电压互感器地原理及结构
电压互感器结构及原理基础知识讲解

电磁式电压互感器的主要结构和工作原理类似于变压器。如图所示,电压互感 器的一次线圈匝数N1很多,并接于被测高压电网上,二次线圈匝数N2较少,二 次负荷比较恒定,接于高阻抗的测量仪表和继电器电压线圈,正常运行时,电压 互感器接近于空载状态。
U1
匝数多
N1
匝数少
N2
U2
U1 N1 U2 N2
带抽头的二次独立绕组的 不同变比和不同准确度等 级,可以分别应用于电能 计量、指示仪表、变送器、 继电保护等,以满足各自 不同的使用要求。
互感器是按比例变换电压或电流的设备。互感器的功能是将高电压或大电流 按比例变换成标准低电压(100V)或标准小电流(5A或10A,均指额定值), 以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。互感器还可 用来隔开高电压系统,以保证人身和设备的安全。按比例变换电压或电流的设 备。
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(3)一次绕组可调,二次多绕组电流互感器结构及工作原理
特点是变比量程多,而且 可以变更,多见于高压电 流互感器。其一次绕组分 为两段,分别穿过互感器 的铁心,二次绕组分为两 个带抽头的、不同准确度 等级的独立绕组。
KU1
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附加:CVT结构及主要参数
C1—高压电容 C2—中压电容 T—中间变压器 L—补偿电抗器 D—阻尼器 F—保护装置 1a、1n—主二次1号绕组 2a、2n—主二次2号绕组 da、dn—剩余电压绕组 (100V)
CVT电压式互感器的结构及工作原理

CVT电压式互感器的结构及工作原理引言CVT电压式互感器(Capacitive Voltage Transformer)是一种用于变压器保护和测量的电力设备。
它能够将高电压系统的电压降低到适宜范围的电压,以供继电器和仪表使用。
本文将介绍CVT电压式互感器的结构及工作原理。
结构CVT电压式互感器主要由电容分压器和电感器组成。
电容分压器通常包括一个圆筒形的外壳,在外壳内部安装有多个相互绝缘的金属片,这些金属片之间以及与外壳之间形成了电容。
电感器由一个或多个线圈构成,线圈通常由导线绕制而成。
CVT的金属片通常由优质的金属材料制成,以确保其良好的导电性能和机械强度。
金属片之间的绝缘由绝缘材料提供,以防止电击。
电感器的线圈通常由铜导线绕制而成,以保证较低的电阻和良好的电磁感应性能。
CVT电压式互感器通常有三相,每相有一个电容分压器和一个电感器。
这些电容和电感器被合理地组合在一起,形成一个整体结构。
此外,CVT还包括连接器和绝缘支持结构,以提供可靠的连接和支持。
工作原理CVT电压式互感器的工作原理基于电容分压和电感耦合的特性。
当CVT的电容分压器与高电压系统相连时,由于电容器和高压源之间形成了电容,高压电势将导致电容器存储一定的电荷。
根据电容的特性,电容分压器中的电荷和电压之间存在关系:Q = C * V,其中Q表示电荷,C表示电容值,V表示电容器的电压。
因此,CVT的电容分压器能够将高电压降低到一个可以测量和保护的电压范围。
CVT的电感器通过电感耦合作用,将降低后的电压传递给测量或保护设备。
在CVT的电感器中,高电压电缆通过线圈产生一个磁场,此磁场会感应出线圈中的电动势。
根据电磁感应定律,感应电动势与磁场变化率成正比。
通过适当设计电感器的线圈参数,可以实现电磁感应的有效耦合,将降低的电压从电容分压器传递到电感器中。
CVT电压式互感器通常还配备了继电器和仪表,以实现对电压的测量和保护控制。
继电器可以根据电压的变化,通过触发开关实现保护功能。
电压互感器、电流互感器的结构原理及作用

