器和电流互感器.电压互感器的作用是供给测量仪表,继电器等电压,从而正确的反映一次电气系统的各种运行情况.使测量仪表,继电器等二次电气系统与一次电气系统隔离,以保证人员和二次设备的安全,将一次电气系统的高电压变换成同意标准的低电压值(100伏,100/1.732伏,100/3伏). 电力互感器的作用与电压互感器的作用基本相同,不同的就是电流互感器是将一次电气系统的大电流变换成标准的5安或1安供给继续电器,测量仪表的电流线圈.

电压互感器和电流互感器在作用原理上有什么区别?
主要区别是正常运行时工作状态很不相同，表现为：

1)电流互感器二次可以短路，但不得开路；电压互感器二次可以开路，但不得短路；
2)相对于二次侧的负荷来说，电压互感器的一次内阻抗较小以至可以忽略，可以认为电压互感器是一个电压源；而电流互
感器的一次却内阻很大，以至可以认为是一个内阻无穷大的电流源。

3)电压互感器正常工作时的磁通密度接近饱和值，故障时磁通密度下降；电流互感器正常工作时磁通密度很低，而短路时

由于一次侧短路电流变得很大，使磁通密度大大增加，有时甚至远远超过饱和值.

电压互感器二次保险有什么作用？哪些情况下不装保险？' n: B, R! Y  n( ?0 {- A+ {3 P
为了防止电压互感器，二次回路短路产生过电流烧毁互感器，所以需要装设二次熔断器。 $ I5 B. q8 T3 l, ]
下列情况不装熔断器：
& E2 ]: _+ h7 D+ }4 h9 k1） 在二次开口三角的出线上，一般不装熔断器，供零序过电压保护用的开口三角出线例外。 " z8 z4 C$ n' F5 T6 D  U
2） 中性线上不装熔断器 & U9 t8 f. X  H: m5 n& V: R/ A2 A/ b
3） 按自动电压调整器的电压互感器二次侧不装熔断器 0 j# i  G: _( f7 R
4） 110千伏及以上的电压互感器二次侧，现在一般都装小空气开关，而不装熔断器#

电流互感器和电压互感器在电路中的作用就是“检测元件”。

我们对大电流和高电压直接测量起来不方便，也不安全，就开发了这二种电器当做人们的“眼睛”，随时监测着电路的电流和电压。

电流互感器就是将大电流或高电压下的电流变换成低电压标准电流（5A或1A）的电器；
电压互感器就是将高电压变换成标准电压（100V）的电器；

通过检测电流互感器二次变换出来的电流，就可知道电路中有无电流流过，电流大小是多少，是否在正常情况下运行。

通过检测电压互感器二次变换出来的电压，就可知道电路中是否有电压，电压是否正常，在保护中还能“闭锁”电流保护的误动作，提高保护装置动作的灵敏度。

电容式电压互感器

1、概述
电容式电压互感器（简称CVT）,1970年研制出国产第一台330KVCVT,1980年和1985年研制出第一代和第二代500KVCVT,1990年和1995年研制出第三代和第四代500KVCVT,30多年来积累了丰富的科研、开发设计和生产经验，在国内开发出一代又一代的CVT新产品，带动了国产CVT的发展。CVT最主要的特点是：
——耐电强度高，绝缘裕度大，运行可靠。
——能可靠的阻尼铁磁谐振。成功采用新型组尼期，严格进行质量控制，确保出厂的每一台CVT均能在从低到高的任何电压下有效阻尼各种频率的铁磁谐振。
——优良的顺变响应特性。当一次短路后其二次剩余电压能在20MS内降到5%以下，特别适应于快速继电保护。
——具有电网谐波监测的专利技术。

