电压互感器原理

　　摘 要:介绍了电容式电压互感器的电气结构；概括了变电站运行中电容式电压互感器由于二次侧电压降低而发生的故障；对现场的故障进行了分析，根据二次引线直阻测量、分压电容介质损耗及电容量测量油色谱分析试验结果，给出了故障处理建议。 　　关键词：电容式电压互感器；二次电压降低；故障分析；电气试验 　　中图分类号：TM451.2 文献标识码：B 　　引言 　　容式电压互感器由电容分压器和中间电压电磁单元组成，可兼顾电压互感器和电力线路载波耦合装置中的耦合电容器两种设备的功能，同时在实际应用中又能可靠阻尼铁磁谐振和具备优良的瞬变响应特性等；故近几年在电力系统中得到广泛应用，不仅在变电站线路出口上使用，而且大量应用在母线和变压器出口上代替电磁式电压互感器[1～3]。 　　由于受设计制造经验、工艺水平和原材料等多种因素的限制，运行中电容部分故障发生率较高，中间电压电磁单元还经常出现中压端限压避雷器击穿、电容分压器中压端与电磁单元的连线过长等故障。本文通过对一只220kVCVT在运行中二次电压降低后，在现场对故障进行分析检查、试验和故障判断的介绍，给出现场遇到CVT类似故障的分析处理方法。 　　1、电容式电压互感器的电气结构 　　该电容式电压互感器型号为 ，结构原理如图1所示（其中C1为C11串C12）。 　　图1 220kV CVT结构原理图 　　该电容式电压互感器由2节瓷套外壳的电容分压器和安装在下部油箱的电磁单元两部分构成，其中C11安装在第1节瓷套内，C12和分压电容C2共装在第2节瓷套内；其电容量分别为：C11串 C12的电容量为11.89nF、C2的电容量为69.42nF，油箱电磁单元中变压器的一次端在第2节瓷套内，连接在C12和C2之间，4个二次绕组的接线端子1a1n，2a2n，3a3n，dadn，通过接线盒引出，N端在出线盒接地。 　　2故障介绍 　　2005年11月5日，内蒙古超高压500kV某变电站日常巡视中发现220kVI#母线电容式电压互感器A相二次侧电压低于正常值，且保护发出“PT断线”信号。 　　在运行状态下，电气试验人员对二次电压线圈输出电压进行测量，测量结果与正常值如表1所示，现场检查电容式电压互感器外观正常也无异音现象。 　　表1 二次电压线圈输出电压测量值与正常值 　　测量值（V） 53.6 55.3 56.2 　　正常值（V） 57.7 57.7 57.7 　　根据相电容式电压互感器工作原理，二次电压的大小与中间变压器的变比和分压电容的电容大小有关，二次电压仅是降低并未完全失压故不可能是电磁单元变压器一次引线断线或接地、分压电容器C2短路等故障，综上所述对故障原因进行初步判断： 　　（1）电磁单元变压器二次引线部分匝间短路； 　　（2）电容分压器C11，C12电容变小； 　　（3）分压电容器C2电容变大。 　　3电气试验检查及结果 　　3.1 二次侧引线直流电阻测量 　　对该电容式电压互感器二次侧引线直流电阻进行测量。现场环境温度1℃，相对湿度RH22%，测量结果如表2所示。从表2中可以看出，二次侧引线不存在短路问题。 　　 　　3.2 分压电容介质损耗及电容量测量 　　对该相电容式电压互感器的C11与C12串C2分别采用正接线方法测量电容介质损耗及电容量测量，对C2采取自激励方法测量电容介质损耗及电容量测量。现场环境温度1℃，相对湿度 　　通过对测试结果分析判断，发现A相C2电容量比B、C两相C2电容量均大，初步判断C2电容损坏。 　　3.3 油色谱分析 　　提取该电容式电压互感器油色谱分析，取油样现场环境温度1℃，相对湿度RH22%，测量结果如表6所示。 　　表6电容式电压互感器油色谱分析结果 　　组分 C2H2 H2 　　含量（uL/L） 14.75 152 　　通过对测试结果分析判断，该电容式电压互感器发生了间隙放电。 　　4试验结果的分析判断 　　根据试验的测量结果进行分析判断，此次故障确定是由于中间变压器一次侧尾端N引出端子发生松动，导致中间变压器一次尾端对地存在悬浮电位，产生了间隙放电，导致C2电容击穿而引发故障。返厂解体后印证了分析结果，经过处理后C2的电容量69.47nF、介质损耗值0.039%，测量结果正常。 　　5 结束语 　　随着电容式电压互感器在电力系统中的广泛应用，在一次设备中发生故障率较高，其中电容部分故障发生率为多。对以上此类二次电压降低故障， 测试时C2采取自激励方法测量，建议加强中间电压电磁单元绝缘检测，以减少故障发生率。 　　参考文献 　　[1] GB/T4703-1984《电容式电压互感器》［S］． 　　[2] 盛国钊等．1995-1999年电容式电压互感器的运行及故障情况分析［J］．电力设备，2001，（2） 　　[3] 华北电网有限公司《电力设备交接和预防性试验规程》［S］． 　　作者简介： 　　王少军（1972-），男，内蒙古包头人，工程师，研究方向为电力系统及其自动化。

