电压互感器原理及结构

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1、一.电压互感器的原理与结构共5页第5页第二章电磁式电压互感器一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U2与一次电压成比例，反映了一次电压的数值。一次额定电压UIN，多与电网的额定电压相同，二次额定电压U2N，一般为100V、100/V、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

2、比KN，则KN=≈≈（2-1-1)式中N1、N2——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U2的数值，便能计算出一次电压U1的近似值，为U1=kNU2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U2乘以额定变比KN（即一次电压的测量值

3、）与一次电压的实际值U1之差，并以一次电压实际值的百分数表示，即△U=×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U1之间的夹δ，并规定当-U′2超前U1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

4、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）IO在一次绕组的漏阻抗上的压降，即IO（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IO。（3）二次负载电流的大小I′2及其功率因数COSΦ2。一.电压互感器的原理与结构共5页第5页图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COS

5、Φ2降低时，误差也就增大。（一）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。表2-1电压互感器的准确等级和误

6、差限值准确度等级最大容许误差一次电压和二次负荷电压误差（±%）角误差（±分）0.20.210电压：（0.85～1.15）一次额定电压0.50.530负荷：（0.25～1）互感器额定容量1140功率因数：COSΦ2=0.833不规定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。按安装地点分为户内和户外式，35kV及以下多制成户内式。按绝缘及冷却方式可分为干式、浇注式，油浸式和充

7、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以下的户内装置；浇注式结构紧凑、维护方便，适用于3～35kV户内配电装置；油浸式绝缘性能好，可用于10kV以上的户内外配电装置；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。一.电压互感器的原理与结构共5页第5页（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内型互感器。可用三个电压互感器组成三个YN/yn/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

8、老型号的JSJW型三相五