2、应用
电容式电压感器可在高压和超高压电力系统中用于电压和功率测量、电能计量、继电保护、自动控制等方面，并可兼作耦合电容器用于电力线载波通信系统。如有需求，可提供用于谐波电压测量的内部附件及外部接线端子。
（1）安装运行场所：户外或户内。
（2）海拔：330kv及以下产品不超过2000m。500kv产品不超过1000m，根据订货要求，可提供直至4000m的高原型产品。
（3）环境温度：-40/+40度，-25/+45度。由用户在订货时选定（也可选择其他温度类别）。
（4）风速：不超过42m/s。
（5）污秽等级：Ⅰ级污秽（外绝缘爬电比距≥17mm/kv)；Ⅲ级污秽（外绝缘爬电比距≥25mm/kv)；Ⅳ级污秽（外绝缘爬电比距
≥31mm/kv）。污秽等级由用户在订货时选择。
（6）复冰厚度：不超过10mm。
（7）地震烈度：不超过8度。根据用户要求，也可提供更高抗震能力的产品。
（8）系统额定频率：50Hz或60Hz有用户在订货是确定。
（9）系统接地条件：中性点有效接地或中性点非有效接地；由用户在订货时确定。

3、型号说明
CTV的型号组成如下：
TYD☆◇—□△
其中：TYD—电容式电压互感器，
☆—角注，设计序号，
◇—CVT的额定电压（及系统的额定相电压），单位为KV，
□—额定电容量，单位为uF，
△—尾注，特征代号
其中：F—产品用于中性点非有效接地系统，无此字母时用于有效接地系统；
G—高原型产品；
H—耐污秽等级Ⅲ级以上；
TH—湿热带地区
L—内充SF6的产品；
电压互感器消谐措施的选择

摘要：长期以来，石河子电网6~35 kV系统均采用不接地运行方式。这种运行方式在系统发生单相接地时，允许一定的时间内带故障运行，因而大大提高了系统的供电可靠性。随着区域电网的超前发展，系统对地电容也迅速增大。在系统发生某些扰动时，极易引发系统内电磁式电压互感器的饱和，激发谐振过电压，导致系统接地电压互感器（TV）高压保险熔断烧毁，严重时出现设备闪络跳闸。根据本地区电网的实际情况，选择了不同的措施来抑制由于TV饱和引起的谐振过电压。
关键词：电压互感器 消谐措施 选择

　　长期以来，石河子电网6~35 kV系统均采用不接地运行方式。这种运行方式在系统发生单相接地时，允许一定的时间内带故障运行，因而大大提高了系统的供电可靠性。随着区域电网的超前发展，系统对地电容也迅速增大。在系统发生某些扰动时，极易引发系统内电磁式电压互感器的饱和，激发谐振过电压，导致系统接地电压互感器（TV）高压保险熔断烧毁，严重时出现设备闪络跳闸。根据本地区电网的实际情况，选择了不同的措施来抑制由于TV饱和引起的谐振过电压。
　　1 TV三角形开口装设消谐电阻
　　由110/35 kV紫泥泉变电站35 kV设备，35 kV红沟变电站及石场变电站的35 kV设备，以及它们之间的35 kV联络线（紫红线：20 km，紫石线：8 km）组成局部的35 kV系统，其所带的负荷常年在较低水平，自建成后，频繁发生谐振，每年都有数个35 kV TV喷油烧毁，损失惨重。严重威胁着电网的安全运行。经由分析该系统发生分频谐振的区域为
　　XC0/XL = 0.01~0.08 (1)
　　发生基波谐振的区域为
　　XC0/XL = 0.08~0.5 (2)
　　式中 XC0——系统的零序电容容抗；
　　XL——电压互感器（tv）单相绕组在额定线电压下的激磁阻抗。
　　输电线路的电容电流一般采用下式计算
　　I C0= 3Uφ(1/Xco)×103 (3)
　　式中 Uφ——相对地电压，kV。
　　由式(3)可求得该35 kV系统零序电容容抗XC0为0.0187 MW。这几个站的JDJJ2-35型TV的激磁阻抗，约在2.2 MW左右，代入式(1)中可求得XC0/XL = 0.0256，该值落在1/2分频谐振范围，因此当该系统有单相接地、雷击、合闸等条件激发时，将产生分频谐振。此时，电压互感器的励磁电流急剧增加，可高达额定励磁电流的几十倍以上,从而造成电压互感器的烧毁。为了抑制TV的分频谐振，选择了在TV二次三角形开口处并联一阻尼电阻，其阻值可由下式求出
　　R = XL/K2 （4）
　　式中 XL——系统感抗；
　　K——tv变比系数。
　　将相关参数代入等式(4)可得：R = 25 W。由于天气原因，检修人员只在紫变，石场变的35 kV TV开口三角形装设了25 W的阻尼电阻，而红沟变未能及时安装。暴风雨过后，红沟变有两台35 kV TV又因谐振而喷油烧毁。后来将红沟变更换TV后的二次开口三角形装上的阻尼电阻。现运行近一年，该35 kV系统的所有TV再未发生因谐振而烧毁的事故。经验表明，必须在同一系统，所有TV二次开口三角装设阻尼电阻，才能有效的抑制谐振。
　　2 Tv中性点装设阻尼电阻
　　石河子电网很多变电站分布在边远的农牧团场，负荷以季节性的农业灌溉，棉花加工为主，变化起伏很大。在10 kV线路轻载时，遇到线路上接地故障，或值班员拉路查找接地点时，都时常引发10 kV系统谐振，站内三相指针式电压监控仪表的表针全部打到头，数分钟不返回，随后就是10 kV TV保险的熔断,电压回零。经检查TV绝缘严重降低,高压对低压绕组及高压对地的绝缘电阻已不足2 MW，无法投入运行。也曾试图用第一种办法解决，但考虑到团场10 kV电网属农电公司管理，线路参数处于经常变化之中，确切的参数无法及时收集。因此采取了在TV一次中性点对地接入LXQ-10型阻尼电阻。它的直流特性与传统的RXQ消谐器相近，但结构设计迥异，具有体积小，重量轻，表面经过特殊处理，户内户外可通用，安装也很方便的特点。在几个易发生10 kV系统谐振的变电站安装后，效果良好。但在选择阻尼电阻时应注意TV的绝缘等级是全绝缘还是半绝缘，若是半绝缘应选择弱绝缘型的LXQ-10阻尼电阻与TV相匹配。此外该阻尼电阻不能固定在JDZJ-10型TV的紧固螺栓上，因为该处是不接地的，而应与接地螺栓相连接，并检查接地良好。