电流互感器和电压互感器的结构原理及作用电流互感器(Current transformer 简称CT)电气符号:TA电流互感器的原理:电流互感器与变压器类似也是根据电磁感应原理工作,变压器变换的是电压而电流互感器变换的是电流罢了。
电流互感器接被测电流的绕组(匝数为N1),称为一次绕组(或原边绕组、初级绕组);接测量仪表的绕组(匝数为N2)称为二次绕组(或副边绕组、次级绕组)。
电流互感器的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流,用来进行保护、测量等用途。
如变比为400/5的电流互感器,可以把实际为400A的电流转变为5A的电流。
电流互感器的结构:电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。
它的一次侧绕组匝数很少,串在需要测量的电流的线路中,因此它经常有线路的全部电流流过,二次侧绕组匝数比较多,串接在测量仪表和保护回路中,电流互感器在工作时,它的二次侧回路始终是闭合的,因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小,电流互感器的工作状态接近短路。
电流互感器的作用:电流互感器是把一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量,二次侧不可开路。
在发电、变电、输电、配电和用电的线路中电流大小悬殊,从几安到几万安都有。
为便于测量、保护和控制需要转换为比较统一的电流,另外线路上的电压一般都比较高如直接测量是非常危险的。
电流互感器就起到电流变换和电气隔离作用。
需掌握电流互感器的相关知识:准确级选择的原则:计费计量用的电流互感器其准确级不低于0.5级;用于监视各进出线回路中负荷电流大小的电流表应选用1.0—3.0级电流互感器。
为了保证准确度误差不超过规定值电流互感器 - 使用注意事项电流互感器运行时,副边不允许开路。
因为一旦开路,原边电流均成为励磁电流,使磁通和副边电压大大超过正常值而危及人身和设备安全。
因此,电流互感器副边回路中不许接熔断器,也不允许在运行时未经旁路就拆下电流表、继电器等设备。
电流互感器运行时,副边不允许开路。
互感器原理及结构

c、浇注式电压互感器。其绝缘主要是绝缘树脂混合胶, 注固化成型。 d、气体绝缘电压互感器。绝缘主要是具有一定压力的 绝缘气体,例如六氟化硫(SF6)气体。 (4)按结构型式分 a、单级式电压互感器,一、二次绕组在同一个铁心柱 上,绝缘不分级的电压互感器。 b、串级式电压互感器,一次绕组有几个匝数相等、几 何尺寸相同的级绕组串联而成,各级绕组对地绝缘是 自线路端到接地端逐级降低的电压互感器。在这种电 压互感器中,二次绕组与一次绕组的接地端级(即最 下级)在同一铁心柱上。
电磁式电压互感器 电压互感器原理与变压器相同,只是电压互 感器的容量很小通常只有几十伏安到几百伏 安。因此二次负载的变动不会影响到电网电 压的波动。多数情况下二次负载是恒定的。 互感器的二次负载是仪表和继电器的电压线 圈,它们的阻抗很大,所以电压互感器工作 状态接近于变压器空载状态。其二次电压的 大小接近于二次电动势。所以由一次电压决 定电压互感器额定变压比K为: K=U1/U2=E1/E2=N1/N2
(5)按变换原理分
a、电磁式电压互感器(简称VT)。 b、电容式电压互感器(简称VTC)。 6)按绕组个数分 a、双绕组电压互感器,其低压侧只有一个二次绕组的电压互感器。 b、三绕组电压互感器,有两个分开的二次绕组的电压互感器。 c、四绕组电压互感器,有三个分开的二次绕组的电压互感器。 (7)按相数分 a、单相电压互感器。 b、三相电压互感器。 (8)按一次绕组对地状态分 a、接地电压互感器,在一次绕组的一端准备直接接地的单相电压 互感器,或一次绕组的星形联结点(中性点)准备直接接地的三相 电压互感器。 b、不接地电压互感器,一次绕组的各部分,包括接线端子在内, 都是按额定绝缘水平对地绝缘的电压互感器。
