CVT电容式电压互感器内部结构
CVT电容式电压互感器内部结构分析
CVT电容式电压互感器内部结构分析电容式电压互感器（CVT）是由串联电容器分压，再经电磁式互感器降压和隔离，作为表计、继电保护等的一种电压互感器，电容式电压互感器还可以将载波频率耦合到输电线用于长途通信、远方测量、选择性的线路高频保护、遥控、电传打字等。
因此和常规的电磁式电压互感器相比，电容式电压互感器器除可防止因电压互感器铁芯饱和引起铁磁谐振外，在经济和安全上还有很多优越之处。
电容式电压互感器是利用电容器的分压原理工作的，其基本结构包括电容分压器、电磁装置、保护装置等，有些还设有载波耦合装置。
（1）电容分压器，由高压电容器C1（主电容器）和串联电容器C2（分压电容器）组成。
分压电容器C2的作用是进行电容分压。
分压电容器不能作为输出端直接与测量仪表等相连接，因为二次回路阻抗相对比较小，将影响其准确度，所以要经过一个电磁式电压互感器降压后再接仪表等二次设备。
（2）电磁装置，由电磁式电压互感器TV和电抗器L组成。
它的作用是将分压电容器上的电压降低到所需的二次电压值。
由于分压电容器上的电压会随负荷变化，所以，在分压回路串入电抗器L，可以补偿电容器的内阻抗，使二次电压稳定。
（3）保护装置，由火花间隙P1和P2和阻尼电阻RD组成。
1）火花间隙P1和P2，用来限制补偿电抗器、电磁式电压互感器、分压器的过电压。
2）阻尼电阻RD，用来防止持续的铁磁谐振。
阻尼装置由阻尼电阻与饱和电抗器串联组成，跨接在二次绕组上。
在正常情况下阻尼装置有很大的阻抗，当发生铁磁谐振引起过电压时，电抗器已经饱和，只剩电阻负载，使谐振能量很快降低。
一般在110～330kV电容式电压互感器二次侧装设400～600W的阻尼电阻，但长期投入限制了电压互感器的容量，也降低了准确度，很不经济。
因此，在500～750kV电容式电压互感器二次侧采用装设谐振型阻尼器的方法，也有在阻尼回路中装设电子开关线路，或两种方式联合使用。
（4）载波耦合装置，是一种能接收载波信号的线路元件，它可将载波频率耦合到输电线路上用于长途通信、远方遥测、选择性的高频保护、遥控、电传打字等。
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。
电容式电压互感器
IC几乎是不变的。 tg取决于缺陷对Ir 的影响。
这相当于不同的绝缘部分相并联的情况，总 绝缘损耗为完好部分与缺陷部分介质损耗之和。
P U 2C X tg U 2C0tg 0 U 2C1tg1 U 2C0tg 0 U 2C1tg1 tg U 2C X C0tg 0 C1tg1 CX
2 2 2 2 2 2
I CS ~U I
R
UR
UC
U
并联等效电路图
电流相量图
等值电路的应用
如果损耗主要是由于电导引起的，则常应用并联 等值电路。 如果损耗主要由介质极化及连接导线的电阻等引 起，则常用串联等值电路。
必须注意同一介质用不同等值电路表示时，其 等值电容量是不同的。
2 U Cs tg 2 P U C ptg 2 1 tg Cs Cp 1 tg 2
这样如果缺陷部分（C1）越小，则C1 / CX 越 小，所以在测量整体绝缘tg时越难以发现缺陷部 分（ tg1）的影响。
发电机
反映不灵敏的设备 tg 反映灵敏的设备
电力电缆
变压器绕组
套管 PT
CT
在线检测tg的电桥法
在停电试验中用电桥法测量tg是一种常用的、 高精度的测量方法。 如果能够在运行状态下进行
Cx
CN
1 Z X RX j C X 1 Z N j( ) C N
单元体积的介质损耗 I=Ir+IC
~U
IC
I
P 功率三角形
绝缘介质工作图
U 电流相量图
使用介质损耗P表示绝缘介质的品质好坏是不 方便的，因为P值与试验电压、介质尺寸等因素有 关，不同设备间难以进行比较。 所以改用介质损耗角正切 tg 来判断介质的品 质。 tg与类似，是仅取决于材料的特性与材料尺 寸无关的物理量。
干式电容式式电压互感器
干式电容式式电压互感器
干式电容式电压互感器（CVT）是一种特殊的电压互感器，它结合了电容分压器和电磁单元的原理。
以下是关于干式电容式电压互感器的一些基本信息：
1. 结构：干式电容式电压互感器主要由电容分压器和电磁单元两部分组成。
电容分压器由若干个电容器串联而成，用于分压。
电磁单元则包括中间变压器、补偿电抗器和阻尼器等，用于将电容分压器输出的电压进一步降低和隔离，同时提供测量和保护功能。
2. 特点：干式电容式电压互感器具有多种优点，如无油、无气、无瓷，因此不会存在爆炸和污染等问题。
