電壓互感器相關(guān)知識匯總

1、電壓互感器相關(guān)知識匯總2014 年 3 月 19 日一、電壓互感器簡介電壓互感器（PT）的作用是將高電壓成比例的變換為較低 （一般為57V或者100V） 的低電壓，母線PT的電壓采用星形接法，一般采用57V繞組，母線PT零序電壓一般 采用100V繞組三相串接成開口三角形。線路PT 一般裝設(shè)在線路A相，采用100V繞 組。若有些線路 PT 只有 57V 繞組也可以，只是需要在 DISA 系統(tǒng)中將手動(dòng)同期合閘參 數(shù)中的 100V 改為 57V。PT變比測試由高壓專業(yè)試驗(yàn)。PT 的一、二次 也必須有一個(gè)接地點(diǎn) ，以保護(hù)二次回路不受高電壓的侵害 ， 二次接 地點(diǎn)選在主控室母線電壓電纜引入點(diǎn) ，由 YM

2、N 小母線專門引一條半徑至少 2.5mm 永 久接地線至接地銅排。PT二次只能有這一個(gè)接地點(diǎn)（嚴(yán)禁在PT端子箱接地），如果有 多個(gè)接地點(diǎn)，由于地網(wǎng)中電壓壓差的存在將使 PT二次電壓發(fā)生變化，這在電力系統(tǒng) 繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問答上有詳細(xì)分析。電流互感器二次繞組不允許開路。電壓互感器二次繞組不允許短路。CT與PT工作時(shí)產(chǎn)生的磁通機(jī)理是不同的。CT磁通是由與之串聯(lián)的高壓回路電流 通過其一次繞組產(chǎn)生的。 此時(shí)二次回路開路時(shí)， 其一次電流均成為勵(lì)磁電流， 使鐵芯的 磁通密度急劇上升， 從而在二次繞組感應(yīng)出高達(dá)數(shù)千伏的感應(yīng)電勢。 PT 磁通是由 與 PT并聯(lián)的交流電壓產(chǎn)生的電流建立的，PT二次回路開路，只有

3、一次電壓極小的電流產(chǎn) 生的磁通產(chǎn)生的二次電壓，若PT二次回路短路則相當(dāng)于一次電壓全部轉(zhuǎn)化為極大的電 流而產(chǎn)生極大磁通，PT二次回路會因電流極大而燒毀。、常用電壓互感器的接線電壓互感器在三相電路中常用的接線方式 有四種，如下圖A 'HItAmiIIA4 - 354 :腫I鬪;EIL砥氐搶櫟的搖純用人十草桶業(yè)醫(yī)bi#囂第幌蟻；切糾導(dǎo)）檔屯余鼻總悔廛嵐*八也心）二卜單用mis榆也鼎睹涇Ymda恪.2】三令單相-i刪倉一牛三相氐茜柞三刪電砒傅事器威/Y*畑船1、一個(gè)單相電壓互感器的接線，用于對稱的三相電路，二次側(cè)可接儀表和繼電器。 如圖1（ a）。采集的是相間電壓（線電壓）。當(dāng)用于110kV及

4、以上中性點(diǎn)接地系統(tǒng)時(shí), 可測量某一相對地電壓；當(dāng)用于35kV及以下中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)時(shí)，只能采用測量相間 電壓的接線方式，不能測量相對地電壓。2 、兩個(gè)單相電壓互感器的 V/V 形接線 ，可測量相間線電壓，但不能測相電壓，它 廣泛應(yīng)用在 20kV 以下中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圖接地的電網(wǎng)中。如圖1（b）。用兩臺單相互感器分別跨接于電網(wǎng)的 UAB 及 UBC 的線間電壓上，接成 不完全三角 形接線（也稱 V，v 接線），廣泛應(yīng)用在 20kV 以下中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的電 網(wǎng)中測量三個(gè)相間電壓 ，但不能測相對地電壓。 這種不完全三角形接線， 用于測量兩個(gè) 線電壓Uab與Ubc,當(dāng)互感器的主要二