电流互感器是一种特种变压器, 其工作原理与变压器相同。
互感器的结构和工作原理

互感器的结构和工作原理电力系统要安全经济运行,必须装设一些测量仪表,以测量电路中各种电气量,如电压、电流、功率、电能等。
我们经常还会遇到测量要求较高电压和较大电流的各种电气量。
为了更方便更正确地获得这种被测量的数值,必须使用互感器。
互感器的主要作用有:(1)将高电压变为低电压(100V),大电流变为小电流(5A)。
(2)使测量二次回路与一次回路高压和大电流实施电气隔离,以保证测量工作人员和仪表设备的安全。
(3)采用互感器后可使仪表制造标准化,而不用按被测量电压高低和电流大小来设计仪表。
(4)取出零序电流、电压分量供反应接地故障的继电保护装置使用。
第一节电流互感器的结构和工作原理一、电流互感器的主要技术数据(-)电流互感器分类目前,电流互感器的分类按不同情况划分如下:(1)电流互感器按用途可分为两类:一是测量电流、功率和电能用的测量用互感器;二是继电保护和自动控制用的保护控制用互感器。
(2)根据一次绕组匝数可分为单匝式和多匝式,如图4-1所示。
单匝式又分为贯穿型和母线型两种。
贯穿型互感器本身装有单根铜管或铜杆作为一次绕组;母线型互感器则本身未装一次绕组,而是在铁芯中留出一次绕组穿越的空隙,施工时以母线穿过空隙作为一次绕组。
通常油断路器和变压器套管上的装入式电流互感器就是一种专用母线型互感器。
(α)(b)(c)图4-1 电流互感器的结构原理(α)单匝式;(b)多匝式;(c)具有两个铁芯式(3)根据安装地点可分为户内式和户外式。
(4)根据绝缘方式可分为干式,浇注式,油浸式等。
干式用绝缘胶浸渍,适用于作为低压户内的电流互感器;浇注式用环氧树脂作绝缘,浇注成型;油浸式多为户外型。
(5)根据电流互感器工作原理可分为电磁式、光电式、磁光式、无线电式电流互感器。
(二)电流互感器的型号规定目前,国产电流互感器型号编排方法规定如下:产品型号均以汉语拼音字母表示,字母含义及排列顺序见表5-l 。
表4-1 电流互感器型号字母含义第一个字母 第二个字母 第三个字母 第四个字母 第五个字母 字母 含义字母 含义字母 含义字母 含义字母含义L电流 互感器A 穿墙式 C 瓷绝缘B 保护级 D 差动保护B 支持式 G 改进的 D 差动保护C 瓷箱式 J 树脂浇注 J 加大容量D 单匝式 K 塑料外壳 Q 加“强”式F 多匝式 L 电容式绝缘 Z 浇注绝缘J 接地保护 M 母线式 M 母线式 P 中频 Q 线圈式 S 速饱和 R 装入式 W 户外式 Y 低压的 Z 浇注绝缘Z支柱式(三)电流互感器的主要参数 1.额定电流变比额定电流变比是指一次额定电流与二次额定电流之比(有时简称电流比)。
电压互感器工作原理

电压互感器工作原理电压互感器是一种电气设备,它主要用于测量电力系统中的电压。
在电力系统中,电压互感器扮演着非常重要的角色,它能够将高电压变换成相对较小的电压,以便进行测量和保护控制。
本文将介绍电压互感器的工作原理,以便更好地了解它在电力系统中的应用。
电压互感器的工作原理主要是基于电磁感应的原理。
当电力系统中的电压施加在电压互感器的一侧时,它会产生一个与输入电压成比例的次级电压。
这个次级电压通常是标准的低电压,比如110V 或220V,以便于测量和控制。
电压互感器内部的铁芯和线圈构成了一个电磁变压器,通过电磁感应的原理来实现电压的变换。
在电压互感器中,铁芯起着非常重要的作用。
铁芯的磁导率决定了电压互感器的变压比,它能够有效地集中磁场,从而实现电压的变换。
此外,电压互感器的线圈也是至关重要的组成部分,它将输入电压的变化转化为次级电压的变化,从而实现电压的测量和控制。
除了电磁感应的原理,电压互感器还涉及到一些电气特性的影响。