此外，它还具有重量轻、安装方便、维护简单、运行可靠、适用于各种恶劣环境等优点。
3. 应用：干式电容式电压互感器广泛应用于电力系统中的电压测量、电能计量、继电保护和自动装置等领域。
它可以提供高精度、高稳定性的电压信号，满足各种电力系统的需求。
需要注意的是，干式电容式电压互感器在使用时需要注意其额定电压、额定频率、准确度等级等参数，以确保其能够正常工作并提供准确的电压信号。
同时，在使用过程中还需要注意其维护和保养，以确保其长期稳定运行。
CVT电压式互感器的结构及工作原理、内在逻辑
CVT电压式互感器的结构及工作原理、内在逻辑2）当电容分压器中C1和C2的比例确定时，分压比K也就确定了，所以中压电容抽头处电压Uc只与中压变压器原边电流I相关。
因此，当电容分压器的分压比K确定后，为了保证CVT 的精度和稳定性，需要根据中压变压器的额定容量、电容分压器的容量比例等因素，加装适当的补偿电抗。
这样可以有效地补偿电容分压器中的谐振，提高CVT的精度和稳定性。
三、CVT的工作原理当一次系统高压U1施加在电容分压器的高压电容区C1上时，C1会吸收一部分电荷，形成电荷分布。
由于电容分压器中C1和C2的比例确定，所以中压电容区C2上的电荷分布也会相应地形成，从而产生中压电压Uc。
中压电容区C2上的电荷分布与中压变压器原边电流I相互作用，从而产生电磁力，使中压变压器中的铁芯产生磁通。
磁通作用下，中压变压器原边电流I会在电磁单元中产生电感电压，从而抵消中压电容区C2上的电压Uc，使CVT输出电压趋近于零。
当一次系统高压U1变化时，电容分压器中的电荷分布也会随之变化，从而产生中压电压Uc的变化。
中压电压Uc的变化会影响到中压变压器中的磁通，从而改变中压变压器原边电流I的大小和相位，从而使CVT输出电压随之变化，实现对一次系统电压的测量。
由于Zc数值较大，测量电压Uc及U2会受到原边电流I 的影响，精度无法满足标准规定的负荷变化范围要求。
为解决这个问题，可以将左侧接线看作二端口网络，右侧接线看作网络负载，根据戴维南等效原理，二端口网络可等效为开路电压Uc与等效容抗Zc的串联电路。
因此，在中压变压器二次侧测量精确的U2值需要在电磁单元一次回路中串入补偿电抗，确保Zc≈XL，使得实际测量到的电压U2乘以变比后，近似于中压电容抽头处电压Uc，消除原边电流I对于电压测量精度的影响。
为了防止电磁回路的一次侧在谐振点附近运行产生谐振，需要在二次绕组中并入阻尼装置。
老旧CVT通常采用阻尼电阻Rd作为阻尼装置，但这种装置会使CVT的输出容量受限并降低其精度。
电容式电压互感器基本结构和工作原理
电容式电压互感器(CVT)是通过电容分压把高电压变换成低电压，再经中间变压器变压提供给计量、继电保护、自动控制、信号指示。
CVT还可以将载波频率耦合到输电线用于通信、高频保护和遥控等。
因此与电磁式电压互感器相比，电容式电压互感器除可防止因电压互感器铁心饱和引起铁磁谐振外，还具有电网谐波监测功能，以及体积小、质量轻、造价低等特点，因此在电力系统中得到了广泛应用。
一、电容式电压互感器基本结构CVT主要由两部分组成，即电容分压器和电磁单元。
电容式电压互感器结构如图所示。
图TYBZ01901∞5-l电容式电压互感器结构I一法兰，2—1R套I3-主电Ih4一绐螺介质,5—二次引线出现Ih6一箱充17—中间变压8h8一油位显示19—油110—*胀号(1)电容分压器由逡套、电容芯子、电容器油和金属膨胀器组成。
电容器芯子由若干个膜纸复合绝缘介质与铝箔卷绕的元件串联而成，经真空浸渍处理。
瓷套内灌注电容器油，并装有金属膨胀器补偿油体积随温度的变化。
(2)电磁单元由装在密封油箱内的中间变压器，补偿电抗器和阻尼装置组成。
(3)二次出线盒内装有载波通信端子，并带有过电压保护间隙。
(4)油箱外有油位表、出线盒、铭牌、放油塞、接地座。
CVT通过电容分压到中间变压器,一般为13OOOV,中间变压器有两个二次绕组，主二次绕组用于测量，二次电压为100V3V;辅助二次绕组用于继电保护，电压为IOOV,为了能监视系统的接地故障，附加二次绕组接成开口三角形之用。
阻尼电阻R接在辅二次绕组上，用于抑制谐波的产生。
电容式电压互感器结构有分装式和组装式两种。
分装式由电容分压器构成一个单元,电抗器和中间变压器等构成另一个单元，分开安装:组装式即将电容分压器单元叠置在电抗器、中间变压器单元上，联成一体。
二.电容式电压互感器工作原理CVT从中间变压器高压端处把分压电容分成两部分厂般称下面电容器的电容为C2,上面的电容器串联后的电容为G,则当外加电压为U时，电容C2上分得的电压U2为U2=C1∕(C1+C2)*U1调节C和C2的大小，即可得到不同的分压比。
