电压互感器
电压互感器知识全解
一、何谓电压互感器1电压互感器（Potentialtransformer简称PT，Voltagetransformer也简称VT）和降压变压器很相像，都是用来变换线路或母线上的电压。
2电压互感器是一个带铁心的变压器。
它主要由一、二次线圈、铁心和绝缘组成。
当在一次绕组上施加一个电压U1时，在铁心中就产生一个磁通φ，根据电磁感应定律，则在二次绕组中就产生一个二次电压U2。
3改变一次或二次绕组的匝数，可以产生不同的一次电压与二次电压比，这就可组成不同比的电压互感器。
4电压互感器将高电压按比例转换成低电压，一般为100V，电压互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等设备。
二、电压互感器的作用1电压互感器时隔离高电压，供继电保护、自动装置和测量仪表获取一次电压信息的传感器。
把高电压按比例关系变换成100V或100/3V标准二次电压，供计量、仪表装置和继电保护使用。
2同时使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离，保证设备和人身安全的作用。
三、电压互感器分类1按安装地点可分：户内式和户外式。
35kV及以下多为户内式，35kV及以上多为户外式，其绝缘有明显差距。
2按相数可分：单相式和三相式。
10kV及以下采用三相式。
3按绕组数可分：双绕组、三绕组和四绕组。
4按绝缘方式可分：干式、浇注式、油浸式和气体式。
5按工作原理可分为：电磁式、电容式和新型的光电式电压互感器。
其中电磁式可分为:三相式和单相式；三相式又可分：三相两柱式和两相五柱式。
四、电压互感器结构1油浸式电压互感器油浸式电压互感器分为：单级式和串级式单级式，单级式可用于220kV及以下电压等级，串级式可用于66kV及以上电压的所有电压等级。
单级式其一二次绕组绕在共同的铁芯上，绝缘不分级，靠磁耦合实现能量转换。
串级式由多个匝数相同的一次绕组装在数量为绕组数一半的相同的铁芯上，自上而下排列，接于高压与地之间。
2SF6气体绝缘电压互感器SF6气体绝缘电压互感器由外壳、绝缘套管、铁芯、一、二次绕组以及安装附件组成。
电压互感器 技术参数
电压互感器技术参数电压互感器（Voltage Transformer，简称VT）是一种用于测量电网中高电压的电气设备，通常用于将高压信号转换为低压输出信号，以便更容易进行测量和监测。
技术参数是衡量电压互感器性能的重要指标，下面将详细介绍和解释一些典型的技术参数。
1. 额定电压（Rated Voltage）：电压互感器的额定电压是指该设备可以安全运行的最高电压。
常见的额定电压包括10kV、35kV、110kV等，根据实际需求进行选择。
2. 额定频率（Rated Frequency）：额定频率是指电压互感器正常运行的电网频率。
通常为50Hz或60Hz，根据实际电网频率进行选择。
3. 额定变比（Rated Turns Ratio）：额定变比是指电压互感器输入电压与输出电压之间的比值。
以变压器为例，额定变比一般为高压侧电压与低压侧电压之比，如1000:1、2000:1等。
4. 准确级别（Accuracy Class）：准确级别是指电压互感器输出电压与实际输入电压之间的误差范围。
通常使用国际电工委员会（IEC）的准确级别标准，例如0.2级、0.5级、1级等。
5. 频率响应（Frequency Response）：频率响应是指电压互感器在不同频率下的输出电压变化情况。
通常在设备的技术参数中标注频率响应范围，例如50Hz至5kHz。
6. 负载特性（Load Characteristics）：负载特性是指电压互感器在不同负载条件下的输出电压变化情况。
通常以百分比的形式表示，例如在0.1-120%额定负载下的输出电压变化范围。