例如,电压互感器的负载和绝缘特性对其工作性能有着重要的影响。
合适的负载能够保证电压互感器的输出稳定,而良好的绝缘则能够保证电压互感器在高压下不会发生击穿和漏电等现象。
在实际应用中,电压互感器通常与电流互感器配合使用,以实现电力系统中的电压和电流的测量和保护控制。
通过测量电压和电流的大小和相位,电力系统可以实现对电能的准确计量和对电力设备的保护控制。
因此,电压互感器在电力系统中具有非常重要的作用。
总之,电压互感器是电力系统中不可或缺的设备,它通过电磁感应的原理实现了电压的变换和测量。
在实际应用中,我们需要充分考虑电压互感器的电气特性,以保证其稳定可靠地工作。
希望通过本文的介绍,读者能够更好地理解电压互感器的工作原理和在电力系统中的重要作用。
电流互感器-电压互感器结构原理和使用注意事项

电流互感器/电压互感器的结构原理和使用注意事项通常所说的电压互感器和电流互感器都是电磁式的,电磁式电压互感器电气文字符号是PT,电磁式电流互感器电气文字符号是CT。
电压互感器和电流互感器在电力设备中应用广泛,用途也是缺之不可的,同时也是最常见的电气设备之一。
一、互感器的结构和工作原理1.电压互感器(PT)是一种将高电压变换为低电压的电气设备,一次绕组与高压系统的一次回路并联,二次绕组则与二次设备的负载并联。
PT基于电磁感应原理工作,正常运行时其二次负载基本不变,电流很小,接近于空载状态。
一般的PT包括测量级和保护级,其基本结构为:一次线圈和二次线圈分别绕在铁心上,在两个线圈之间和线圈与铁心之间都有绝缘隔离。
电力系统用的三线圈电压互感器,除了上述的一次线圈和二次线圈外,还有一个零序电压线圈,用来接继电器。
在线路出现单相接地故障时,线圈中产生的零序电压使继电器动作,切断线路,以保护线路中的发电机和变压器等贵重设备。
2.电流互感器(CT)是一种将高压电网大电流变换为小电流的电气设备,一次绕组串联在高压系统的一次回路内,二次绕组则与二次设备的负载相串联。
CT也是基于电磁感应的原理工作,但是它的二次负载阻抗很小,接近于短路状态。
电流互感器也分为测量用与保护用两类,基本结构和PT相似,一次线圈、二次线圈分别绕在铁心上,两个线圈之间及线圈与铁心之间有绝缘隔离。
根据电力系统要求切除短路故障和继电保护动作时间的快慢,保护用电流互感器分为稳态保护用与暂态保护用两种,前者用于电压比较低的电网中,称为一般保护用电流互感器;后者则用于高压超高压线路上。
二、互感器的使用注意事项1.PT二次侧直接与电压表连接,相当于运行在变压器的空载状态,短路会引起很大的短路电流,使用中不允许短路。
电磁式互感器都有一定的额定容量,从电力网中消耗功率,成为系统的负载,存在负荷分担问题。
而PT存在的最为严重的问题是可能出现铁磁谐振:PT的铁心电感和系统的电容元件由于感抗与容抗的交换,组成许多复杂的振荡回路,如果满足一定的条件,就可能激发起持续时间较长的铁磁谐振,这种谐振现象,某些元件的电压过高危及设备的绝缘,同时可能在非线性电感元件中产生很大的过电流,使电感线圈引起温度升高,击穿绝缘,以致烧损。
电压互感器的原理及结构

电压互感器的原理及结构电压互感器的原理是基于磁场的感应定律。
当高压电路中有电流流过时,就会在电压互感器的一侧产生一个磁场。
该磁场会通过磁极心和磁芯传导到另一侧,在低压电路中产生感应电动势。
通过控制磁芯的材料、长度和截面积等参数,可以实现电压互感器的准确测量。
电压互感器通常由磁芯、一侧绕组和二侧绕组等部分组成。
磁芯起到导磁和集中磁力线的作用,通常由硅钢片或铁氧体材料制成,以减小磁场的磁阻和磁感应强度的损失。
一侧绕组位于高压电路一侧,它的匝数根据实际需求来决定,一般较小,以便减小电流和高压电路之间的相互影响。
二侧绕组位于低压电路一侧,根据实际需求决定其匝数,通常较大一些。
二侧绕组的主要功能是将高压电路的电压转变为低压电路的电压,以便进行测量和保护。
