電壓互感器*概述

　　電壓互感器是一個(gè)帶鐵心的變壓器。它主要由一、二次線(xiàn)圈、鐵心和絕緣組成。電壓互感器和變壓器很相像，都是用來(lái)變換線(xiàn)路上的電壓。但是變壓器變換電壓的目的是為了輸送電能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安為計(jì)算單位;而電壓互感器變換電壓的目的，主要是用來(lái)給測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)裝置供電，用來(lái)測(cè)量線(xiàn)路的電壓、功率和電能，或者用來(lái)在線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)保護(hù)線(xiàn)路中的貴重設(shè)備、電機(jī)和變壓器，因此電壓互感器的容量很小，一般都只有幾伏安、幾十伏安，*大也不超過(guò)一千伏安。

　　在測(cè)量交變電流的大電壓時(shí)，為能夠**測(cè)量在火線(xiàn)和地線(xiàn)之間并聯(lián)一個(gè)變壓器(接在變壓器的輸入端)，這個(gè)變壓器的輸出端接入電壓表，由于輸入線(xiàn)圈的匝數(shù)大于輸出線(xiàn)圈的匝數(shù)，因此輸出電壓小于輸入電壓，電壓互感器就是降壓變壓器。

　　線(xiàn)路上為什么需要變換電壓呢?這是因?yàn)楦鶕?jù)發(fā)電、輸電和用電的不同情況，線(xiàn)路上的電壓大小不一，而且相差懸殊，有的是低壓220V和380V，有的是高壓幾萬(wàn)伏甚至幾十萬(wàn)伏。要直接測(cè)量這些低壓和高壓電壓，就需要根據(jù)線(xiàn)路電壓的大小，制作相應(yīng)的低壓和高壓的電壓表和其他儀表和繼電器。這樣不僅會(huì)給儀表制作帶來(lái)很大困難，而且更主要的是，要直接制作高壓儀表，直接在高壓線(xiàn)路上測(cè)量電壓，那是不可能的，而且也是**不允許的。

　　電壓互感器的基本結(jié)構(gòu)和變壓器很相似，它也有兩個(gè)繞組，一個(gè)叫一次繞組，一個(gè)叫二次繞組。兩個(gè)繞組都裝在或繞在鐵心上。兩個(gè)繞組之間以及繞組與鐵心之間都有絕緣，使兩個(gè)繞組之間以及繞組與鐵心之間都有電的隔離。電壓互感器在運(yùn)行時(shí)，一次繞組N1并聯(lián)接在線(xiàn)路上，二次繞組N2并聯(lián)接儀表或繼電器。因此在測(cè)量高壓線(xiàn)路上的電壓時(shí)，盡管一次電壓很高，但二次卻是低壓的，可以確保操作人員和儀表的**。

　　電壓互感器*原理

　　電壓互感器按原理分為電磁感應(yīng)式和電容分壓式兩類(lèi)。電磁感應(yīng)式多用于 220kV及以下各種電壓等級(jí)。電容分壓式一般用于110kV以上的電力系統(tǒng)，330～765kV超高壓電力系統(tǒng)應(yīng)用較多。電壓互感器按用途又分為丈量用和保護(hù)用兩類(lèi)。

　　對(duì)前者的主要技術(shù)要**保證必要的正確度;對(duì)后者可能有某些特殊要求，如要求有第三個(gè)繞組，鐵心中有零序磁通等。其工作原理與變壓器相同，基本結(jié)構(gòu)也是鐵心和原、副繞組。特點(diǎn)是容量很小且比較恒定，正常運(yùn)行時(shí)接近于空載狀態(tài)。電壓互感器本身的阻抗很小，一旦副邊發(fā)生短路，電流將急劇增長(zhǎng)而燒毀線(xiàn)圈。為此，電壓互感器的原邊接有熔斷器，副邊可靠接地，以免原、副邊盡緣損毀時(shí)，副邊出現(xiàn)對(duì)地高電位而造**身和設(shè)備事故。丈量用電壓互感器一般都做成單相雙線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)，其原邊電壓為被測(cè)電壓(如電力系統(tǒng)的線(xiàn)電壓)，可以單相使用，也可以用兩臺(tái)接成V-V形作三相使用。實(shí)驗(yàn)室用的電壓互感器往往是原邊多抽頭的，以適應(yīng)丈量不同電壓的需要。供保護(hù)接地用電壓互感器還帶有一個(gè)第三線(xiàn)圈，稱(chēng)三線(xiàn)圈電壓互感器。三相的第三線(xiàn)圈接成開(kāi)口三角形，開(kāi)口三角形的兩引出端與接地保護(hù)繼電器的電壓線(xiàn)圈聯(lián)接。正常運(yùn)行時(shí)，電力系統(tǒng)的三相電壓對(duì)稱(chēng)，第三線(xiàn)圈上的三相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之和為零。一旦發(fā)生單相接地時(shí)，中性點(diǎn)出現(xiàn)位移，開(kāi)口三角的端子間就會(huì)出現(xiàn)零序電壓使繼電器動(dòng)作，從而對(duì)電力系統(tǒng)起保護(hù)作用。線(xiàn)圈出現(xiàn)零序電壓則相應(yīng)的鐵心中就會(huì)出現(xiàn)零序磁通。為此，這種三相電壓互感器采用旁軛式鐵心(10kV及以下時(shí))或采用三臺(tái)單相電壓互感器。對(duì)于這種互感器，第三線(xiàn)圈的正確度要求不高，但要求有一定的過(guò)勵(lì)磁特性(即當(dāng)原邊電壓增加時(shí)，鐵心中的磁通密度也增加相應(yīng)倍數(shù)而不會(huì)損壞)。