7. 绝缘电阻（Insulation Resistance）：绝缘电阻是指电压互感器绝缘材料的绝缘性能。
通常以兆欧姆（MΩ）为单位表示，具体数值要求通常根据国家或地区的标准进行规定。
8. 额定短时热电流（Rated Short-time Thermal Current）：额定短时热电流是指电压互感器可以连续运行的最高电流。
高压低压配电柜的电压互感器有什么作用
高压低压配电柜的电压互感器有什么作用电压互感器是一种常见的电力变电设备，广泛用于高压低压配电柜中。
它起着非常重要的作用，能够实现电力变压、电力计量、电力保护等功能。
本文将详细介绍高压低压配电柜的电压互感器的作用，以及其在电力系统中的应用。
一、什么是电压互感器电压互感器是一种用来将高电压转换成低电压，以便测量或保护装置使用的装置。
它是电力系统中必不可少的设备之一，通过电磁感应原理，将高压一侧的电压变换成低压输出。
二、电压互感器的作用1. 电力测量电压互感器在电力系统中起着电力测量的作用。
它能够将高压电网的电压转换成符合低压电表测量范围的低电压，以便进行准确的电能计量。
通过电压互感器的测量，我们可以了解到电力系统中的电压水平，为电力供需的平衡、电网运行和电能计费提供参考依据。
2. 电力保护电压互感器在电力系统中担负着电力保护的重要任务。
当高压电网发生故障时，电压互感器能够及时感知到并传递给保护装置，保护装置进而采取措施，切断故障部分，确保电网的安全运行。
电压互感器的保护功能对于预防和减少电力系统中的故障以及保护设备的安全非常关键。
3. 电力监测与调控电压互感器可以用于电力监测与调控。
通过对电压互感器的监测，可以实时了解电力系统中的电压波动情况，包括过高、过低、过载等异常情况。
根据监测结果，电力系统可以及时调整电力输出，确保电网的稳定运行。
4. 电力质量分析电压互感器还可以用于电力质量分析。
通过对电压互感器输出电压的采集和分析，可以了解电力系统中的电压波形、电流波形等参数。
这对于发现电力系统中的潜在问题、调整电力质量，提高电力供应的可靠性和稳定性具有重要意义。
三、电压互感器在电力系统中的应用电压互感器在电力系统中应用广泛。
它通常用于变电站、配电柜等场所，用于测量和保护系统中的电压。
在变电站中，电压互感器用于测量变电站内部各个电压等级的电压，以及传递给保护装置进行故障检测和保护动作。
在配电柜中，电压互感器用于测量配电柜内部的电压，以便及时发现电力异常，保护电器设备的安全运行。
电压互感器培训课件(带目录)
电压互感器培训课件一、引言电压互感器是电力系统中非常重要的测量设备，主要用于将高电压降至适宜的测量范围内，为保护、控制、测量等设备提供准确的电压信号。
为了提高大家对电压互感器的了解和应用水平，本次培训将围绕电压互感器的基本原理、分类、参数、选型、接线、运行与维护等方面进行讲解。
二、电压互感器的基本原理电压互感器的工作原理基于电磁感应定律，即在一定的磁路中，当一次绕组通以交流电流时，将在铁芯中产生交变磁通，交变磁通通过二次绕组时，将在二次绕组中感应出电动势，从而实现电压的降低。
三、电压互感器的分类根据绝缘结构、用途、准确级、变比误差和角度误差等不同特点，电压互感器可分为多种类型。
常见的电压互感器分类如下：1.按绝缘结构分类：油浸式电压互感器、干式电压互感器、充气式电压互感器等。
2.按用途分类：测量用电压互感器、保护用电压互感器、计量用电压互感器等。
3.按准确级分类：0.2级、0.5级、1级、3级等。
4.按变比误差和角度误差分类：普通电压互感器、精密电压互感器等。
四、电压互感器的参数电压互感器的参数主要包括额定一次电压、额定二次电压、准确级、变比误差、角度误差、容量、绝缘水平等。
这些参数是选择电压互感器时需要考虑的重要因素，应结合实际工程需求进行合理选择。
