电压互感器

电压互感器编写：余桂钰2011年9月四、电压互感器的技术特性三、电压互感器的分类二、电压互感器的原理一、互感器的定义及作用五、电压互感器的注意事项九、电压互感器异常处理八、电压互感器维护七、电压互感器的倒闸操作六、电压互感器的保护措施主要内容互感器的定义及作用一•一次设备一次设备是指直接参加生产、输送、分配电能的电气设备，它构成电力系统的主体。一、互感器的定义及作用•二次设备为确保一次系统安全稳定、经济运行和操作管理的需要而配置的辅助电气设备。如测控装置、继电保护装置、安全自动装置、故障录波器装置等统称为二次设备。一、互感器的定义及作用★1.1互感器的定义●互感器是按比例变换电压、电流的电气设备，它的主要功能是向二次系统提供电压、电流信号以反应一次系统的工作状况，前者称为电压互感器（TV/PT），后者称为电流互感器(TA/CT)。一、互感器的定义及作用★1.2互感器的作用●其主要作用是：一、互感器的定义及作用●1）对低电压的二次系统与高电压的一次系统实施电气隔离，保证工作人员安全。●2）将一次回路的高电压和大电流变为二次回路的标准值，使测量仪表和继电器小型化和标准化；使二次设备的绝缘水平按低电压设计，从而结构轻巧，价格便宜。通常电压互感器副边的额定电压为100V或者100/，电流互感器副边额定电流一般为5A或者1A。3互感器电压互感器电流互感器是一次回路和二次回路的联络设备。一次回路的高电压、大电流二次回路的低电压、大电流作用接入方式变换作用电气隔离作用高电压、大电流变换为标准的低电压、小电流。如100V，5A，1A将二次设备与一次设备相隔离，保证了设备和人身安全电压互感器一次绕组以并联形式接入一次回路；二次负荷以并联形式接在电压互感器的二次绕组回路。电流互感器一次绕组以串联形式接入一次回路；二次负荷以串联形式接在电流互感器的二次绕组回路。一、互感器的定义及作用电压互感器的原理二★2.1.1电磁式电压互感器的原理电磁式电压互感器相当于开路运行的降压变压器，原边匝数很多，副边匝数少。降压变压器将一次系统的大电压变为二次系统的小电压，二次绕组所并接的测量仪表或继电器电压线圈为高阻抗，相当于开路，所以二次电流不大。122121IINNUU二、电压互感器的原理电磁式电压互感器的优点电磁式电压互感器的优点是结构简单，有长时间的制造和运行经验，产品成熟；暂态响应特性较好。其缺点是因铁芯的非线性特性，容易产生铁磁谐振，引起测量不准确和造成电压互感器的损坏。二、电压互感器的原理●电容式电压互感器简称CVT，作为一种电压变换装置应用于电力系统，主要作电测量仪表及继电保护装置的电压信号取样设备。它接于高压与地之间，将系统电压转换成二次电压。CVT由一台电容分压器加一台电磁单元组成。二、电压互感器的原理★2.2电容式电压互感器原理●CVT在电力系统中的主要用途为：二、电压互感器的原理1、做电压和电能计量用。这种用途的CVT一般要求准确等级为0.2级或0.5级。2、用于继电保护及系统检同期，检无压的电压信号源。其二次输出容量一般比较大，准确级次1.0级、3.0级及3P及便可满足要求。3、CVT的电容分压器部分可同时兼作通信及远动控制等高频通道的耦合电容器用。这对CVT的耦合电容量有一定的要求。一般，一台CVT可同时集上述三种功能于一体。★2.2电容式电压互感器原理●电容式电压互感器的本体是一个电容分压器加一台电磁单元组成，电容分压的分压比为21C1CCK二、电压互感器的原理●调节C1和C2的比值即可得到不同的分压比，为使C2上的电压不随负载电流大小而变化，串入了适当的电感L(补偿电抗器)，这一串入的电感称补偿电抗。电感量的大小，决定于分压器的内阻Z2。如果串入L后，分压器内阻等于零，则输出电压U2不随负载大小而变化。ZD是阻尼电抗器，用以防止操作中产生的谐振过电压。★2.2电容式电压互感器原理电容式电压互感器的优点电容式电压互感器的优点是没有谐振问题，装在线路上时可以兼作高频通道的结合电容器。