5、次負(fù)荷是電能表和功率表時(shí)，這種接線方式最為恰當(dāng)。3、三個(gè)單相電壓互感器接成 YO/YO形，如圖1（c）,可供給要求測量線電壓的 儀表和繼電器，以及要求供給相電壓的絕緣監(jiān)察電壓表。（ 這種接線方式用得挺多 ）（三臺單相三繞組電壓互感器構(gòu)成 YN， yn， d11 或 YN， y， d11 的接線形式 （二 次側(cè)星形繞組中性點(diǎn)不直接接地，而采用 b 相接地），廣泛應(yīng)用于各級電壓系統(tǒng)中，而 315kV 電壓級廣泛采用 三相式電壓互感器 。其二次繞組 用于測量相間電壓 或相對地電 壓，輔助二次繞組 接成開口三角形 ，供接入中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)絕緣監(jiān)視儀表、 繼電器使 用，或供中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的接地保護(hù)。

6、 ）4、一臺三相五芯柱電壓互感器接成 YO/YO/ （開口三角形）（這種接線方式用得 最多），如圖1 （d）所示。接成丫0形的二次線圈供電給儀表、繼電器及絕緣監(jiān)察電 壓表等。輔助二次線圈接成開口三角形， 供電給絕緣監(jiān)察電壓繼電器。 當(dāng)三相系統(tǒng)正常 工作時(shí)， 三相電壓平衡， 開口三角形兩端電壓為零。 當(dāng)某一相接地時(shí)， 開口三角形兩端 出現(xiàn)零序電壓，使絕緣監(jiān)察電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出信號。這種接線方式在 1OkV 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，它既能測量線電壓、相電壓 并能組成絕緣監(jiān)察裝置和供單相接地保護(hù)用。 接成丫。形的二次繞組稱為基本二次繞組， 用來接儀表、繼電器及絕緣監(jiān)察電壓表；接成 （開口三角形

7、 ）的二次繞組，稱為輔助二次 繞組，用來連接監(jiān)察絕緣用的電壓繼電器。（電容式電壓互感器接線形式 ：在中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中， 為了 測量相對地電壓， PT 一次繞組必須接成星形接地的方式。 ）在 360kV 電網(wǎng)中，通常采用 三只單相三繞組電壓互感器 或者 一只三相五柱式電壓 互感器 的接線形式。必須指出，不能用三相三柱式電壓互感器做這種測量。 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生 單相接地短路時(shí)， 在互感器的三相中將有零序電流通過， 產(chǎn)生大小相等、 相位相同的零 序磁通。在三相三柱式互感器中， 零序磁通只能通過磁阻很大的氣隙和鐵外殼形成閉合 磁路，零序電流很大，使互感器繞組過熱甚至損壞設(shè)備。 而在三相五

8、柱式電壓互感器中， 零序磁通可通過兩側(cè)的鐵芯構(gòu)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。V/V 型的接線圖分析V/V 連接的兩個(gè)電壓互感器 二次側(cè)兩個(gè)開口端之間的電壓 與其 一次側(cè)的兩個(gè)開口端電 壓存在對應(yīng)的相量關(guān)系 。也就是說， 二次側(cè)兩個(gè)開口端及公共端之間的電壓也同樣滿足 電源三相電壓的關(guān)系。因此，雖然 “B目無電壓”（未施加任何電壓），輸出端的電量仍 然是三相電量。 左圖是正確接線， 從相量圖看三相平衡； 右圖是錯(cuò)誤接線， 從相量圖看 三相不平衡。圖2諧幻fi-1Uca-Ucb+Uba圖弘根據(jù)ab和ub的線電壓可以計(jì)算出ca線電壓,Uca=Ucb-Uab若二次側(cè)a

