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。
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)。
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。
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。