为了准确度和安全性考虑,电压互感器常常配备额定电压和绝缘等级。
额定电压是指电压互感器所能承受的最高电压,超过额定电压可能导致测量失真和设备损坏。
绝缘等级是指电压互感器绝缘材料的耐压水平,用于防止高压电路的电压泄漏到低压电路中。
电压互感器一般用于电力系统的电压测量和保护。
在电力系统中,电压互感器通常与电流互感器配合使用,形成电力测量和保护的基础。
通过测量电压互感器的输出信号,可以实时监测电力系统的电压状况,进行电力负荷分析和电能消耗评估。
此外,电压互感器还可以为电力系统的保护装置提供电压信号,用于判断电力系统是否存在过压或欠压等异常情况,并启动相应的保护功能。
综上所述,电压互感器的原理是基于磁场的感应定律,通过磁场的转换和绕组的设计,将高压电路的电压转变为低压电路的电压。
它主要由磁芯、一侧绕组和二侧绕组等部分组成,并配备额定电压和绝缘等级。
电压互感器在电力系统中起着重要的作用,能够实时测量电压并提供保护功能,确保电力系统的正常运行和安全性。
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电压互感器一 电磁式电压互感器的原理及结构1电压互感器的工作原理与技术特性电压互感器的构造、原理和接线都与电力变压器相同,差别在于电压互感器的容量小,通常只有几十或几百VA ,二次负荷为仪表和继电器的电压线圈,基本上是恒定高阻抗。
其工作状态接近电力变压器的空载运行。
电压互感器的高压绕组,并联在系统一次电路中,二次电压U 2与一次电压成比例,反映了一次电压的数值。
一次额定电压U IN ,多与电网的额定电压相同,二次额定电压U2N ,一般为100V 、100/3V 、100/3V 。
电压互感器的一、二次绕组额定电压之比,称为电压互感器的额定变比K N ,则K N =N N U U 21≈21U U ≈21N N (2-1-1) 式中 N 1、N 2——电压互感器原、副绕组的匝数。
由式(2-1-1)知,若已知二次电压U 2的数值,便能计算出一次电压U 1的近似值,为U 1=k N U 2由于电压互感器的原绕组是并联在一次电路中,与电力变压器一样,二次侧不能短路,否则会产生很大的短路电流,烧毁电压互感器。
同样,为了防止高、低压绕组绝缘击穿时,高电压窜入二次回路造成危害,必须将电压互感器的二次绕组、铁心及外壳接地。
2电压互感器的误差及准确度等级与电流互感器类似,电压互感器的误差也分为电压误差和角误差。
(一) 电压误差△U是二次电压的测量值U 2乘以额定变比K N (即一次电压的测量值)与一次电压的实际值U 1之差,并以一次电压实际值的百分数表示,即△U=112U U U k N ×100% (2-1) (二) 角误差δ折算到一次侧的二次电压U ′2,逆时针方向转1800与一次电压U 1之间的夹δ,并规定当-U ′2超前U 1时,δ角为正值,反之,δ角为负值。
(三) 影响误差的因素电压互感器的误差与其工作情况的关系,可由电压互感器根据T 形等值电路所作的向量图加以说明,如图2-1所示,其中二次侧各量均折算到一次侧,二次部分各相量省略未画,为了使相量显得清楚,放大了各阻抗压降部分的比例,并画出一条角误差的座标轴线(一)δ——(+)δ。
从图中看出:O′A为一次电压相量U1,是以下三部分电压的相量和:(1)反方向的二次电压向量即- U′2。
(2)励磁电流(空载电流)I O在一次绕组的漏阻抗上的压降,即I O (R1+jX1)。
(3)反方向的二次电流向量在原、副绕组漏阻抗的电压降之和,即-I ′2{R1+R′2}+j(X1+X ′2)}从相量图中可以看出,影响电压互感器误差的因素有:(1)原、副绕组的电阻R1、R′2和漏抗X1、X ′2。
(2)空载电流I O。
(3)二次负载电流的大小I′2及其功率因数COSΦ2。
图2-1 电压互感器的相量图前两个因素与制造有关,第三因素决定于工作条件,即与二次负载有关。