9、b相接反，從相量圖看，則ca線電壓變?yōu)檠?。（不太明白？）或者看下圖:1圖2電壓互感器V-V接線正確與錯(cuò)誤接法（圖）圖1、圖2是正確的Vv接法，但圖3是VA接法，AB、CB兩相電壓反向了 180° ,所 以V變成v后，反相成對頂狀態(tài)。故，圖3不是Vv接法。V/V連接的兩個(gè)電壓互感器 二次側(cè)兩個(gè)開口端之間的電壓 與其一次側(cè)的兩個(gè)開口 端電壓存在對應(yīng)的相量關(guān)系。也就是說，二次側(cè)兩個(gè)開口端及公共端之間的電壓也同樣 滿足電源三相電壓的關(guān)系。因此，雖然“B目無電壓”（未施加任何電壓），輸出端的電量仍然是三相電量。電壓互感器的接線形式（跟上面有部分重復(fù)，選擇性學(xué)習(xí)）Vv接線方式：廣泛用于中性點(diǎn)絕緣

10、系統(tǒng)或經(jīng)消弧線圈接地的35kV及以下的高壓三相系統(tǒng)，特別是10kV三相系統(tǒng)，接線來源于三角形接線，只是“口”沒閉住，稱為Vv接，此接線方式可以節(jié)省一臺電壓互感器， 可滿足三相有功、無功電能計(jì)量的要求， 但不能用于測量相電壓，不能接入監(jiān)視系統(tǒng)絕緣狀況的電壓表。 K I0 T淞牆%(2) Y,yn接線方式：主要米用二鐵芯柱二相電壓互感器 ，多用于小電流接地的咼壓二相 系統(tǒng)，二次側(cè)中性接線引出接地，此接線為了防止高壓側(cè)單相接地故障， 高壓側(cè)中性點(diǎn)不允許接地，故不能測量對地電壓。W 2 II iftHiV* yn(3) YN,yn接線方式：多用于大電流接地系統(tǒng)。2 12電斥器的M靜龜力談(4) YN,

11、yn,do接線方式：也稱為開口三角接線，在正常運(yùn)行狀態(tài)下，開口三角的輸出端上的電壓均為零，如果系統(tǒng)發(fā)生一相接地時(shí)，其余兩個(gè)輸出端的出口電壓為每相剩余電 壓繞組二次電壓的3倍，這樣便于交流絕緣監(jiān)視電壓繼電器的電壓整定，但此接線方式在10KV及以下的系統(tǒng)中不采用。三、電壓互感器幾種常見接地點(diǎn)的作用第一種：一次側(cè)中性點(diǎn)接地由三只單相電壓互感器組成星形接線時(shí)，其一次側(cè)中性點(diǎn)必須接地。如下圖所示 因?yàn)殡妷夯ジ衅髟谙到y(tǒng)中不僅有電壓測量，而且還起繼電保護(hù)的作用。當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時(shí)，系統(tǒng)中會出現(xiàn)零序電流。如果一次側(cè)中性點(diǎn) 沒有接地， 那么一次側(cè)就沒有零序電流通路，二次側(cè)開口三角形線圈兩端 也就不會感應(yīng)出零

12、序電 壓，繼電器KV就不會動(dòng)作，發(fā)不出接地信號。對于三相五柱式電壓互感器，其一次側(cè)中性點(diǎn)同樣要接地。由兩只單相電壓互感器組成的 V-V形接線時(shí)，其一次側(cè)是不允許接地 的，因?yàn)檫@ 相當(dāng)于系統(tǒng)的一相直接接地。而應(yīng)在二次中性點(diǎn)接地，如下圖所示UQS rqZT>Y111 i- i X JB1 /Aj1圖2*13 兩舎單相電壓nL JID? 11 KT »vv接純第二種：二次側(cè)接地電壓互感器二次側(cè)要有一個(gè)接地點(diǎn)，這主要是出于安全上的考慮。當(dāng)一次、二次側(cè) 繞組間的絕緣被高壓擊穿時(shí)，一次側(cè)的高壓會竄到二次側(cè)，有了二次側(cè)的接地，能確保 人員和設(shè)備的安全。另外，通過接地，可以給絕緣監(jiān)視裝置提供相