五、电压互感器的选型1.电压等级：根据实际工程需求，选择合适的电压等级。
2.准确级：根据测量、保护、计量等不同用途，选择合适的准确级。
3.变比误差和角度误差：根据系统对测量精度的要求，选择合适的电压互感器。
4.容量：根据二次侧负载的大小，选择合适的电压互感器容量。
5.绝缘水平：根据系统绝缘水平要求，选择合适的电压互感器。
6.结构类型：根据安装环境、维护要求等因素，选择合适的电压互感器结构类型。
六、电压互感器的接线电压互感器的接线方式主要有Y/Δ接法和Y/Y接法。
在实际工程中，应根据系统电压、负载性质、测量精度等因素选择合适的接线方式。
七、电压互感器的运行与维护1.运行：电压互感器在正常运行时，应定期检查二次侧负载、绝缘状态、接地点等，确保电压互感器的正常运行。
电压互感器的工作原理
电压互感器的工作原理电压互感器（VT）是一种用于测量高电压系统中电压值的电子设备。
它利用互感原理将高电压系统的电压降低到可测范围内的低电压，并将其与测量设备相连，以实现对电压的准确监测。
下面将详细介绍电压互感器的工作原理。
1.互感原理互感作为电磁现象的一种，指的是两根线圈通过磁场彼此耦合时，其中一个线圈中电流的变化会在另一个线圈中诱发出相应的电动势。
当电压互感器工作时，它的一根线圈将与被测高电压系统相连，称为高压线圈；另一根线圈与测量设备相连，称为低压线圈。
通过互感原理，高压线圈中的电压变化将通过耦合磁场传递到低压线圈中，从而实现电压的测量。
2.变压器和标称比电压互感器实际上是一种变压器，它将高电压降低到测量范围内的低电压。
变压器由一个主要线圈和一个次要线圈组成，通过改变线圈的匝数比例来改变输入输出电压之间的变换关系。
在电压互感器中，主要线圈是高压线圈，次要线圈是低压线圈。
电压互感器通常都有一个标称比，表示低压线圈输出电压与高压线圈输入电压之间的比例关系。
比值等于高压线圈的匝数除以低压线圈的匝数。
例如，一个100:1的互感器表示当高压线圈输入100V时，低压线圈输出1V。
3.铁芯和磁场为了增强互感效应，电压互感器的两个线圈通常都包裹在一个铁芯中。
铁芯能够集中和引导磁场，并提高对高压线圈和低压线圈之间耦合效应的控制。
铁芯中的磁场是由高压线圈中通过的电流产生的，电流与铁芯中的磁感应强度成正比。
这个磁感应强度负责在低压线圈中诱发出与高压线圈电压变化相对应的电动势。
通过适当设计铁芯的材料和形状，可以实现对磁场的精确控制，从而获得准确的电压测量结果。
4.电压降低和保护在高压电网中，电压互感器起到了降低电压的作用，从而确保测量设备的安全和准确。
它可以将系统中的高电压变为对设备和人体无害的低电压，以避免任何潜在的电击风险。
为了确保整个系统的安全性和可靠性，电压互感器通常还配备了保护设备，如保险丝和安全连接器。
电压互感器介绍
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4.电压互感器的准确等级与额定容量
①电压互感器的准确级
电压互感器的准确级以电压误差 fu来定义的。
在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，二次负荷功率因数为额定值时，最大 电压误差百分数。
用途
准确级
0.2 0.5 1 3 3P 6P
误差限值 电压误差 相位差 (′) （%） ± 0.2 ± 0.5 ± 1.0 ± 3.0 ± 3.0 ± 6.0 ±10 ±20 ±40 不规定 ±120 ±240
JSJW-10型油浸式三相五柱式TV
三相五柱式 三个芯柱+两个边柱 一次三相绕组分别绕于三个芯柱上，为YN
接线
二次有两组三相绕组 主二次绕组：同样为yn接线 辅助二次绕组：开口三角形接线，用于测
量小电流接地系统零序电压
两个边柱为零序磁通提供磁路，避免了普