其主要缺点是暂态响应特性较电磁式差。二、电压互感器的原理电压互感器的分类三★3.1电压互感器的分类按用途分测量用保护用按变换原理分电磁式电压互感器电容式电压互感器按相数分单相三相按绝缘方式分干式油浸式环氧浇注式气体绝缘式三、电压互感器的分类固体绝缘互感器由于绝缘结构和材料的限制，一般只用于35kV及以下的电压等级。★3.2.1环氧浇注绝缘电压互感器三、电压互感器的分类★3.2.2油纸绝缘电压互感器35kV电磁式电压互感器110kV电磁式电压互感器220kV电磁式电压互感器500kV电容式电压互感器三、电压互感器的分类★3.2.3气体绝缘电压互感器三、电压互感器的分类J-电压互感器D-单相S-三相J-油浸式G-干式Z-浇注式Q-气体B-带补偿绕组W-五柱三绕组J-接地保护F-分列式设计序号额定电压(kV)例如：JDZ2-10表示单相浇注式，设计序号为2，额定电压10kV电压互感器三、电压互感器的分类★3.2.4电磁型电压互感器型号说明三、电压互感器的分类★3.2.4电容型电压互感器型号说明电压互感器的技术特性四★4.1比差及角差●变比误差（比差）△U%与相位角误差（角差）δ。在理想的电压互感器中，励磁电流为零，绕组的的阻抗也不计，这时，一次与二次电压比则为它的圈数之比。相位也相同（二次电压相量旋转180°之后）。但是，在实际的电压互感器中，由于励磁电流的存在以及绕组阻抗的影响，因此，会产生变比误差（比差）和相位角误差（角差）。四、电压互感器的技术特性%100%112UUKUU式中K——电压互感器的额定变压比U1——电压互感器的一次实际电压U2——二次电压实测值电压互感器相位角误差是指二次电压相量U2旋转180°以后与一次电压相量间的夹角δ。并且规定，二次电压的相量超前于一次电压相量时，角差δ为正，反之为负。δ的单位为分（′）。●电压互感器的准确等级，也就是设备铭牌上标的“误差等级”。通常分为5个等级：0.1、0.2、0.5、1、3。准确等级即指电压互感器变比误差的百分比，例如：准确等级为0.5级，则表示该电压互感器在规定电压下的变比误差（比差）为0.5%，在制造电压互感器时，还将各种准确等级给出最大容量。★4.2准确等级四、电压互感器的技术特性电压互感器的准确等级及允许误差表准确度等级最大误差比差（%）相角差（′）0.10.20.513±0.1±0.2±0.5±1±3±5±10±20±40标准未定四、电压互感器的技术特性●电压互感器在额定频率及80%至120%额定电压间的任一电压和功率因数为0.8（滞后）的25%至100%额定负荷中之任一值下，各标准准确级的电压误差和相位差应不超过上表所列限值。●电压互感器额定的二次绕组及剩余电压绕组容量输出标准值是1O、15、25、30、50、75、100、150、200、250、300、400、500VA。对于三相式电压互感器，其额定输出容量是指每相的额定输出。当电压互感器二次承受负载功率因素为0.8（滞后），负载容量不大于额定容量时，互感器能保证幅值与相位的精度。★4.3二次额定输出容量四、电压互感器的技术特性电压互感器铭牌举例说明该电压互感器有两个二次线组，一个剩余电压绕组，0.2/0.5/3P表示第一个二次绕组准确度级为0.2级,可做计量用，第二个二次绕组准确度级为0.5级,可做电能计量或测量，剩余电压绕组准确级为3P级,作为保护用。四、电压互感器的技术特性电压互感器有一定的极性，按照规定，电压互感器的一次绕组的首端标为U1,尾端标为U2,二次绕组的首端标为u1,尾端标为u2,U1与u1以及U2与u2均称为同名端。假定一次电流I1从首端U1流入，从尾端U2流出，二次电流是从首端u1流出，从尾端u2流入，这样的极性标志称为减极性，反之，为加极性。我们使用的电压互感器，一般均为减极性标志。注意：电压互感器的极性错误，能引起继电保护装置的错误动作或者影响电能计量的正确性，因此，电压互感器的极性必须检查正确。