电压互感器的作用和原理

电压互感器是一种小型的降压变压器 ，主要由铁芯、一次绕组、二次绕组、接线端子和绝缘支持物等构成，一次绕组并接于电力系统一次回路中，其二次绕组并联接入了测量仪表、继电保护装置或自动装置的电压线圈，即负载为多个元件时，负载并联后接入二次绕组，且标准额定电压为100V 。由于电压互感器是把高电压变成低电压，所以它的主绕组的匝数较多，而次绕组的匝数较少。

一、电压互感的电气符号

电压互感器在电路中的符号如图所示，用“ TV”来表示，一、二次绕组绝缘套管分别标记“●”的两个端子为同名端或同极性端。

 

二、影响误差的运行因素

电压互感器在运行中与电流互感器一样也会产生误差，影响电压互感器误差的主要原因除了互感器本身铁芯、绕组等因素外，还有运行中一次电压、二次负载和负荷功率因数等参数对其也有影响。

因此，为了减少电压互感器的误差，在结构上，应采用导磁率高的冷轧硅钢片，减少电压互感器的损耗；在运行时，则应根据准确度的要求，把一次电压、二次负载和负荷功率因数等参数控制在相应的范围内。

 

三、电压互感器的接线方式

电压互感器在电力系统中要测量的电压有线电压、相电压、相对地电压和单相接地时出现的零序电压。为了测取这些电压，电压互感器就有了不同的接线方式，最常见的有以下几种，如图所示：

 

1 ．单相电压互感器接线

如图（a）所示为一只单相电压互感器接线，可用于测量接地系统的相对地电压。35kv及以下中性点不直接接地系统的线电压或 110kv 以上中性点直接接地系统的相对地电压。

 

2 ．电压互感器的 V， v 接法

如图（b）所示，V，v 接法就是将两台全绝缘单相电压互感器的高低压绕组分别接于相与相间构成不完全三角形。这种接法广泛用于中性点不接地或经消弧线圈接地的 35kV及以下的高压三相系统中，特别是 10kV的三相系统中。V， v 接法不仅能节省一台电压互感器，还能满足三相表计所需要的线电压。这种接线方法的缺点是不能测量相电压，不能接入监视系统绝缘状况的电压表。

 

3 ．电压互感器的 Y，yn 接法

如图（c）所示。这种接法是用三台单相电压互感器构成一台三相电压互感器，可以用一台三铁芯柱式三相电压互感器，将其高低压绕组分别接成星形。Y， yn 接法多用于小电流接地的高压三相系统，可以测量线电压，这种接线方法的缺点是：

① 当三相负载不平衡时，会引起较大的误差；

② 当一次高压侧有单相接地故障时，它的高压侧中性点不允许接地，否则，可能烧坏互感器，故而高压侧中性点无引出线，也就不能测量对地电压。

 

如图（ d）所示。这种接法常用三台单相电压互感器构成三相电压互感器组，主要用于大电流接地系统中。次绕组既可测量线电压，又可测量相对地电压，辅助绕组二次绕组接成开口三角形供给单相接地保护使用。YN，yn△接法其主二次绕组既可测量线电压，又可测量相对地电压，辅助绕组二次绕组接成开口三角形供给单相接地保护使用。

当YN， yn△接法用于小接地电流系统时，通常都采用三相五柱式的电压互感器，如图所示。其一次绕组和主二次绕组接成星形，并且中性点接地，辅助二次绕组接成开口三角形。故三相五柱式的电压互感器可以测量线电压和相对地电压，辅助二次绕组可以接入交流电网绝缘监视用的继电器和信号指示器，以实现单相接地的继电保护。

 

四、电压互感器使用的注意事项

1 ．电压互感器在投入运行前要按照规程规定的项目进行试验检查。例如，测极性、连接组别、摇绝缘、核相序等。

2 ．电压互感器的接线应保证其正确性，一次绕组和被测电路并联，二次绕组应和所接的测量仪表、继电保护装置或自动装置的电压线圈并联，同时要注意极性的正确性。

3 ．接在电压互感器二次侧负荷的容量应合适，接在电压互感器二次侧的负荷不应超过其额定容量，否则，会使互感器的误差增大，难以达到测量的正确性。

4 ．电压互感器二次侧不允许短路。由于电压互感器内阻抗很小，若二次回路短路时，会出现很大的电流，将损坏二次设备甚至危及人身安全。电压互感器可以在二次侧装设熔断器以保护其自身不因二次侧短路而损坏。在可能的情况下，一次侧也应装设熔断器以保护高压电网不因互感器高压绕组或引线故障危及一次系统的安全。

5 ．为了确保人在接触测量仪表和继电器时的安全，电压互感器二次绕组必须有一点接地。因为接地后，当一次和二次绕组间的绝缘损坏时，可以防止仪表和继电器出现高电压危及人身安全。