低壓電壓互感器

簡單介紹

低壓電壓互（hù）感器（Potential transformer 簡稱PT，也簡稱TV）和變壓器很相像，都是用來變換線路上的電壓。但是變壓器變（biàn）換電壓的目（mù）的是為了輸送電能，因此容量很大，一般（bān）都是以（yǐ）千（qiān）伏安或兆（zhào）伏安為計算單位；而電（diàn）壓互感器變換電壓（yā）的（de）目（mù）的，主要是用來（lái）給測量儀表和繼（jì）電（diàn）保護裝置供電，用來測量線路的（de）電壓、功（gōng）率和電能，或者用來在線路發生故障時（shí）保護線（xiàn）路中的貴重設備、電機和變壓器，因此電壓互感器的容量很小，一般都隻有幾伏安（ān）、幾十伏安，最大也不超過一千（qiān）伏安。
線（xiàn）路上為什麽需要變換電壓呢？這是因為根據發電、輸電和用電的不同情況，線路上的電壓大小不一，而且相差懸殊，有的是低（dī）壓220V和380V，有的是高壓幾萬伏甚至幾十萬伏。要直接測量這些低壓和高壓（yā）電壓，就（jiù）需要根據線路電壓的大小，製作相應的低壓和高壓的（de）電壓表和其他儀表和繼電器。這樣不僅會給儀表（biǎo）製作帶來很大困難，而且更主要的是，要直接製作（zuò）高壓儀表，直接在高壓線（xiàn）路上測量電壓，那是不可能的，而（ér）且也是絕對不允許的。
電壓互感器的基本結構和變壓器很相似，它也有（yǒu）兩個繞組，一個叫一次繞組，一個叫二次繞組。兩個繞組都裝在或繞在鐵心上。兩個繞組之間以（yǐ）及繞組與鐵心之間都有絕緣（yuán），使兩個繞組之間（jiān）以及繞組與鐵心之間都有電氣隔離。電壓互（hù）感（gǎn）器在（zài）運行時，一次繞組N1並聯接在線（xiàn）路上，二次繞組N2並聯接儀表或繼電器。因此在測（cè）量高壓線（xiàn）路上的（de）電（diàn）壓時，盡管一次電壓很高，但二次卻是低壓的，可以確保操作人員（yuán）和儀表的安全。

低壓電壓互感器是一個帶鐵心（xīn）的變壓（yā）器。它主要由一、二次線圈、鐵心和絕緣組成。當在一次繞組上施加一個電壓U1時，在鐵心（xīn）中就產生一個磁通φ，根據電磁感應定律（lǜ），則在二次繞組中就產生一個二次電壓U2。改變一次或二次繞組的匝數，可以產生不同的一（yī）次電壓與二次電壓比，這就可組成不同比的電壓互感器。電壓互感器將高電壓按比例轉換成低電壓，即100V，一次側接在（zài）一次係統，二次側接測量儀表、繼電保護等；主要是電磁式的（電容式電壓互感器應用廣泛），另有非電磁式的，如電子式、光電式。

注意事項

1．低壓電壓互感器在投入運（yùn）行前要按照規程規定的項目進行（háng）試驗檢查。例如，測極性、連接組別、搖絕緣、核相（xiàng）序等。
2．低（dī）壓電（diàn）壓互感器的接線應保證其（qí）正確（què）性，一次繞組和被測（cè）電路並（bìng）聯，二次繞組應和所接（jiē）的測量（liàng）儀表（biǎo）、繼電保護裝置或自動裝置的電（diàn）壓線圈並聯，同時（shí）要注意極性的正（zhèng）確性。
3．接在電壓互感器二次側負荷的容量應合適，接在二次側的負荷不應超過其額定容量，否則（zé），會使互感器（qì）的誤差（chà）增大，難（nán）以達到測量的正確性。
4．低（dī）壓電壓互感器二次側不允許短路。由（yóu）於內阻（zǔ）抗很小，若二次（cì）回路短路時，會出現很大的電流，將損壞二（èr）次設備甚至（zhì）危（wēi）及人身安全。可以在二（èr）次側裝設熔斷器以保護其自身不因二次側短路而損壞。在可能的情況下，一次側也應裝設熔斷器以（yǐ）保（bǎo）護高壓電網不因（yīn）互感器高壓繞組或引（yǐn）線故障危及一次係統的（de）安全。
5．為了確保人在接觸測量儀（yí）表和繼電（diàn）器時的（de）安全（quán），電壓互感器二次繞組必須有一點接地。因（yīn）為（wéi）接地後（hòu），當一次（cì）和二次繞組間（jiān）的絕緣損壞時，可以防止儀表和繼電器（qì）出現高電壓危及人（rén）身（shēn）安（ān）全。
6、低壓電壓互感器副邊絕對不容許（xǔ）短路（lù）。

