网站小编 一、 电压互感器概述
电压互感器（Voltage transformer）是将一次回路的高电压成正比的变换为二次低电压以供给测量仪表、继电保护及其它类似电器。用途是实现被测电压值的变换，与普通变压器不同的是其输出容量很小。一般不超过数十伏安或数百伏安，一组电压互感器通常有多个二次绕组，供给不同用途。如保护、测量、计量等，绕组数量需要根据不同用途和规范要求选择。电压互感器的一次绕组直接并接于高电压回路，属于高压电器，其绝缘性能和结构是互感器设计和应用需要考虑的重要问题。
二、 电压互感器类型
电压互感器的一次绕组通常并联于被测量的一次电路中，二次绕组通过导线或电缆并接仪表及继电保护等二次设备。电压互感器的额定一次电压和额定二次电压是作为互感器性能基准的一次电压和二次电压。
1、 电压互感器按其用途和性能特点可分为两大类：
1） 测量用互感器，主要在电力 系统正常运行时，将相应电路的电压变换供给测量仪表、积分仪表和其它类似电器，用于运行状态监视、记录和电能计量等用途。
2）保护用互感器，主要在电力系统非正常运行和故障状态下，将相应电路的电压变换供给继电保护装置和其它类似电器，以便起动有关设备清除故障，也可实现故障监视和故障记录等。
2、电压互感器按构成原理可分为电磁式和电容式两类。
1）电磁式电压互感器： 电磁式电压互感器的原理与一般变压器类似。
电磁式电压互感器原理：一次、二次线圈经铁芯电磁感应，将高电压变换成标准低电压（100；100/3；100/ 3 V），供计量及保护用。电磁式电压互感器的准确度不受外界因素（环境及运行温度、电源频率、环境污染）的影响；但存在铁磁谐振问题（电压互感器的入端阻抗可能会因电网过电压使其与电网容抗相等）问题。
在电网的所有元件中，入端阻抗为容抗（XC）的有：输电线对地；耦合电容；少油断路器断口的并联电容及电容式电压互感器。入端阻抗为电抗（感抗 XL）的有：电磁式电压互感器、变压器及电抗器。当电网正常操作（断路器投切）出现的操作过电压或大气过电压时，电网会因容抗与感抗相等会在某些元件中产生铁磁谐振而烧毁。而电磁式电压互感器的工作磁密在拐点以下，当电网出现过电压过程中，电磁式电压互感器的入端阻抗随之变化，可能会与电网的容抗值相等发生铁磁谐振烧毁电磁式电压互感器。因此电磁式电压互感器必须解决或避免铁磁谐振问题，才能安全运行。
2）电容式电压互感器
电容式电压互感器由 C1 和 C2 构成的电容分压器及电磁单元组成。电磁单元由中压变压器和电抗器组成。其接地回路通常还接有电力线载波耦合装置，对于工频载波装置阻抗很小，但对于载波则呈现较高的阻抗。电容式电压互感器接线见图及等值电路参见下图：
电容式电压互感器是由电容分压器和电磁单元（中间变压器、电抗器、阻尼器等） 构成。由一节或多节耦合电容器组成的电容分压器的高电压中抽取一个中间电压（通常为 10～20kV）送入电磁单元，经电磁变换将中间电压降到多个标准低电压，供计量和继电保护用。设计基本原理：电容分压器的电抗与电磁单元的电抗处于（或接近）串联谐振的状态。其目的是：
（1）互感器的内阻最小，补偿了电容分压器的容性阻抗，互感器的误差（即二次输出电压）随负载的变化也小，得到更高的准确度。
（2）可借助于补偿电抗器绕组和中间变压器一次绕组上的若干调节抽头，方便地调整电压误差和相位差，以达到规定的准确度。
三、 电压互感器参数选择
1、一次电压的选择
（1） 额定一次电压Upt:电压互感器的额定一次电压应由所在系统的标称电压确定。
（2）额定电压因数（Ku）: 电压互感器的额定电压因数Ku 应根据系统最高运行电压决定，而后者又与系统及电压互感器一次绕组的接地条件有关。下表列出与各种接地条件相对应的额定电压标准值及在最高运行电压下的允许持续时间（即额定时间）。
2、额定二次电压
额定二次电压是按互感器使用场合来选定的。
（1） 供三相系统线间连接的单相互感器，其额定二次电压为 100V。
（2） 供三相系统相与地之间用的单相互感器，当其额定一次电压为某一数值除以√3时，额定二次电压应为 100/√3。