通电压互感器因零序磁阻太大导致电流过 大而发热损坏。
二次绕组额定容量(VA) 0.5级 120 1级 200 3级 400
最大容量(VA) 960
通常所说的额定容量是指对应于最高准确级的容量
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5.电压互感器的分类和结构
(1) 根据相数的不同，分为单相式和三相式。 单项式可制成任意电压等级 三相式一般只有20kV以下电压等级。 (2) 根据安装地点的不同，分为户内式和户外式。 35kV及以下多制成户内式 (3) 根据绕组的不同，分为双绕组式和三绕组式。 三绕组电压互感器有两个二次绕组 一个是基本二次绕组，用于测量仪表和继电器； 另一个为辅助二次绕组（开口三角绕组、剩余电压绕组），用来反映单相接地故 障（零序电压） (4) 按绝缘分为干式、浇注式、油浸式和气体绝缘式。
5.电压互感器的分类和结构
电压互感器介绍
平衡绕组：平衡上下铁芯柱的磁势,保证正确的电压变换关系,即保证测量准确度
220kV串级式电压互感器
右图是220kV四级串级式电压互感器。上铁芯对地为额定电压的3/4,下铁芯对地为额定电压的1/4。绕组边缘线匝与铁芯之间为额定电压的1/4。二次绕组只与最下面一个铁芯柱耦合。 平衡绕组在同一铁芯的上下柱上,匝数相等,反极性连接。平衡上下铁芯柱的磁势 连耦绕组：两铁芯相邻的铁芯柱上,匝数相同,反极性连接。电压均匀分布,不影响准确级。
3．选择容量 电压互感器的型号和准确级确定以后,与此准确级对应的额定容量即已确定 可从本书附录四有关手册中查得 。 为了保证电压互感器的准确级,其二次侧所带负荷的实际容量不能超过额定容量。 计算电压互感器的二次负荷容量时,必须注意互感器的接线方式和二次负荷的连接方法,可查有关手册。
电容式电压互感器
电容式电压互感器 CVT 在国外已有四十多年的发展历史,在72.5～1000kV电力系统中得到普遍应用。国产CVT从1964年在西安电力电容器厂诞生以来,也积累了三十五年的制造和运行经验,现已进入成熟期。 电容式TV和GIS中电磁式TV两种类型可作为500kV电压互感器
电容式电压互感器的工作原理
油浸式电压互感器按结构分类
5 普通结构 单级式 和串级结构两种。3~35kV电压等级都制成普通结构,110kV及以上电压等级的电压互感器才制成串级结构。在我国,电压大于330kV只生产电容式。
JDZJ-10
JDQX-220
JDJ2-35
JZW-10
JSJW-10
JCC— 110
YDR-110
图 d 所示为一台三相五柱式 电压互感器接线。一次绕组接 成星形,且中性点接地。基本 二次绕组也接成星形,并且中性 点也接地。既可测量线电压．又 可测量相电压。
电压互感器特点
电压互感器特点1. 什么是电压互感器电压互感器（Voltage Transformer，简称VT）是一种用于测量高压系统中电压的装置。
它通过将高电压变换为低电压，使得测量和保护设备能够安全地处理这些信号。
电压互感器通常用于变电站、工业领域和实验室等场合。
2. 电压互感器的工作原理电压互感器基于互感原理，即当两个线圈之间存在磁耦合时，一个线圈中的变化信号会在另一个线圈中引起相应的变化。
具体来说，电压互感器由高压绕组和低压绕组组成。
高压绕组连接到待测量的高电压系统上，而低压绕组则连接到测量和保护设备。
当高电压通过高压绕组时，产生的磁场会引起低压绕组中的感应电动势。
通过适当选择高低绕组的匝数比例，可以将高电压试验值转换为合适的低电压试验值。
3. 优点3.1 高精度测量电压互感器能够提供高精度的电压测量。
通过合理设计和制造，电压互感器的测量误差可以控制在很小的范围内。
这使得它们成为进行精确测量和保护操作的理想选择。
3.2 安全可靠由于电压互感器将高电压变换为低电压，因此在连接到测量和保护设备时，可以避免对设备造成损坏或危险。