电压互感器消谐措施的选择 来自: 免费论文网 　3 装设抗谐振全绝缘电压互感器
　　本地区35 kV小拐乡无人变电站，距离石河子市区150 km，路况不好，变电所的数据远传功能还未完善。每当线路有接地时，不能及时发现，接地故障不能在规程规定的时间内消除，造成户外10 kV干式电压互感器多次烧坏。直到几天后有人巡视时才发现。针对这种情况，选择励磁特性饱和点较高的抗谐振全绝缘电压互感器，使其可以在系统有接地时，能够长时间运行而不烧毁。该设备已投入近半年，状况良好。
　　4 装设消弧线圈自动调谐装置
　　位于石河子市区的几个变电站，电缆出线多，接地电容电流很大，发生接地后电弧不易熄灭，容易激发TV的饱和谐振过电压和间歇性的弧光接地过电压，导致事故跳闸率上升。为了提高市区供电的可靠性，减少谐振过电压发生的机会，装设了消弧线圈自动调谐装置。该装置可以自动调整消弧线圈的感性电流，补偿故障点的电容电流，使故障点的残流减少，从而达到自然熄弧目的，抑制过电压的产生。运行经验表明，消弧线圈对抑制电磁式电压互感器饱和而产生的谐振过电压，降低线路的事故跳闸率有明显作用。但在选择消弧线圈时有以下几个问题应引起重视：
　　·要测算所装设电网的电容电流；
　　·要考虑电网的发展趋势，合理选择消弧线圈的容量；
　　·选择质量、性能可靠的自动跟踪补偿测控系统。
　　城西的变电站，10 kV出线均为架空线路。在选择消弧线圈时，没有充分考虑到该变电站的发展，等到装置投运时，消弧线圈的容量已不能满足补偿要求，造成接地变中性点电压过高，三相电压不平衡，脱谐度达到-33%，残流超过10 A。故障点的电容电流得不到有效补偿，电弧仍可导致电压互感器的饱和而引发谐振。最后不得不对这套装置进行增容改造。
　　选择的以上几种防治TV谐振过电压的措施，各有其优缺点，所需的投入和产生的经济效益也不相同。整改一年多来，效果令人满意。所以在选用适合本地区电网切实可行的消谐措施时，要因地制宜，周全考虑，用最经济有效的办法来确保电网设备的安全运行。