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DQZHAN技術訊：電壓互感器知識全解

一、何謂電壓互感器

1電壓互感器（Potentialtransformer簡稱PT，Voltagetransformer也簡稱VT）和降壓變壓器很相像，都是用來變換線路或母線上的電壓。

2電壓互感器是一個帶鐵心的變壓器。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，在鐵心中就產生一個磁通φ，根據電磁感應定律，則在二次繞組中就產生一個二次電壓U2。

3改變一次或二次繞組的匝數，可以產生不同的一次電壓與二次電壓比，這就可組成不同比的電壓互感器。

4電壓互感器將高電壓按比例轉換成低電壓，一般為100V，電壓互感器一次側接在一次系統，二次側接測量儀表、繼電保護等設備。

二、電壓互感器的作用

1電壓互感器時隔離高電壓，供繼電保護、自動裝置和測量儀表獲取一次電壓信息的傳感器。把高電壓按比例關系變換成100V或100/3V標準二次電壓，供計量、儀表裝置和繼電保護使用。

2同時使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離，保證設備和人身**的作用。

三、電壓互感器分類

1按安裝地點可分：戶內式和戶外式。35kV及以下多為戶內式，35kV及以上多為戶外式，其絕緣有明顯差距。

2按相數可分：單相式和三相式。10kV及以下采用三相式。

3按繞組數可分：雙繞組、三繞組和四繞組。

4按絕緣方式可分：干式、澆注式、油浸式和氣體式。

5按工作原理可分為：電磁式、電容式和新型的光電式電壓互感器。

其中電磁式可分為:三相式和單相式；三相式又可分：三相兩柱式和兩相五柱式。

四、電壓互感器結構

1油浸式電壓互感器

油浸式電壓互感器分為：單級式和串級式單級式，單級式可用于220kV及以下電壓等級，串級式可用于66kV及以上電壓的所有電壓等級。

單級式其一二次繞組繞在共同的鐵芯上，絕緣不分級，靠磁耦合實現能量轉換。

串級式由多個匝數相同的一次繞組裝在數量為繞組數一半的相同的鐵芯上，自上而下排列，接于高壓與地之間。

2SF6氣體絕緣電壓互感器

SF6氣體絕緣電壓互感器由外殼、絕緣套管、鐵芯、一、二次繞組以及安裝附件組成。一次繞組一般采用寶塔形層式繞組，并按分級方式繞制；二次繞組為層式繞組，緊靠鐵芯繞制，鐵芯通常采用單相雙柱疊片鐵芯。

SF6氣體絕緣電壓互感器可以與GIS配套，也可以作為獨立的SF6氣體絕緣電壓互感器。

3澆注絕緣電壓互感器

澆注絕緣采用不飽和樹脂和環氧樹脂。澆注絕緣電壓互感器通常用于35kV電壓等級，可做成戶內、戶外、接地、不接地等多種結構。

對于10kV開關柜內，幾乎全部采用澆注式。

4電容式電壓互感器

電容式電壓互感器的結構，按電容分壓器和電磁單元的組合方式分為：分裝式和單柱式兩種。

電容分壓器和電磁單元分別安裝，電磁單元通過外部套管與電容分壓器的中亞端子相互連接的方式稱為分裝式。

電容分壓器和電磁單元上下組裝在一起，二者在產品內部連接，稱為單柱式。

五、電壓互感器接線方法

1單相接線常用于大接地電流系統判線路無壓或同期，可以接任何一相，但另一判據要用母線電壓的對應相。

2接于兩相電壓間的一只電壓互感器，主要用于小電流接地系統判線路無壓或同期，因為小接地電流系統允許單相接地，如果只用一只單相對地的電壓互感器，如果電壓互感器正好在接地相時，該相測得對地電壓為零，則無法檢定線路是否卻以無壓，如果錯判則可能造成非同期合閘。

3V/V接線主要用于小接地電流系統的母線電壓測量，它只要兩只接于線電壓的電壓互感器就能完成三相電壓的測量，節約投資。但該接線無法測量系統的零序電壓。

4星形接線和三角接線應用*多，常用于母線測量三相電壓和零序電壓。

5中性點安裝有消弧電壓互感器的星形接線。在電流接地系統，當單相接地時允許繼續運行2h，非接地相的電壓上升為線電壓，對于間隙性接地還有暫態過電壓。這可能造成電壓互感器鐵芯飽和，引起鐵磁諧振，使系統產生諧振過電壓，所以在小電流接地系統中電壓互感器要考慮消諧問題。

6用以檢定同期或線路無壓的線路電壓互感器采用電容型或電壓抽取裝置。

六、電壓互感器二次回路接線

1下圖為典型的雙母線或單母線分段主接線時的電壓互感器二次回路接線原理圖。由圖可看出，使用的兩次級的電壓互感器，一組次級三相接為星形，一組接為開口三角形。

2星形一組次級經小空氣開關1（2）QA，電壓互感器隔離開關輔助接點的重動繼電器1（2）K接點送至二次電壓小母線1（2）WVa、1（2）WVb、1（2）WVc及WVN，該小母線供保護裝置與測量設備使用。

3由于計量裝置對精度要求較高，從星形接線出口處另有一組電壓經熔斷器3-5（6-8）FU、繼電器1（2）K接點送專用的計量小母線1（2）WVaj、1（2）WVbj、1（2）WVcj。

4另一組接為開口三角形，其一端直接連到小母線WVN上，另一端經繼電器1（2）K接點連接到小母線1（2）WVL上，供需要零序電壓的保護裝置使用。

5雙母線電壓并列回路見上圖。其二次并列的條件，一是要在一次母聯或分段斷路器在合閘位置，并且兩側的隔離開關也在合閘位置時，并列繼電器1QJ、2QJ才能動作，見下圖。

電壓互感器二次回路聯絡圖接線圖

電壓互感器二次回路聯絡引起空氣開關跳閘示意圖

七、電壓互感器配置原則

1對于主接線為單母線、單母線分段、雙母線等，在母線上安裝三相式電壓互感器；當其出線上有電源，需要重合閘檢同期或無壓，需要同期并列時，應在線路側安裝單相或兩相電壓互感器。

2對于3/2主接線，常常在線路或變壓器測安裝三相電壓互感器，而在母線上安裝單相互感器以供同期并列和重合閘檢無壓、檢同期使用。

3內橋接線的電壓互感器可以安裝在線路側，也可在母線上，一般不同時安裝。安裝地點不同對保護功能有所影響。

4對220kV及以下的電壓等級，電壓互感器一般有兩至三個次級，一組接為開口三角形，其他接為星形。在500kV系統中，為零繼電保護的完全雙重化，一般選用三個次級的電壓互感器，其中兩組接為星形，一組接為開口三角形。

5當計量回路有特殊需要時，可增加提供計量的電壓互感器次級或安裝計量專用的電壓互感器組。

6在小接地電流系統，需要檢查線路電壓或同期時，應在線路側裝設兩相式電壓互感器或裝一臺電壓互感器接線間電壓。

7在大接地電流系統中，線路有檢查線路電壓或同期要求時，應首先選用電壓抽取裝置。500kV線路一般裝設三只電容式線路電壓互感器，作為保護、測量和載波通信公用。