这种转换过程还可以提供绝缘保护，防止高电压泄漏到测量系统中。
3.3 宽工作范围电压互感器能够适应各种工作条件下的高电压试验。
无论是在额定负载下还是在过载条件下，它们都能稳定地工作，并提供准确可靠的测量数据。
3.4 抗干扰能力强在复杂的电磁环境中，如变电站等场合，存在各种干扰源。
好的电压互感器应具有良好的抗干扰能力，能够有效地过滤掉外界干扰信号，并提供准确可靠的输出信号。
3.5 体积小、重量轻电压互感器通常采用紧凑的设计，具有较小的体积和轻量化的特点。
这使得安装和维护变得更加方便，同时也节省了空间和成本。
4. 应用领域4.1 变电站电压互感器是变电站中不可或缺的设备之一。
它们用于测量和保护高压系统中的电压，确保系统的正常运行。
同时，它们还可以提供给监控设备和自动化系统所需的信号。
4.2 工业领域在工业生产过程中，需要对各种设备和线路进行电压测量。
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电压互感器
新越互感器有限公司
摘要：该文简要分析了铁磁谐振产生的基本过程，三相防谐振电压互感器的基本工作原理，以及全封闭、全绝缘户外浇注式三相电压互感器的主要特点及极性和误差试验方法。
关键词：防铁磁谐振；全封闭户外三相电压互感器；误差试验
在中性点对地绝缘的电力系统中，为了监视线路的绝缘状况，采用3台星形联结的接地式电压互感器，其中性点直接接地，这样当任何一相母线发生单相完全接地事故时，其故障相对地的电压为0 V，而非故障相的相电压上升到线电压，即提高了31/2倍，借助电压互感器二次绕组测量每相电压的3块电压表就可以方便地监视到哪一相绝缘出了问题。
然而母线对地分布电容的存在，并且该电容与电压互感器的一次绕组形成并联电路，由于互感器是典型的非线性铁磁元件，电压的突然升高以及短路点的电弧所导致的瞬间涌流，很可能使电压互感器铁芯进入饱和区，这样非线性铁磁元件的感抗X L降低，当线路中感抗等于容抗（X L = X C）时，将产生铁磁谐振。
谐振一旦发生，将会给设备造成很大的破坏。
为了预防谐振的发生，人们采取了许多措施，包括：采用低磁密或高导磁率铁芯的电压互感器；在电源中性点与地之间或互感器开口三角内串入适当的阻抗；调整、加大线路母线对地电容量，以及在电源中性点与地之间接入消弧线圈；在电压互感器一次与地之间接入消谐装置——适当的电阻或电压互感器；采用电容式电压互感器等等。
1 铁磁谐振产生的基本原理
人们如此重视铁磁谐振，是因为在供电线路中存在产生谐振的潜在因素，主要发生在线路中包含有电容和非线性铁磁元件所形成的并联电路，而且电源的中性点对地绝缘以及线路处于空载或轻载时，产生谐振离不开外界的激励条件，在并联铁磁谐振中，激励谐振产生的因素是电流。
理论上，当X L= X C时，将产生谐振，但对于铁磁谐振而言，由于X L = X C条件在某一电流下成立，而导致谐振开始于如图1所示的拐点处，曲线上的拐点即为谐振的激发点。
图1（b）的曲线U(I)的第二个拐点实际上是不存在的。
在图1(a)中，已清楚的看出，曲线U(I)在X L＞X C时，电路为容性，处在第一象限，而在X L＜X C时，电路为感性，进入第四象限，只是为了分析问题的方便，把本来是在两个象限的轨迹划在了同一个象限内，才出现第二个拐点。
图1(b)中U(I)曲线与图1(a)略有差别，是考虑到电路中实际电阻及铁芯损耗的影响。
图1中U L(I)与U C(I)两条曲线的交点表示X L = X C，其中1点所对应的电流为激发电流。
在该电流的激发下，电压由1点突变到2点所对应的值，并且电路由容性变为感性。
产生谐振时，在总电流不变的情况下，通过每个支路的电流就会有很大的增加，往往比总电流大许多倍，导线过热很可能会引发互感器的爆炸事故。
