「浅谈」电网中的电压互感器
来源：微信公众号（配网调度控制运行技术服务平台） 文章发布时间： 2020-10-09
电压互感器又称仪用互感器（亦称之为TV），是一个带铁芯的变压器。它主要由一、二次线圈、铁芯和绝缘组成。当在一次绕组上施加一个电压U1时，在铁芯中就产生一个磁通Φ，根据电磁感应定律，则在二次绕组中就产生一个二次电压U2。改变一次或二次绕组的匝数，可以产生不同的一次电压和二次电压比，这就可组成不同变比的电压互感器。
电压互感器是一种把高压变成低压，并在相位上与原来保持一致关系的仪器，它的一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等，它在电力系统中使用广泛，掌握其知识对调控运行人员非常重要，现作以下简要介绍，欢迎交流补充！
一、电压互感器分类
1）按安装地点可分为：户内式和户外式。35kV及以下多为户内式，35kV及以上多为户外式，其绝缘有明显差距。
2）按相数可分：单相式和三相式。
3）按绕组数可分：双绕组、三绕组和四绕组。
4）按绝缘方式可分为：干式、浇注式、油浸式和气体式。
5）按工作原理可分为：电磁式、电容式和新型的光电式电压互感器。其中电磁式可分为：三相式和单相式；三相式又可分为：三相两柱式和三相五柱式。
二、电压互感器的接线方式
1、单相电压互感器接线
图 1
如图1所示，为一只单相电压互感器接线，可用于测量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
图 2
如图2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
图 3
如图3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，也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。
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电压互感器的YN,yn△接法
图 4
如图4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。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。
三、电压互感器在电网中的主要作用
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保护
与继电保护和自动装置配合，可以构成对电网各种故障的电气保护和自动控制。
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计量
互感器与测量仪表和计量装置配合，可以测量一次系统的电压和电能。
四、运行中需要注意的问题
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一次定相
线路在进行一次定相时，如果线路各端有一侧接有线路PT（为电磁式电压互感器且一次侧地），如果该电压互感器接地点没有从线路中断开，则一次定相时始终有一相对地绝缘为零或测量值很小，无法完成定相。
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二次定相
电压互感器二次回路如果相序、相位不正确，将无法用以测量一次系统的相位，无法进行同期并列和电压互感器之间的并列，在日常运行和操作中有时需要两组母线上的电压互感器短时进行并列，如运行中一台停电工作、倒母线操作、两个绝缘监察开关同时插入等均可能造成两台电压互感器并列等。因此，在电压互感器投入运行前，必须进行定相。二次定相的一般操作是腾空所在异动变压器所在段的母线，通过另一段正常母线电压互感器进行二次相序、相位的校核。
定相步骤如下：
（1）检验定相所用的三相电压是否对称；
（2）按接线组别，分别测量两互感器二次侧端子间的各电压；
（3）根据测定结果，检查二次端子的标号及所接端子排是否正确。
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防止谐振
在正常情况下, 电压互感器铁芯不会饱和, 线圈感抗大于线路容抗, 即 XL >XC 。遇故障消失或合空载母线、雷击 、接地时导线对地电位突然发生变化, 三相电位有升有降, 电容的涌流流经电压互感器线圈, 电流大增 。电压互感器线圈由不饱和变成饱和。当涌流增大到一定数值后, 即 XL ≤ XC 就构成谐振的条件, 产生了谐振。
（1）TV中性点经消谐器或电阻接地
（2）TV开口三角绕组接电阻或二次消谐装置
（3）采用消弧线圈
（4）采用励磁特性好的TV
（5）采用电容式TV或电子式互感器
（6）采用抗谐振型TV或在TV中性点串单相TV
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容量合适
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。
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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。
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二次接地
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。
作者介绍
符必娟 高级工程师、高级技师，高级考评员，现任国网四川达州供电公司调控中心地区电网调度运行技术兼地区调度班班长。