（3） 电压互感器剩余电压绕组的额定二次电压：当系统中性点有效接地时应为100V；当系统中性点为非有效接地时应为 100/3 V。
3、 电压互感器二次绕组选择
电压互感器二次绕组数量按所供给仪表和继电器的要求确定。
（1） 对于超高压输电线路和大型主设备，要求装设两套独立的主保护，因而要求电压互感器具有两个独立二次绕组分别对两套保护供电。此外，对计费用测量仪表，为提高可靠性和精确度，要求从二次绕组单独引出二次电缆回路供电或采用有测量和保护分开二次绕组的电压互感器。
（2） 保护用电压互感器一般设有剩余电压绕组，供接地故障产生剩余电压用。对于微机保护，推荐由三相电压自动形成剩余（零序）电压，此时可不设剩余电压绕组。
4、型式和接线选择
根据测量表计、变送器和继电器等负荷要求，结合电压互感器型式和接线进行选择：
（1） 两个单相电压互感器接成 V-V 型接线方式：用于表计和继电器接入两相间电压的情况。电压互感器一次绕组不能接地。这种接线方式用于中性点不接地系统或中性点绝缘谐振接地系统的电网中。
（2） 三个单相电压互感器接成星形-星形接线方式，电压互感器一次绕组中性点不接地。用于表计和继电器接入线电压和相电压的情况，这种接线不能用来供电给绝缘检查电压表；
（3） 三个单相电压互感器接成星形-星形接线方式，电压互感器一次绕组和二次绕组的中性点直接接地。用于供电给要求线电压的表计和继电器以及供电给绝缘检查电压表，如高压侧系统中性点直接接地，可接入相电压测量表计。如高压侧系统中性点不接地或经阻抗接地，则不允许接入测量相电压的表计。
（4） 三相三柱式电压互感器星形接线方式，用来接入线电压和相对电网中性点的相电压。这种电压互感器一般用于中性点不接地系统或经消弧线圈接地的电网。需要注意的是：一次绕组中性点不允许接地。
（5） 三相五柱式电压互感器星形接线方式。三相五柱式电压互感器是磁系统具有五个磁柱的三相三绕组的电压互感器。一次绕组和主二次绕组接成中性点直接接地的星形，辅助二次绕组接成有零序电压回路的接线方式。用于将测量表计和继电器接入线电压和相电压；接成零序的辅助二次绕组接入接地保护装置或继电器。
5、准确级选择
电压互感器除剩余电压绕组外，应给出相应的测量准确级和保护准确级。
（1） 测量用电压互感器的准确级，是以该准确级规定的电压和负荷范围内的最大允许电压误差百分数来标称。标准准确级为 0.1、0.2、0.5、1.0、3.0。
（2） 保护用电压互感器的准确级，是以该准确级在 5 ％额定电压到额定电压因数（参见上表）相对应的电压范围内最大允许电压误差的百分数标称，其后标以字母 “P”。标准准确级为 3P 和 6P。
（3） 保护用电压互感器剩余电压绕组的准确级为 6P。
（4） 电压误差和相位差的限值。
各种准确等级的测量用电压互感器和保护用电压互感器，其电压误差和相位差不应超过下表所列限值。
（5） 测量用电压互感器的准确等级应与测量仪表的准确等级相适应，参见下表。
6、二次绕组额定输出
选择二次绕组额定输出时，应保证二次实接负荷在额定输出的 25％～100％范围内，以保证互感器的准确度。
在功率因数为 0.8（滞后）时，额定输出标准值为 10、15、25、30、50、75、100VA。 其中下标线者为优先值，大于 100VA 的额定输出值可与制造方协商确定。对三相电压互感器而言，其额定输出值是指每相的额定输出。
7、二次回路电压降
测量用电压互感器二次回路允许电压降不应超过以下值：
（1） 测量仪表：不大于额定电压的 1～3％。
（2） 用户计费用 0.5 级电能表：不大于额定电压的 0.25％。
（3） 电力系统内部的 0.5 级电能表：不大于额定电压的 0.5％。
四、 电压互感器性能要求
在中性点非有效接地系统中，电磁式电压互感器采取下列限制或消除铁磁谐振措施。
(1)在电压互感器一次绕组中性点与地之间接入线性或非线性电阻；
(2)在三相电压互感器或三相单相电压互感器一次侧中性点与地之间接入一个单相零序电压互感器；
（3）在电压互感器剩余开口三角装设专用消协器；
（4）在电压互感器一次侧加装避雷器；
（5）在电压互感器一次侧或二次侧加装熔断器；