电容式电压互感器CVT结构原理试验方法运行维护故障分析
电容式电压互感器CVT结构原理试验方法运行维护故障分析电容式电压互感器（Capacitive Voltage Transformer，CVT）是一种常用的电力系统测量设备，用于测量高电压。
CVT通过电容式互感器转换高电压为低电压，以便于测量和保护。
CVT的结构原理、试验方法、运行维护和故障分析如下：一、电容式电压互感器CVT的结构原理：CVT由电介质容性元件、电容电极、铁心装置等组成。
其基本结构如下：1.电容器：CVT主要由两个电容器组成，一个高压电容器和一个低压电容器。
高压电容器由两个金属电极与介电层构成，用于装置高电压。
低压电容器用于检测器计量电路。
2.电感器：电感器通过铁心装置，将高电压转换为低电压，以供测量和保护。
3.变比装置：由装置在铁心上的两个绕组构成。
高电压绕组通过直流高压外加电源，低电压绕组与电流互感器连接。
CVT的工作原理是通过高压电容器和电感器的相互作用来达到电压降低的目的。
高压电容器会通过电容器的引线连接到高电压设备上，当高电压施加到电容器上时，电感器会感应到高电压信号并产生对应的低压信号输出。
二、电容式电压互感器CVT的试验方法：CVT的试验方法主要包括以下几个方面：1.静态特性试验：通过施加不同电压，记录输出电压与输入电压之间的关系，以验证CVT的输出电压与输入电压之间的比例关系。
2.动态特性试验：通过施加不同的频率和幅值的交流电压，记录CVT的输出响应时间和电压失真情况，以验证CVT的动态特性。
3.湿度试验：将CVT放置于高湿度环境下，记录输出电压的变化情况，以验证CVT的湿度环境适应能力。
4.温度试验：将CVT放置于高温和低温环境下，记录输出电压的变化情况，以验证CVT的温度环境适应能力。
5.绝缘试验：通过施加高压电源，检测CVT的绝缘性能，以验证CVT的绝缘水平是否符合要求。
三、电容式电压互感器CVT的运行维护：CVT的运行维护主要包括以下几个方面：1.定期校验：定期进行静态特性试验和动态特性试验，以及绝缘试验，确保CVT的工作准确和可靠。
电容式电压互感器出厂试验
电容式电压互感器出厂试验电容式电压互感器（简称CVT）的电气原理如图1所示。
由电容分压器和电磁单元组成。
电容分压器由高压电容器C1和中压电容器C2组成，其中对于110 kV CVT C1由一节耦合电容器、220 kV CVT C1由二节耦合电容器、500 kV CVT C1一般由三、四节耦合电容器组成；电磁单元位于油箱内，由中间变压器、谐振电抗器、阻尼器和避雷器组成，二次绕组端子、电容分压器低压端、接地端输电线路的高压电通过电容分压器抽头（通常为10～20 kV）输入电磁单元，经过中压变压器降为低压供计量和继电保护之用。
电磁单元中的电抗器用来补偿电容分压器的容性阻抗，使二次电压随负载变化减小。
阻尼器用来阻尼铁磁谐振。
出厂试验的目的在于检验制造过程中的缺陷和测定CVT的标准级。
一、外观检查检查目的：检查产品外型是否符合规定要求，是否有外观损坏，以及产品试验流程卡是否和产品吻合。
检查依据：企业标准OKF.604.046--2006检查内容：外型应符合规定要求，外观以及中压、低压瓷瓶无损坏，以及产品试验流程卡与产品吻合，外露金属件有良好的防腐蚀层。
二、电容分压器检验电容分压器主要是利用其内部两个串联的电容器组将输电线路的高压电通过电容分压器抽头（通常为10～20 kV）输入电磁单元，经过中压变压器降为低压供计量和继电保护之用。
其检验试验主要包括以下几点：1.电容分压器耐压前、压后电容值和介质损耗正切值测量；2.电容分压器工频耐压试验；3.分压器低压端子对地工频耐压试验；4.局部放电试验；检验依据：GB/T19749--20051、电容分压器耐压前电容值和介质损耗正切值测量测量方法：对电容分压器高压端子与低压端子间施加10KV工频试验电压，利用瑞士2801电桥测量其电容值和介质损耗正切值。
注意：电容分压器的实测电容值与额定值之差应不超过-5%~+10%，任何两单元实测电容之比与这两单元相应额定电容之比值之差不大于后者的5%。
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电磁式电压互感器其工作原理与变压器相同，基本结构也是铁心和原、副绕组。
特点是容量很小且比较恒定，正常运行时接近于空载状态。
电容式电压互感器由串联电容器抽取电压,再经变压器变压。