互感器原理就是电磁感应定律

电压互感器的原理和变压气一样,按比例变换电压的设备。功能是将高电压按比例变换成标准低电压（100V或指额定值），以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。电压互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。互感器是按实验室和现场校验工况来设计的，互感器即能在实验室用，更适合在现场使用。绝缘采用环氧树脂浇注，一体性能好，结构紧凑，体积小，重量轻。

电压互感器是一个带铁心的变压器，由一、二次线圈、铁心和绝缘骨架组成。在初级加电压U1时，在铁心中就产生一个磁通φ，根据电磁感应定律，则次级中就产生电压U2。改变一次或二次绕组的匝数，可以产生不同的一次电压与二次电压比，这就可组成不同比的电压互感器。电压互感器和变压器类似，是用来变换电压的仪器。但变压器变换电压的目的是方便输送电能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位；而电压互感器变换电压的目的，主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能，或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器，因此电压互感器的容量很小，一般都只有几伏安、几十伏安，最大也不超过一千伏安。电压互感器的基本结构也和变压器很相似，它也有两个绕组，一个叫一次绕组，一个叫二次绕组。两个绕组都装在或绕在铁芯上。两个绕组之间以及绕组与铁芯之间都有绝缘，使两个绕组之间以及绕组与铁芯之间都有电气隔离。电压互感器在运行时，一次绕组N1并联接在线路上，二次绕组N2并联接仪表或继电器。因此在测量高压线路上的电压时，尽管一次电压很高，但二次却是低压的，可以确保操作人员和仪表的安全。

你好！你说的可能是单相电压互感 器，引出的三根线有两根是接电源上的，比如一个接A相，别一个接B相或C相，第三根是一个内部接地线。

　　1、作用：将高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压，供保护、计量、仪表装置使用。同时，使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离。 　　2、原理：电压互感器虽然也是按照电磁感应原理工作的设备，但它的电磁结构关系与电流互感器相比正好相反。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。 　　3、异常处理方法：根据继电保护和自动装置有关规定，退出有关保护，防止误动作。检查高、低压熔断器及自动空气开关是否正常，如熔断器熔断、应查明原因立即更换，当再次熔断时则应慎重处理。

1、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。 2、电压互感器本身的阻抗很小，一旦副边发生短路，电流将急剧增长而烧毁线圈。为此，电压互感器的原边接有熔断器，副边可靠接地，以免原、副边绝缘损毁时，副边出现对地高电位而造成人身和设备事故。 3、测量用电压互感器一般都做成单相双线圈结构，其原边电压为被测电压（如电力系统的线电压），可以单相使用，也可以用两台接成V-V形作三相使用。实验室用的电压互感器往往是原边多抽头的，以适应测量不同电压的需要。供保护接地用电压互感器还带有一个第三线圈，称三线圈电压互感器。三相的第三线圈接成开口三角形，开口三角形的两引出端与接地保护继电器的电压线圈联接。