2 三相防谐振式电压互感器原理
三相防谐振式电压互感器，是专门针对母线单相接地事故导致电源中性点偏移而引发的并联铁磁谐振而设计制造的。
很明显，如果用来监视线路绝缘的3个电压互感器的一次绕组中性点不接地，那么不管哪一相母线接地都不会引起互感器绕组电压的任何改变。
然而在这种情况下，监视线路绝缘状况的电压表的指标值，并不会因母线接地与否而改变，反而失去了监视的作用。
能否使互感器中性点既不接地，电压表又能达到监视的目的呢？三相防谐振式电压互感器就可以满足上述要求，即互感器的中性点通过另一台电压互感器接地的方法，将3台电压互感器的一次中性点N通过另1台规格、型号、参数相同，全绝缘电压互感器接地，这里称其为零序电压互感器，其极性联结与3台测量用互感器相同，并且极性端接地，如图2所示。
在正常运行时，由于三相平衡，其中性点对地电压为0 V，零序电压互感器初级
电压为零，故其二次无输出。
当任何一相母线接地时，零序互感器与接地相电压互感器绕组形成并联关系，其一次电压与接地相电压相同，二次产生一个对应的相电压，因为互感器的次级所有非极性端联结在一起并接地，则由于零序互感器的二次与接地相二次幅值一致，相位相同，所以零序互感器的极性端与接地相极性端之间的电压为0 V，与非故障相电压为相电压的31/2倍，达到了监视绝缘的目的。
二次极性的联结如图3所示可以出现以下两种情况：其中在不正确的联结时，与接地相的电压为2倍的相电压，与非故障相之间的电压不变，这与习惯上的判定原则相违背，可以认为是错误的（如图3b所示）。
零序电压互感器做成二次抽头方式，n、YJ之间电压为100V，供所配继电器用，中间抽头n、e为100(3)1/2 V，作为监视电压用。
我公司早在1998年引进国外环氧树脂浇注成型的户外全绝缘全封闭浇注
式互感器，采用4台分体式结构，按本图所示的接线方式联结，不仅有效的防止了紫外线辐射伤害，同时也有效地预防了谐振的发生。
根据这一原理我们又生产了户内半封闭全绝缘浇注式三相防谐振电压互感器，同样收到良好效果。
根据顾客的要求，我公司又在户内浇注绝缘三相防谐振互感器的基础上，经过改进生产了全封闭、全绝缘、户外浇注式三相防谐振电压互感器，所谓全封闭是指无论铁芯还是一二次绕组均有环氧树脂封闭在浇注体之内。
全绝缘是指互感器的两段初级线圈对地都具有相同的绝缘水平。
其测量级采用三相三柱式铁芯结构，高压非极性端在浇注体内，不仅有效地防止了因使用者误接线而导致互感器的烧毁，同时简化了外部接线，方便了用户。
外型上与三相五柱电压互感器很像似，实际上里面多了一组零序电压互感器绕组。
3 防谐振互感器的极性、误差试验
全封闭、全绝缘防谐振户外浇注式三相电压互感器的试验，首先是极性检查。
这里的极性一是指单相互感器本身的极性是否正确，这和传统的方法相同；二是外部联结和标识是否正确，这是必须要认真检查的，其方法是取任一测量级初级与零序互感器初级并联，接通单相电源，用万用表交流电压档测量二次极性端之间电压差为0 V，表示极性正确。
关于误差的测量，由于全封闭式三相三柱式电压互感器的初级非极性端不准引出，所以试验只能用三相法，其试验电路如图4所示。
断开开关K，三相升压至额定电压，合上开头K，用电压表测量零序电压互感器二次与接地相（如ec）间电压应为0 V，与非接地相（如ea，eb）电压应指示100 V，不仅说
明极性联接正确，而且也说明单相母线接地后没有产生谐振，防谐振功能有效。
误差试验应在断开开关K时，分别测量U ab、U bc、U ca满负荷及1/4负荷的误差。
4 结束语
谐振现象在许多领域普遍存在，铁磁谐振在电力系统中被人们所重视，是因为谐振一旦发生会导致设备的烧毁甚至发生爆炸。
全封闭、全绝缘、三相户外防谐振浇注式电压互感器不仅具有良好的抗紫外线能力，而且具有可靠的防铁磁谐振功能，它反映了户外浇注式电压互感器的发展方向。