DQZHAN技術(shù)訊：電壓互感器知識(shí)全解
一、何謂電壓互感器
1電壓互感器（Potentialtransformer簡(jiǎn)稱(chēng)PT，Voltagetransformer也簡(jiǎn)稱(chēng)VT）和降壓變壓器很相像，都是用來(lái)變換線(xiàn)路或母線(xiàn)上的電壓。
2電壓互感器是一個(gè)帶鐵心的變壓器。它主要由一、二次線(xiàn)圈、鐵心和絕緣組成。當(dāng)在一次繞組上施加一個(gè)電壓U1時(shí)，在鐵心中就產(chǎn)生一個(gè)磁通φ，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，則在二次繞組中就產(chǎn)生一個(gè)二次電壓U2。
3改變一次或二次繞組的匝數(shù)，可以產(chǎn)生不同的一次電壓與二次電壓比，這就可組成不同比的電壓互感器。
4電壓互感器將高電壓按比例轉(zhuǎn)換成低電壓，一般為100V，電壓互感器一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等設(shè)備。
二、電壓互感器的作用
1電壓互感器時(shí)隔離高電壓，供繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和測(cè)量?jī)x表獲取一次電壓信息的傳感器。把高電壓按比例關(guān)系變換成100V或100/3V標(biāo)準(zhǔn)二次電壓，供計(jì)量、儀表裝置和繼電保護(hù)使用。
2同時(shí)使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離，保證設(shè)備和人身**的作用。
三、電壓互感器分類(lèi)
1按安裝地點(diǎn)可分：戶(hù)內(nèi)式和戶(hù)外式。35kV及以下多為戶(hù)內(nèi)式，35kV及以上多為戶(hù)外式，其絕緣有明顯差距。
2按相數(shù)可分：?jiǎn)蜗嗍胶腿嗍健?0kV及以下采用三相式。
3按繞組數(shù)可分：雙繞組、三繞組和四繞組。
4按絕緣方式可分：干式、澆注式、油浸式和氣體式。
5按工作原理可分為：電磁式、電容式和新型的光電式電壓互感器。
其中電磁式可分為:三相式和單相式；三相式又可分：三相兩柱式和兩相五柱式。
四、電壓互感器結(jié)構(gòu)
1油浸式電壓互感器
油浸式電壓互感器分為：?jiǎn)渭?jí)式和串級(jí)式單級(jí)式，單級(jí)式可用于220kV及以下電壓等級(jí)，串級(jí)式可用于66kV及以上電壓的所有電壓等級(jí)。
單級(jí)式其一二次繞組繞在共同的鐵芯上，絕緣不分級(jí)，靠磁耦合實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換。
串級(jí)式由多個(gè)匝數(shù)相同的一次繞組裝在數(shù)量為繞組數(shù)一半的相同的鐵芯上，自上而下排列，接于高壓與地之間。
2SF6氣體絕緣電壓互感器
SF6氣體絕緣電壓互感器由外殼、絕緣套管、鐵芯、一、二次繞組以及安裝附件組成。一次繞組一般采用寶塔形層式繞組，并按分級(jí)方式繞制；二次繞組為層式繞組，緊靠鐵芯繞制，鐵芯通常采用單相雙柱疊片鐵芯。
SF6氣體絕緣電壓互感器可以與GIS配套，也可以作為獨(dú)立的SF6氣體絕緣電壓互感器。
3澆注絕緣電壓互感器
澆注絕緣采用不飽和樹(shù)脂和環(huán)氧樹(shù)脂。澆注絕緣電壓互感器通常用于35kV電壓等級(jí)，可做成戶(hù)內(nèi)、戶(hù)外、接地、不接地等多種結(jié)構(gòu)。
對(duì)于10kV開(kāi)關(guān)柜內(nèi)，幾乎全部采用澆注式。
4電容式電壓互感器
電容式電壓互感器的結(jié)構(gòu)，按電容分壓器和電磁單元的組合方式分為：分裝式和單柱式兩種。
電容分壓器和電磁單元分別安裝，電磁單元通過(guò)外部套管與電容分壓器的中亞端子相互連接的方式稱(chēng)為分裝式。
電容分壓器和電磁單元上下組裝在一起，二者在產(chǎn)品內(nèi)部連接，稱(chēng)為單柱式。
五、電壓互感器接線(xiàn)方法
1單相接線(xiàn)常用于大接地電流系統(tǒng)判線(xiàn)路無(wú)壓或同期，可以接任何一相，但另一判據(jù)要用母線(xiàn)電壓的對(duì)應(yīng)相。
2接于兩相電壓間的一只電壓互感器，主要用于小電流接地系統(tǒng)判線(xiàn)路無(wú)壓或同期，因?yàn)樾〗拥仉娏飨到y(tǒng)允許單相接地，如果只用一只單相對(duì)地的電壓互感器，如果電壓互感器正好在接地相時(shí)，該相測(cè)得對(duì)地電壓為零，則無(wú)法檢定線(xiàn)路是否卻以無(wú)壓，如果錯(cuò)判則可能造成非同期合閘。