接線（xiàn）方式

低壓電壓互（hù）感器的接線方式很多，常見（jiàn）的有以下幾（jǐ）種：
⑴ 用一台單相電壓（yā）互感器來測量某一相對地電壓或相間（jiān）電壓的接線方式。
⑵ 用兩台單相互感器接成不（bú）完（wán）全星形，也稱V—V接線，用來測量各相間電壓，但不能測相（xiàng）對地電壓，廣泛應用在20KV以下中性點不接地或經消弧線圈（quān）接地的電（diàn）網中。
⑶ 用三台單相三繞組電壓互感（gǎn）器構成（chéng）YN，yn，d0或YN，y，d0的接線形式，廣泛（fàn）應用於3~220KV係統中，其二次（cì）繞組用於測量相間電壓和相對地電壓，輔助二次繞組接成開口三角（jiǎo）形（xíng），供接入交流電網絕緣監視（shì）儀表和（hé）繼電器用。用一台三相五柱式電壓互感器代替上述三（sān）個（gè）單相三繞組電壓互感器構成的接線，除鐵芯外，其形式與圖3基本相同，一般隻（zhī）用於3~15KV係統。
⑷ 電容式（shì）電壓互感器接線（xiàn）形（xíng）式。 在中性點不接地或經消弧線圈（quān）接地（dì）的（de）係統中，為了測量（liàng）相（xiàng）對地電壓，PT一次繞（rào）組必須接（jiē）成星形接地的方式。在（zài）3~60KV電網中，通常采用三隻單（dān）相三繞組電壓互感器或者一隻三相五柱式電壓互感器的接線（xiàn）形式。必須指出，不能用（yòng）三（sān）相三（sān）柱式電壓互感器做這種測量（liàng）。當係統發生單相接地短路時，在互感器的（de）三（sān）相中將有零序電流（liú）通過，產生大小相等、相位相同的零序（xù）磁通。在三相三柱式互感器中，零序磁通隻能通過磁阻很大的氣隙和鐵外（wài）殼形成閉合磁路，零序（xù）電流很大，使互感器繞（rào）組過熱甚至損（sǔn）壞設備。而在三相五柱式電壓互感器中，零序磁通可通過兩側的鐵芯構成回路，磁阻較小，所以零序電流值不大，對互感器不造成損害。

主要類型

⑴按安（ān）裝地點可分（fèn）為戶內式和戶外式。35kV及（jí）以下多（duō）製成戶內式；35kV以上則製（zhì）成戶（hù）外式。
⑵按相數可分為單相和三相式，35kV及（jí）以（yǐ）上（shàng）不能製成三相式。
⑶按繞組數目可分為雙繞組（zǔ）和三繞組，三繞組電壓互（hù）感器除一次側和基本二次側外，還有一組輔助二次側，供接地保護用。
⑷按絕緣方式（shì）可分為幹式、澆注式、油浸（jìn）式和充氣式。幹式（shì）電壓互感器結構簡單、無著火和爆（bào）炸危險，但絕緣強度（dù）較低，隻適用於6kV以下的戶內式裝置；澆注式（shì）電壓互感器結構緊湊、維護方便，適用（yòng）於3kV～35kV戶內式配電裝置；油浸式電壓互（hù）感器絕緣（yuán）性能較好（hǎo），可用於10kV以上的戶外式配電裝置（zhì）；充氣式電壓互（hù）感器用於SF6全封閉電器中。
⑸按工作原理劃分，還可分（fèn）為（wéi）電磁式電壓互感器，電容（róng）式電壓互感器和電子式電壓互感器。