13、電壓。二次側(cè)的接地方式通常有 中性點(diǎn)接地和V相接地（B相接地）兩種，如下圖所示采用V (B)相接地時(shí)，中性點(diǎn)不能再直接接地。為了避免一、二次繞組間絕緣擊 穿后，一次側(cè)高壓竄入二次側(cè)，故在二次側(cè)中性點(diǎn)通過一個(gè)保護(hù)間隙接地。 當(dāng)高壓竄入 二次側(cè)時(shí)，間隙擊穿接地，v相繞組被短接，該相熔斷器會熔斷，起到保護(hù)作用。二次側(cè)接地點(diǎn)按規(guī)程規(guī)定，均應(yīng)選在主控室保護(hù)屏經(jīng)端子排接地， 而在配電裝置處 只設(shè)置試驗(yàn)檢修時(shí)的安全接地點(diǎn)。第三種：鐵心接地在電壓互感器外殼上有一個(gè)接地樁頭，這是鐵心和外殼的接地點(diǎn)，起安全保護(hù)作用四、PT的分類：電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用的主要有 電磁式和電容分壓式兩種，其中電磁式電壓互感器根 據(jù)其自身

14、特點(diǎn)又可以進(jìn)一步劃分為：（1）按安裝地點(diǎn)可分為戶內(nèi)式和戶外式。 35kV 及以下多制成戶內(nèi)式， 35kV 以上 則制成戶外式。（2）按相數(shù)可分為 單相和三相式 ，只有 20kV 以下才有三相式。（3）按繞組數(shù)目可分為 雙繞組 和三繞組 電壓互感器，三繞組電壓互感器 除一次側(cè) 和 基本二次側(cè) 外，還有 一組輔助二次側(cè) ，供接地保護(hù)用（？） 。（4）按絕緣方式可分 為干式、澆注式、油浸式和充氣式 。干式浸絕緣膠電壓互感 器結(jié)構(gòu)簡單、無著火和爆炸危險(xiǎn)，但絕緣強(qiáng)度較低，只適用于 6kV 以下的戶內(nèi)式裝置； 澆注式電壓互感器結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)方便，適用于3kV35kV戶內(nèi)式配電裝置；油浸式電壓互感器絕緣性能

15、較好，可用于 10kV 以上的戶外式配電裝置；充氣式電壓互感器用 于SF6全封閉電器中。而電容式電壓互感器實(shí)際上是一個(gè)單相電容分壓管， 由若干個(gè)相同的電容器串聯(lián)組 成，接在高壓相線與地面之間， 它廣泛用于 110kV330kV 的中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中， 成本也比電磁式電壓互感器低。PT二次回路接地原則（具體見2008中調(diào)繼【160】號文件）：1、經(jīng)控制室零相小母線（N600）連通的幾組電壓互感器二次回路，只應(yīng)在控制室 將 N600 一點(diǎn)接地。2、對于各電壓等級 N600 分別接地的情況，必須確保各電壓等級的電壓互感器二 次回路間無任何電聯(lián)系。五、造成 PT 二次回路異常的原因：PT 二次回路