3V/V接線(xiàn)主要用于小接地電流系統(tǒng)的母線(xiàn)電壓測(cè)量，它只要兩只接于線(xiàn)電壓的電壓互感器就能完成三相電壓的測(cè)量，節(jié)約投資。但該接線(xiàn)無(wú)法測(cè)量系統(tǒng)的零序電壓。
4星形接線(xiàn)和三角接線(xiàn)應(yīng)用*多，常用于母線(xiàn)測(cè)量三相電壓和零序電壓。
5中性點(diǎn)安裝有消弧電壓互感器的星形接線(xiàn)。在電流接地系統(tǒng)，當(dāng)單相接地時(shí)允許繼續(xù)運(yùn)行2h，非接地相的電壓上升為線(xiàn)電壓，對(duì)于間隙性接地還有暫態(tài)過(guò)電壓。這可能造成電壓互感器鐵芯飽和，引起鐵磁諧振，使系統(tǒng)產(chǎn)生諧振過(guò)電壓，所以在小電流接地系統(tǒng)中電壓互感器要考慮消諧問(wèn)題。
6用以檢定同期或線(xiàn)路無(wú)壓的線(xiàn)路電壓互感器采用電容型或電壓抽取裝置。
六、電壓互感器二次回路接線(xiàn)
1下圖為典型的雙母線(xiàn)或單母線(xiàn)分段主接線(xiàn)時(shí)的電壓互感器二次回路接線(xiàn)原理圖。由圖可看出，使用的兩次級(jí)的電壓互感器，一組次級(jí)三相接為星形，一組接為開(kāi)口三角形。
2星形一組次級(jí)經(jīng)小空氣開(kāi)關(guān)1（2）QA，電壓互感器隔離開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)的重動(dòng)繼電器1（2）K接點(diǎn)送至二次電壓小母線(xiàn)1（2）WVa、1（2）WVb、1（2）WVc及WVN，該小母線(xiàn)供保護(hù)裝置與測(cè)量設(shè)備使用。
3由于計(jì)量裝置對(duì)精度要求較高，從星形接線(xiàn)出口處另有一組電壓經(jīng)熔斷器3-5（6-8）FU、繼電器1（2）K接點(diǎn)送專(zhuān)用的計(jì)量小母線(xiàn)1（2）WVaj、1（2）WVbj、1（2）WVcj。
4另一組接為開(kāi)口三角形，其一端直接連到小母線(xiàn)WVN上，另一端經(jīng)繼電器1（2）K接點(diǎn)連接到小母線(xiàn)1（2）WVL上，供需要零序電壓的保護(hù)裝置使用。
5雙母線(xiàn)電壓并列回路見(jiàn)上圖。其二次并列的條件，一是要在一次母聯(lián)或分段斷路器在合閘位置，并且兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)也在合閘位置時(shí)，并列繼電器1QJ、2QJ才能動(dòng)作，見(jiàn)下圖。
電壓互感器二次回路聯(lián)絡(luò)圖接線(xiàn)圖
電壓互感器二次回路聯(lián)絡(luò)引起空氣開(kāi)關(guān)跳閘示意圖
七、電壓互感器配置原則
1對(duì)于主接線(xiàn)為單母線(xiàn)、單母線(xiàn)分段、雙母線(xiàn)等，在母線(xiàn)上安裝三相式電壓互感器；當(dāng)其出線(xiàn)上有電源，需要重合閘檢同期或無(wú)壓，需要同期并列時(shí)，應(yīng)在線(xiàn)路側(cè)安裝單相或兩相電壓互感器。
2對(duì)于3/2主接線(xiàn)，常常在線(xiàn)路或變壓器測(cè)安裝三相電壓互感器，而在母線(xiàn)上安裝單相互感器以供同期并列和重合閘檢無(wú)壓、檢同期使用。
3內(nèi)橋接線(xiàn)的電壓互感器可以安裝在線(xiàn)路側(cè)，也可在母線(xiàn)上，一般不同時(shí)安裝。安裝地點(diǎn)不同對(duì)保護(hù)功能有所影響。
4對(duì)220kV及以下的電壓等級(jí)，電壓互感器一般有兩至三個(gè)次級(jí)，一組接為開(kāi)口三角形，其他接為星形。在500kV系統(tǒng)中，為零繼電保護(hù)的完全雙重化，一般選用三個(gè)次級(jí)的電壓互感器，其中兩組接為星形，一組接為開(kāi)口三角形。
5當(dāng)計(jì)量回路有特殊需要時(shí)，可增加提供計(jì)量的電壓互感器次級(jí)或安裝計(jì)量專(zhuān)用的電壓互感器組。
6在小接地電流系統(tǒng)，需要檢查線(xiàn)路電壓或同期時(shí)，應(yīng)在線(xiàn)路側(cè)裝設(shè)兩相式電壓互感器或裝一臺(tái)電壓互感器接線(xiàn)間電壓。
7在大接地電流系統(tǒng)中，線(xiàn)路有檢查線(xiàn)路電壓或同期要求時(shí)，應(yīng)首先選用電壓抽取裝置。500kV線(xiàn)路一般裝設(shè)三只電容式線(xiàn)路電壓互感器，作為保護(hù)、測(cè)量和載波通信公用。
