电压互感器

电压互感器（Potential   transformer   is short for PT and voltage   transformer is short for Vermont）类似于变压器，它是一种用来转换线路上电压的仪器。但变压器电压转换的目的是传输电能，所以容量很大，通常以千伏安或兆伏安为单位；电压互感器转换电压的目的主要是给测量仪表和继电保护装置供电，测量线路的电压、电力和电能，或者在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器，所以电压互感器的容量很小，一般只有几伏安、几十伏安，最大不超过1000伏安。条目介绍了它的基本结构、工作原理、主要类型、接线方式、注意事项、异常与处理、以及铁磁谐振等。

电压互感器的基本结构和变压器很相似，也有两个绕组，一个叫一次绕组，一个叫二次绕组。两个绕组都安装在铁芯上或缠绕在铁芯周围。两个绕组之间以及绕组和铁芯之间有绝缘，因此两个绕组之间以及绕组和铁芯之间有电绝缘。电压互感器运行时，一次绕组N1并联在线路上，二次绕组N2并联在仪表或继电器上。因此，在测量高压线上的电压时，虽然一次电压高，但二次电压低，可以保证操作人员和仪器的安全。

它的工作原理和变压器一样，基本结构是铁心和初级、副绕组。其特点是容量小且相对恒定，正常运行时接近空载状态。

电压互感器本身的阻抗非常小一旦二次侧短路，电流会急剧增加，烧坏线圈。因此，电压互感器的一次侧连接有熔断器，二次侧可靠接地以避免原、当二次侧绝缘损坏时，二次侧对地电位高，造成人身和设备事故。

测量用电压互感器一般做成单相双线圈结构，其一次电压就是被测电压（例如电力系统的线电压），可以用在单相，也可以用两个接成v-V形作三相使用。实验室中使用的电压互感器的一次侧通常是多抽头的，以满足测量不同电压的需要。用于接地保护的电压互感器还有第三个线圈，称为三线圈电压互感器。三相的第三个线圈连接成一个开口三角形，开口三角形的两个引出端与接地保护继电器的电压线圈连接。

正常运行时，电力系统三相电压对称，第三线圈上三相感应电动势之和为零。一旦发生单相接地，中性点将发生位移，在开口三角形的端子之间出现零序电压使继电器动作，从而保护电力系统。

当线圈中出现零序电压时，相应的铁芯中就会出现零序磁通。因此，这种三相电压互感器采用侧轭铁芯（10KV及以下）或者使用三个单相电压互感器。对于这种变压器，对三次线圈的精度要求不高，但要求有一定的过励磁特性（也就是说，当初级电压增加时，磁芯中的磁通量密度也相应地增加了几倍而没有损坏）

电压互感器是一种动力装置、变电站等输电和供电系统不可缺少的电器。精密电压互感器用于扩展测量极限，在电气测试实验室测量电压、测量动力和电能的仪器。电压互感器与变压器非常相似，都是用来转换线路上的电压。

为什么需要改变线路上的电压？这是因为根据发电量、在不同的输电和用电条件下，线路上的电压变化很大，从220V380V的低压到几万甚至几十万伏的高压。要直接测量这些低高电压，就要根据线电压制作相应的低高压电压表等仪表和继电器。这不仅会给电表的制造带来很大的困难，更重要的是，不可能也绝对不允许直接制造高压表，在高压线上测量电压。

1、按安装位置可分为室内型和室外型

35kV及以下多做成户内型；35kV以上，做成户外型。

2、按相数

可分为单相和三相型，35kV及以上不能做成三相型。

3、按绕组数目

可分为双绕组和三绕组电压互感器三绕组电压互感器除一次侧和基本二次侧外，还有一组辅助二次侧用于接地保护。

4、按绝缘方式

可分为干式、浇注式、油浸式和充气式。

干式电压互感器结构简单、没有火灾爆炸的危险，但绝缘强度低，只适用于6kV以下的室内设备；该浇注式电压互感器结构紧凑、维护方便，适用于3kV~35kV室内配电设备；油浸式电压互感器绝缘性能好，可用于10kV以上的户外配电装置；充气式电压互感器用于SF6全封闭电器。

5、按工作原理

电磁式电压互感器：它是利用电磁感应原理将电压或电流按比例转换的装置。

电容式电压互感器：电容式电压互感器（CVT）用串联电容分压，再用电磁变压器降压隔离，作为电表、电压互感器如继电保护等电容式电压互感器还可以将载波频率耦合到传输线上进行远距离通信、远方测量、选择性线路高频保护、遥控、电传打字等。

电子电压互感器：由一个或多个连接到传输系统和二次转换器的电压或电流传感器组成的设备，用于传输被测量并将其提供给测量仪器、仪表和继电保护或控制装置。

电压互感器的常见接线方式如下：

1）单项接线可用于测量35kV以下中性点不直接接地系统的线电压或110kV以上中性点直接接地系统的相对地电压。

2）V/v型接线是将两个完全绝缘的单相电压互感器的高低压绕组连接在相间，形成一个不完整的三角形。这种方法常用于中性点不接地或经消弧线圈接地的高压三相系统，特别是10 35kV三相系统。

3）用三个单相三绕组电压互感器组成ynYNd0或YNYd0，广泛应用于3~220KV系统二次绕组用于测量相间电压和相对地电压，辅助二次绕组连接成开口三角形，用于连接交流电网的绝缘监测仪表和继电器。用一个三相五柱式电压互感器代替上述三个单相三绕组电压互感器，除了铁芯一般只用于3~15KV系统外，形式与图3基本相同。

4）三相三绕组五柱式电压互感器，一次绕组和主二次绕组呈星形连接，中性点接地，辅助二次绕组呈开口三角形连接。因此，这种电压互感器可以测量线电压和相对地电压，辅助二次绕组可以参与交流电网绝缘监测的继电器和信号指示器。

1．电压互感器投入运行前，应按规程规定的项目进行试验和检查。例如，测极性、连接组别、摇绝缘、核相序等。

2．电压互感器的接线应保证其正确性，一次绕组应与被测回路并联，二次绕组应与测量仪表连接、继电保护装置或自动装置的电压线圈并联，应注意极性的正确性。

3．电压互感器二次侧接负载的容量要合适，电压互感器二次侧接负载不能超过其额定容量，否则会增加互感器的误差，难以达到测量的正确性。

4．电压互感器的二次侧不允许短路。由于电压互感器的内部阻抗很小，如果二次回路短路，会产生很大的电流，损坏二次设备，甚至危及人身安全。电压互感器可在二次侧配备保险丝，以保护其自身免受二次侧短路的损坏。如果可能，一次侧也应装设熔断器，以保护高压电网不因变压器高压绕组或引线故障而危及一次系统的安全。

5．为了保证人在接触测量仪表和继电器时的安全，电压互感器的二次绕组必须在一点接地。因为接地后，当一二次绕组间的绝缘损坏时，可以防止仪表和继电器出现高压，危及人身安全。

6、电压互感器的二次侧不得短路。