四、电压互感器的技术特性★4.3极性电压互感器的注意事项五★5.1电压互感器运行的注意事项●电压互感器在额定容量下允许长期运行，但在任何情况下，不允许超过最大容量运行。五、电压互感器的注意事项●电压互感器在运行中不能短路。当电压互感器的二次侧运行中短路，二次线圈的阻抗大大减小，就会出现很大的短路电流，使副线圈因严重发热而烧毁。一般电压互感器二次侧要用熔断器（低压断路器）。只有35千伏及以下的互感器中，才在高压侧有熔断器其目的是当互感器发生短路时把它从高压电路中切断。●为保证设备和人身安全，电压互感器的下列部位应予良好接地：●1）分级绝缘的电压互感器，其一次绕组的接地引出端子，电容式电压互感器应按制造厂家规定执行。●2）电压互感器的外壳。★5.1电压互感器运行的注意事项●3）电压互感器的二次回路必须而且只能一点接地。五、电压互感器的注意事项电压互感器的保护措施六●60kV及以下系统，一次侧一般经过隔离开关和熔断器接入高压电网。电压互感器一次侧熔断器的作用：六、电压互感器的保护措施★6.1电压互感器的保护措施1、保护电压互感器本身，当电压互感器本身故障时，熔断器迅速熔断，防止事故扩大；2、防止电压互感器本体或引出线故障而影响高压系统（如电压互感器所接的那个电压等级的系统）的正常工作。●装在室内配电装置的高压熔断器，是装有石英填料的，能截断1000兆瓦的短路功率。●110kV及以上系统，电压互感器一次侧不装熔断器。原因是：★6.1电压互感器的保护措施1、考虑到系统灭弧问题较大，熔断器的断流容量亦很难满足要求，熔断器制造困难；2、这一类互感器采用单相串级式，绝缘强度高，发生故障的可能性比较小；3、110kV及以上系统，中性点一般采用直接接地，接地故障时，瞬时跳闸，不会过电压运行。六、电压互感器的保护措施●电压互感器二次侧：★6.1电压互感器的保护措施1、装设熔断器或低压断路器；当电压互感器二次侧及回路发生故障时，能够快速熔断或切断，保证电压互感器不遭受损坏及不造成保护误动。2、计量、测量二次绕组装设熔断器（低压断路器）。3、保护用二次绕组装设快速低压断路器。六、电压互感器的保护措施●电压互感器二次小开关的作用是什么？★6.1电压互感器的保护措施电压互感器小开关实际上是一一种过流脱扣保护，当电压互感器二次回路出现短路故障或电压互感器本身二次绕组出现匝间及其他故障时，快速自动断开小开关。六、电压互感器的保护措施●电压互感器二次侧在什么情况下不装熔断器而装小开关？★6.1电压互感器的保护措施通常对带有距离保护的电压互感器二次侧熔断器的选择，要求较严。为了防止电压互感器二次熔断时间过长，使距离保护误动，熔断器容量选择应根据下述两个原则：（1）熔断器的下限，应为最大负荷的1.5倍。此时考虑一条母线运行，所有负荷均倒至一台电压互感器上的情况。（2）熔断器的上限为二次电压回路短路时不致使距离保护误动作，即熔断器时间小于保护动作时间。六、电压互感器的保护措施如果熔断器不能满足上述要求时，应装设空气小开关。因此凡装有距离保护时，电压互感器的二次侧均采用空气小开关，即自动开关。电压互感器的倒闸操作七★7.1母线PT和线路PT七、电压互感器的倒闸操作●电压互感器按照系统中的作用可分为母线电压互感器和线路电压互感器。●220kV或110kV线路装设单相PT的作用是抽取线路的一个电压量来作为自动重合闸装置检同期或检无压合闸的依据。线路PT●每段母线上装设公用的三相电压互感器，监视本母线电压及绝缘状态，为线路保护、变压器保护、母差保护、测量表计提供母线二次电压。★7.1.1线路电压互感器●作用：用于监视线路电压。1、用于手动检同期、检无压合闸。2、用于重合闸检同期、检无压。3、用于备自投及其他自动装置。●二次绕组1、57V用于重合闸。2、100V用于手动合闸检同期。七、电压互感器的倒闸操作★7.1.2母线电压互感器开口三角电压用途1、用于小电流接地系统接地选线装置、绝缘监察。2、用于保护装置，主变后备、线路保护。3、开口角A相