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电气技术|认识电压互感器

发表时间:2018/2/23  浏览次数:821  
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一.何谓电压互感器

电压互感器(Potential transformer 简称PT,Voltage transformer也简称VT)和降压变压器很相像,都是用来变换线路或母线上的电压。

电压互感器是一个带铁心的变压器。它主要由一、二次线圈、铁心和绝缘组成。当在一次绕组上施加一个电压U1时,在铁心中就产生一个磁通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与二次电压比,这就可组成不同比的电压互感器。

电压互感器将高电压按比例转换成低电压,一般为100V,电压互感器一次侧接在一次系统,二次侧接测量仪表、继电保护等设备。

二.电压互感器的作用

电压互感器时隔离高电压,供继电保护、自动装置和测量仪表获取一次电压信息的传感器。把高电压按比例关系变换成100V或100/3 V标准二次电压,供计量、仪表装置和继电保护使用。

同时使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离,保证设备和人身安全的作用。

三.电压互感器分类

按安装地点可分: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。

按安装地点可分: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。

按相数可分:单相式和三相式。10kV及以下采用三相式。

按绕组数可分:双绕组、三绕组和四绕组。

按绝缘方式可分:干式、浇注式、油浸式和气体式。

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:三相两柱式和两相五柱式。

四.电压互感器结构

(1) 油浸式电压互感器

油浸式电压互感器分为:单级式和串级式单级式,单级式可用于220kV及以下电压等级,串级式可用于66kV及以上电压的所有电压等级。

单级式其一二次绕组绕在共同的铁芯上,绝缘不分级,靠磁耦合实现能量转换。

串级式由多个匝数相同的一次绕组装在数量为绕组数一半的相同的铁芯上,自上而下排列,接于高压与地之间。

(2)SF6气体绝缘电压互感器

SF6气体绝缘电压互感器由外壳、绝缘套管、铁芯、一、二次绕组以及安装附件组成。一次绕组一般采用宝塔形层式绕组,并按分级方式绕制;二次绕组为层式绕组,紧靠铁芯绕制,铁芯通常采用单相双柱叠片铁芯。

SF6气体绝缘电压互感器可以与GIS配套,也可以作为独立的SF6气体绝缘电压互感器。

(3) 浇注绝缘电压互感器

浇注绝缘采用不饱和树脂和环氧树脂。浇注绝缘电压互感器通常用于35kV电压等级,可做成户内、户外、接地、不接地等多种结构。

对于10kV开关柜内,几乎全部采用浇注式。

(4) 电容式电压互感器

电容式电压互感器的结构,按电容分压器和电磁单元的组合方式分为:分装式和单柱式两种。

电容分压器和电磁单元分别安装,电磁单元通过外部套管与电容分压器的中亚端子相互连接的方式称为分装式。

电容分压器和电磁单元上下组装在一起,二者在产品内部连接,称为单柱式。

五.电压互感器接线方式

(1)单相接线常用于大接地电流系统判线路无压或同期,可以接任何一相,但另一判据要用母线电压的对应相。

(2)接于两相电压间的一只电压互感器,主要用于小电流接地系统判线路无压或同期,因为小接地电流系统允许单相接地,如果只用一只单相对地的电压互感器,如果电压互感器正好在接地相时,该相测得对地电压为零,则无法检定线路是否却以无压,如果错判则可能造成非同期合闸。

(3) V/V接线主要用于小接地电流系统的母线电压测量,它只要两只接于线电压的电压互感器就能完成三相电压的测量,节约投资。但该接线无法测量系统的零序电压。

(4)星形接线和三角接线应用最多,常用于母线测量三相电压和零序电压。

(5)中性点安装有消弧电压互感器的星形接线。在电流接地系统,当单相接地时允许继续运行2h,非接地相的电压上升为线电压,对于间隙性接地还有暂态过电压。

这可能造成电压互感器铁芯饱和,引起铁磁谐振,使系统 产生谐振过电压,所以在小电流接地系统中电压互感器要考虑消谐问题。

(6) 用以检定同期或线路无压的线路电压互感器采用电容型或电压抽取装置。

六.电压互感器二次回路接线

下图为典型的双母线或单母线分段主接线时的电压互感器二次回路接线原理图。由图可看出,使用的两次级的电压互感器,一组次级三相接为星形,一组接为开口三角形。

星形一组次级经小空气开关1(2)QA,电压互感器隔离开关辅助接点的重动继电器1(2)K接点送至二次电压小母线1(2)WVa、1(2)WVb、1(2)WVc及WVN,该小母线供保护装置与测量设备使用。

由于计量装置对精度要求较高,从星形接线出口处另有一组电压经熔断器3-5(6-8)FU、继电器1(2)K接点送专用的计量小母线1(2)WVaj、1(2)WVbj、1(2)WVcj。

另一组接为开口三角形,其一端直接连到小母线WVN上,另一端经继电器1(2)K接点连接到小母线1(2)WVL上,供需要零序电压的保护装置使用。

压变并列的二次回路如下图所示:

双母线电压并列回路见上图。其二次并列的条件,一是要在一次母联或分段断路器在合闸位置,并且两侧的隔离开关也在合闸位置时,并列继电器1QJ、2QJ才能动作,见下图。

电压互感器二次回路联络图接线图

电压互感器二次回路联络引起空气开关跳闸示意图

七.电压互感器配置原则

1、对于主接线为单母线、单母线分段、双母线等,在母线上安装三相式电压互感器;当其出线上有电源,需要重合闸检同期或无压,需要同期并列时,应在线路侧安装单相或两相电压互感器。

2、对于3/2主接线,常常在线路或变压器测安装三相电压互感器,而在母线上安装单相互感器以供同期并列和重合闸检无压、检同期使用。

3、内桥接线的电压互感器可以安装在线路侧,也可在母线上,一般不同时安装。安装地点不同对保护功能有所影响。

4、对220kV及以下的电压等级,电压互感器一般有两至三个次级,一组接为开口三角形,其他接为星形。在500kV系统中,为零继电保护的完全双重化,一般选用三个次级的电压互感器,其中两组接为星形,一组接为开口三角形。

5、当计量回路有特殊需要时,可增加专供计量的电压互感器次级或安装计量专用的电压互感器组。

6、在小接地电流系统,需要检查线路电压或同期时,应在线路侧装设两相式电压互感器或装一台电压互感器接线间电压。

7、在大接地电流系统中,线路有检查线路电压或同期要求时,应首先选用电压抽取装置。500kV线路一般装设三只电容式线路电压互感器,作为保护、测量和载波通信公用。



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