16、異常系指由于某些原因造成 PT 二次測量不能正確反映一次系統(tǒng)的運(yùn) 行狀態(tài)和一次電壓的幅值及相位。 根據(jù)以往有關(guān)事故調(diào)查的情況分析看 ,造成 PT 二次回 路異常的原因主要有以下 3 個(gè)方面：1）同一 PT 的二次回路多點(diǎn)接地 。如果在 PT 二次端子箱接地后， 在主控制室又再 次接地，兩接地點(diǎn)之間無電纜芯連接，或 兩個(gè)及以上的 PT 中性點(diǎn)在端子箱接地后 ，再 經(jīng)電纜芯引入主控制室內(nèi)直接連接起來 ，如引至主控制室接地小母線 N600 上連接。對于這兩種 PT 二次回路接地方式， 當(dāng)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中的變電站內(nèi)或出口發(fā) 生接地短路故障時(shí)， 由于有很大的短路電流進(jìn)入變電站的接地網(wǎng)中， 而接地網(wǎng)上

17、每一點(diǎn) 的電位是不同的，即 PT 的各二次接地點(diǎn)之間將出現(xiàn)電位差。這種各 PT 中性點(diǎn)電位的 不等而引起的附加電壓造成了電壓二次回路中性點(diǎn)發(fā)生偏移。2）PT 二次回路 中性點(diǎn)未接地 或接地不可靠 。由于有較大的接地電阻，使得 PT 二 次回路中性點(diǎn)的電位為懸浮電位。3）PT的不同二次繞組引至控制接地時(shí)用同一根電纜芯 。如果PT二次開口三角繞 組與星型繞組用同一根電纜芯引至控制室接地時(shí)， 在系統(tǒng)正常運(yùn)行中， 由于星型繞組的 負(fù)載在公用電纜芯上產(chǎn)生壓降，將會造成開口三角繞組有輸出。小問題：大接地系統(tǒng)中，PT開口三角形繞組額定電壓為100V，而小接地系統(tǒng)中為100/3V？ 因?yàn)橐髥蜗嘟拥氐臅r(shí)候 零

18、序電壓顯示為 100V 易于記憶。大接地的時(shí)候由于中性點(diǎn)電位固定為 0，所以 1 相金屬性接地以后 Uo=-Ua=100V （變比一相就是 100V）小接地中，地電位移到了接地相，中性點(diǎn)電壓升高為相電壓， Uo=Ub+Uc。而其他 兩相電壓均升為線電壓且角度相差 60°，開口三角形度的兩相電壓向量相加以后為 3 倍的相電壓（變比為 100/3V） Uo=3*100/3=100V六、電壓互感器的一些知識點(diǎn)：1、某變電站電壓互感器的開口三角側(cè) B相接反，則正常運(yùn)行時(shí)，如一次側(cè)運(yùn)行電壓為 110kV，開口三角形的輸出電壓為：200V。（不是0V，也不是100V）2、 來自電壓互感器二次側(cè)的

19、 4根開關(guān)場引入線（Ua、Ub、Uc、Un）和電壓互感器三 次側(cè)的2根開關(guān)場引入線（開口三角的 UL、Un）中的2個(gè)零相電纜Un, （ B ）A、在開關(guān)場并接后，合成1根引至控制室接地；B、必須分別引至控制室，并在控制室接地；C、三次側(cè)的Un在開關(guān)場接地后引入控制室 N600,二次側(cè)的Un單獨(dú)引入控制室N600 并接地；D、在開關(guān)場并接接地后，合成1根后再引至控制室接地。3、在進(jìn)行交流二次 電壓回路 通電試驗(yàn)時(shí)，必須可靠地?cái)嚅_至電壓互感器二次側(cè) 的回路， 以防止反充電 。4、電壓互感器的二次回路只允許 一點(diǎn)接地 ，接地點(diǎn)宜設(shè)置在 控制室內(nèi) 。5、電壓互感器的二次回路通電試驗(yàn)時(shí)，為防止由二次側(cè)向