CVT可防止因铁芯饱和引起铁磁谐振 ------电力技术论坛======专注电力技术、扩大学习交流，结交电力好友、彼此共同进步======% f2 L/ g. g( h6 K8 Q" |6 X电磁式多用于 220kV及以下电压等级。
电容式一般用于110KV以上的电力系统，330～700kV超高压较多。
* D- _0 J# B0 J" c 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： ZG电力自动化不仅为电力职工提供一个可以交流的网络平台而且也为电力技术的爱好者和电力大中专学生提供一个可以展现自我的一个舞台。
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ZG电力自动化就是要利用这种互动方式为大家铺设桥梁，使各位朋友的技术共同进步、提高！) h8 B" ^, V% }1 n0 q、——耐电强度高，绝缘裕度大，运行可靠。
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——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。
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——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。
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——具有电网谐波监测的专利技术。
2、应用U l. f1 o% g: \1 e7 k2 y7 M
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。
- |& k2 G0 w6 b7 ^% { （1）安装运行场所：户外或户内。
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（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）。
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（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 ZG电力自动化,变电检修,继电保护,远动通信,电力技术,高压试验,输电线路,变电运行,整定计算,规章规程,电力论坛,电力技术,高压实验,电网,供电局,供电公司,电业局4 z' T6 c5 u; o5 \" S! O5 K ≥31mm/kv）。
污秽等级由用户在订货时选择。
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（6）复冰厚度：不超过10mm。
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（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。
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（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 ------电力技术论坛======专注电力技术、扩大学习交流，结交电力好友、彼此共同进步======+ ? K y, z' Q: b
CTV的型号组成如下：
TYD☆◇—□△ ------电力技术论坛======专注电力技术、扩大学习交流，结交电力好友、彼此共同进步======' \4 \7 w2 S6 V2 B3 h- k8 e" o
其中：TYD—电容式电压互感器， ZG电力自动化,变电检修,继电保护,远动通信,电力技术,高压试验,输电线路,变电运行,整定计算,规章规程,电力论坛,电力技术,高压实验,电网,供电局,供电公司,电业局5 l( N3 ] v9 |: }' K$ ?5 D/ ~5 z ☆—角注，设计序号， ZG电力自动化: \: V+ Q% R6 A" t
◇—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; P- [. G; T& `0 `* |* @
TH—湿热带地区 $ K+ r7 D9 }$ }5 ?7 U
L—内充SF6的产品；。