当二次电流增大功功率因素COSΦ2降低时,误差也就增大。
(四)电压互感器的准确度等级电压互感器根据误差的不同,划分为不同的准确度等级。
我国电压互感器的准确度分为四级,即0.2级、0.5级、1级、3级,每种准确度等级的误差限值见表2-1。
电压互感器的每个准确度等级,都规定有对应的二次负荷的额定容量S2N (VA)。
当实际的二次负荷超过了规定的额定容量时,电压互感器的准确度等级就要降低。
要使电压互感器能在选定的准确度等级下工作,二次所接负荷的总容量S2∑必须小于该准确度等级所规定的额定容量S2N。
电压互感器准确等级与对应的额定容量,可从有关电压互感器技术数据中查取。
3 电压互感器的类型及基本结构电压互感器种类较多,按绕组数分为双绕组和三绕组两种,三绕组电压互感器除了一、二次绕组外还有一组(个)辅助二次绕组供绝缘监测及零序回路。
按相数分为单相和三相式,额定电压35kV及以上的电压互感器均制造为单相式。
按安装地点分为户和户外式,35kV及以下多制成户式。
按绝缘及冷却方式可分为干式、浇注式,油浸式和充气式,干式(浸绝缘胶)结构简单、无着火爆炸危险,但绝缘强度较低,只适用于6kV以下的户装置;浇注式结构紧凑、维护方便,适用于3~35kV户配电装置;油浸式绝缘性能好,可用于10kV以上的户外配电装置;充气式用于SF6全封闭组合电器中。
此外还有电容式电压互感器。
(1)JDZJ—10型电压互感器JDZJ-10型电压互感器为环氧树脂浇铸绝缘,外形结构如图2-2所示。
这种电压互感器为单相三绕组,环氧树脂浇注绝缘的户型互感器。
可用三个电压互感器组成三个Y N/y n/d 接线,供中性点不接地系统的电压、电能测量及接地保护之用,可取代老型号的JSJW型三相五柱电压互感器。
1-一次出线 2—套管 3—主绝缘 4—铁心 5—二次出线图2-2(2)JDJ-10型电压互感器JDJ-10型电压互感器为单相油浸式电压互感器,结构如图2-3所示。
铁心和线圈装在充满变压器油的油箱,线圈出线通过固定在箱盖上的套管引出。
用于户外配电装置。
1-铁心 2—线圈 3—一次出线4—二次出线图2-3(3)JSJW-10型电压互感器JSJW-10型电压互感器为三相五柱式电压互感器,其外形及铁芯、绕组接线,如图2-4所示。
绕组分别绕在中间在个铁心上,两侧有两个辅助铁芯柱,作为单相接地时的零序磁通通道,使原绕组的零序阻抗增大,从而大大限制了单相接地时通过互感器的零序电流,而不致危害互感器。
每个铁心柱均绕有三个绕组,一次绕组接成星形并引出中线,因此在油箱盖上有四个高压瓷瓶端子。
每相有两个二次绕组,一组为基本绕组接成星形,中性点也引出,接线端子为a、b、c、o;另一组为辅助绕组接成开口三角形,引出两个接线端子a1、x1。
广泛用于小接地电流系统,作为测量相、线电压和绝缘监察之用。
图2-4(4)JCC-110型电压互感器JCC-110型电压互感器是采用串级式结构,参数相同的原绕组线圈单元分别套在铁心上下两柱上,串接在相线和地之间,两个线圈单元的连接点与铁心连接在瓷箱,铁心与底座绝缘。
瓷箱兼作油箱和出线套管,减轻了重量和体积,如图2-5所示。
由于每个单元参数相同,电压在各个单元上均匀分布,所以,每一级只处在该装置这一部分电压之下。
铁心和线圈采用分级绝缘,因此,可大量节约绝缘材料。
在中性点直接接地系统中,每个线圈单元上的电压与相电压Uxg成正比,最末一个与地连接的线圈单元具有副绕组,因而能成比例地反映系统相电压Uxg的变化。
当副绕组开路时,由于铁芯中的磁通相等,使电压在各单元线圈上分布均匀,如图2-6(a)所示,每一线圈单元与铁芯的电位差只有Uxg/2。
但铁芯与外壳之间存在Uxg/2 的电位差,所以必须绝缘。
由于瓷外壳是绝缘的,且绝缘的最大计算电压不超过Uxg/2,所以容易做到,而普通结构的互感器,必须按全电压Uxg设计绝缘。