20、一次側(cè)反充電，除應(yīng)將二次 回路斷開外，還應(yīng)取下電壓互感器高壓熔斷器或斷開電壓互感器一次隔離開關(guān)。6運(yùn)行中，電壓互感器二次側(cè)某一相熔斷器熔斷時(shí)，該相電壓值為零。（X）7、 電壓互感器二次輸出回路 A、B、C相、N線均應(yīng)裝設(shè)熔斷器或者自動(dòng)小開關(guān)。（X）8、所有的電壓互感器 （包括測量、保護(hù)和勵(lì)磁自動(dòng)調(diào)節(jié) ）二次繞組出口均應(yīng)裝設(shè)熔斷器 或自動(dòng)開關(guān)。（X）9、為保證設(shè)備及人身安全、減少一次設(shè)備故障時(shí)對繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置的干擾所有電壓互感器的中性線必須在開關(guān)站（場）就地接地。（X）10、 兩組電壓互感器的并聯(lián)，必須是一次側(cè)先并聯(lián)，然后才允許二次側(cè)并聯(lián)。（V）11、 關(guān)于電壓互感器和電流互感器接地正確

21、的說法是（D ）A、電壓互感器二次接地屬保護(hù)接地，電流互感器屬工作接地；B、電壓互感器二次接地屬工作接地，電流互感器屬保護(hù)接地；C、 均屬工作接地；D、均屬保護(hù)接地。（說明：保護(hù)接地是防止一、二次絕緣損壞擊穿，高電壓串到二次側(cè)，對人身、設(shè) 備造成傷害。工作接地，是指互感器工作原理的需要，保證正確傳變。 ）12、 電壓互感器接于線路上，當(dāng)A相斷開時(shí)，（A ）A、E相和C相的全電壓與斷相前相差不大；B、E相和C相的全電壓與斷相前相差較大；C、E相和C相的全電壓與斷相前幅值相等。13、 所有電流互感器和電壓互感器的二次繞組應(yīng)有一點(diǎn)且僅有一點(diǎn)永久性的、可靠的保 護(hù)接地。14、在帶電的電壓互感器二次回路

22、上工作時(shí)，應(yīng)采取下列安全措施： 嚴(yán)格防止 短路或接地 ；應(yīng)使用絕緣工具，戴手套。必要時(shí)，工作前申請停用有 關(guān)保護(hù)裝置、安全自動(dòng)裝置或自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)； 接臨時(shí)負(fù)載，應(yīng)裝設(shè) 專用的隔離開關(guān)和熔斷器 ； 工作時(shí)應(yīng)有專人監(jiān)護(hù)，禁止將回路的安全接地點(diǎn)斷開。15、二次系統(tǒng)里面常說“ PT二次側(cè)額定電壓為100V”，是指當(dāng)一次側(cè)為額定電壓時(shí)，二次側(cè)的輸出線電壓為100V，而相電壓為57.74V。而我們常說“ CT的二次額定電流 為1A或者5A”，是指當(dāng)一次側(cè)為CT的一次額定電流時(shí)（比如對于15000/1的CT，CT 的一次額定電流為15000A），二次側(cè)輸出的相電流為1A或者5A。16 、反措要求：經(jīng)控制室

23、零相小母線（N600）連通的幾組電壓互感器的二次回路必須在 控制室一 點(diǎn)接地，各電壓互感器的中性線不得接有可能斷開的開關(guān)和接觸器。 來自電壓互感器的 二次回路的 四根開關(guān)場引入線 和互感器三次回路的 2根開關(guān)場引入線 必須分開，不得共 用。 即電壓互感器的二次回路和三次回路 必須分開 。17、電壓互感器的零序電壓回路是否應(yīng)裝設(shè)熔斷器？為什么？答：不能裝設(shè)熔斷器，因?yàn)檎＿\(yùn)行時(shí)， 電壓互感器的零序電壓回路無電壓， 不能 監(jiān)視熔斷器是否斷開， 如果熔斷絲熔斷了， 也不會有熔斷器熔斷的告警信號， 而此時(shí)若 系統(tǒng)又發(fā)生了接地故障，保護(hù)裝置就采集不到零序電壓，保護(hù)就會誤動(dòng)。18、 在高壓端與地短路的情況下，電容式電壓互感器二次電