当副绕组接通负荷后,由于副绕组电流产生去磁磁势,产生漏磁通,使上、下铁芯柱的磁通不相等,破坏了电压在各线圈单元的均匀分布,使准确度降低。
为了避免这种现象,在两单元的铁芯上加装绕向和匝数相同的平衡绕组,并作反极性连接,如图2-6 所示。
当两单元铁心的磁通不相等时,平衡绕组中将产生环流,如图中箭头所指方向,使上铁心柱去磁,使下铁芯柱增磁,达到上、下铁心的磁通基本相等,从而使各线圈单元的电压分布较均匀,提高了准确度。
图2-5 JCC-110型电压互感器结构图1——油扩器;2——瓷外壳;3——上柱绕组;4——铁心 5——下柱绕组;6——支撑电木板;7——底座图2-6 110千伏串级式电压互感器的原理接线图(a)原理图;(b)绕组的连接1——铁芯;2——一次绕组;3——平衡绕组;4——二次绕组JCC-110型电压互感器有两个副绕组,基本二次绕组的电压为100/3V;辅助二次绕组的电压为100V。
这种电压互感器的缺点,是准确较低,其误差随串级元件数目的增加而加大。
国产的JCC型电压互感器的准确度为1级和3级。
220kV的串级式电压互感器,有两个口字形铁心,由四个线圈单元串联组成,除下铁心装有平衡线圈外,在两个铁心的相邻铁心柱上,还设有连耦线圈,其作用与平衡线圈相似。
二电容式电压互感器电容式电压互感器(CVT)成为电力系统高压远距离输电技术发展的必然产物,其与传统的电磁式电压互感器相比具有四个特点:绝缘性能较好,耐压水平高,不会与断路器断口电容产生铁磁谐振;电压等级越高,其相对成本越低,节省设备投资;可兼作载波通讯使用;由于是电容型设备,实现绝缘在线监测更加容易。
CVT在220kV及以上电网中应用较为广泛。
油田电网由于输电等级较低,为110kV及以下,目前仅在油田热电厂及宏伟电厂采用了110kV电容式电压互感器,现将油田电力集团宏伟电厂电气分厂9516、9517两条线路的CVT测试经验加以分析。
对于220kV及以上的CVT,只是增加了上节分压电容器,并对分压电容器单独进行介损正接线试验,与传统方法无异。
1.CVT结构特点及工作原理。
(以TYD110/-0.01H型电容式电压互感器为例)其由电容分压器和电磁单元两个独立的元件组成,电容分压器的中压端子和接地端子穿过密封的油箱箱盖引入到油箱中分别与电磁单元的高压端子(A)和二次接线板的接地端子(N)相连。
载波装置、保护球极(N-E间)在二次接线盒,当电容式电压互感器作载波使用时,需将N-E间连接片断开;如果不做载波用则须将N-E用连接片短接。
电磁单元的油箱装有中间变压器和补偿电抗器、阻尼器、保护补偿电抗器的低压避雷器,并充有变压器油。
中间变压器高压绕组与补偿电抗器串联。
电磁单元的二次绕组端子及接地端子均由二次接线盒引出。
其结构接线图中主要元件为电容(C1、C2),补偿电抗器,中间电磁式电压互感器TV及阻尼器等。
CVT工作原理采用电容分压原理。
U1为电网电压;Z2表示仪表、继电器等电压线圈负荷。
U2=UC2=U1=KUU1,式中:KU= 为分压比,Zi= 互感器带负荷Z2后,其阻抗(利用等效电源原理,将电容分压原理转化成电容式电压互感器等值电路),当有负荷电流流过时,在阻抗上将产生电压降。
使U2与U1, 不仅在数值上而且在相位上有误差,负荷越大,误差越大。
要获得一定的准确级,必须增大电容量,这是很不经济的。
合理的解决措施是在电路中串联一电感,即补偿电抗器。
电感应按产生串联谐振的条件选择L。
由于电容式电压互感器含有电容元件及多个非线形电感元件(如补偿电抗器和中间变压器等),在系统合闸操作或短路故障产生的瞬态过程中,由于非线形电感元件的铁心饱和激发稳定的次谐波谐振,使得在补偿电抗及中间变压器上产生过电压,最终导致补偿电抗器和中间变压器绕组击穿损坏。
为抑制CVT部铁磁谐振,在互感器二次绕组上并联阻尼装置。
为保护补偿电抗器及加大抑制谐振作用,在其两端并联氧化锌(ZnO)避雷器。