　　電磁感應(yīng)式電壓互感器的等值電路與變壓器的等值電路相同。

　　電容分壓式電壓互感器 　在電容分壓器的基礎(chǔ)上制成。

　　電容C1和C2串聯(lián)，U1為原邊電壓，為C2上的電壓?？蛰d時(shí)，電容C2上的電壓為

　　由于C1和C2均為常數(shù)，因此正比于原邊電壓。但實(shí)際上，當(dāng)負(fù)載并聯(lián)于電容C2兩端時(shí)，將大大減小，以致誤差增大而無(wú)法作電壓互感器使用。為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，在電容C2兩端并聯(lián)一帶電抗的電磁式電壓互感器YH，組成電容分壓式電壓互感器。

　　電抗可補(bǔ)償電容器的內(nèi)阻抗。YH有兩個(gè)副繞組，**副繞組可接補(bǔ)償電容Ck供丈量?jī)x表使用;**副繞組可接阻尼電阻Rd，用以防止諧振引起的過(guò)電壓。

　　電容式電壓互感器多與電力系統(tǒng)載波通訊的耦合電容器適用，以簡(jiǎn)化系統(tǒng)，降低造價(jià)。此時(shí)，它還需滿(mǎn)足通訊運(yùn)行上的要求。

　　電壓互感器*分類(lèi)

　　1.按用途分

　　丈量用電壓互感器(或電壓互感器的丈量繞組。在正常電壓范圍內(nèi)，向丈量、計(jì)量裝置提供電網(wǎng)電壓信息。

　　保護(hù)用電壓互感器(或電壓互感器的保護(hù)繞組。在電網(wǎng)故障狀態(tài)下，向繼電保護(hù)等裝置提供電網(wǎng)故障電壓信息。

　　2.按安裝地點(diǎn)分

　　可分為戶(hù)內(nèi)式和戶(hù)外式。35kV及以下多制成戶(hù)內(nèi)式;35kV以上則制成戶(hù)外式。

　　3.按盡緣介質(zhì)分

　　干式電壓互感器。由普通盡緣材料浸漬盡緣漆作為盡緣，多用在及以下低電壓等級(jí)。

　　澆注盡緣電壓互感器。由環(huán)氧樹(shù)脂或其他樹(shù)脂混合材料澆注成型，多用在及以下電壓等級(jí)。

　　油浸式電壓互感器。由盡緣紙和盡緣油作為盡緣，是我國(guó)*常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)型式，常用于及以下電壓等級(jí)。

　　氣體盡緣電壓互感器。由氣體作主盡緣，多用在較高電壓等級(jí)。

　　通常**丈量用的低電壓互感器是干式，高壓或超高壓密封式氣體盡緣(如六氟化硫)互感器也是干式。澆注式適用于35kV及以下的電壓互感器，35kV以上的產(chǎn)品均為油浸式。

　　4.按相數(shù)分

　　盡大多數(shù)產(chǎn)品是單相的，由于電壓互感器容量小，器身體積不大，三相高壓套管間的內(nèi)外盡緣要求難以滿(mǎn)足，所以只有3-15kV的產(chǎn)品有時(shí)采用三相結(jié)構(gòu)。35kV及以上不能制成三相式。

　　5.按電壓變換原理分

　　電磁式電壓互感器。根據(jù)電磁感應(yīng)原理變換電壓，原理與基本結(jié)構(gòu)和變壓器完全相似，我國(guó)多在及以下電壓等級(jí)采用。

　　電容式電壓互感器。由電容分壓器、補(bǔ)償電抗器、中間變壓器、阻尼器及載波裝置防護(hù)間隙等組成，用在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)里作電壓丈量、功率丈量、繼電防護(hù)及載波通訊用。

　　光電式電壓互感器。通過(guò)光電變換原理以實(shí)現(xiàn)電壓變換，目前還在研制中。

　　6.按使用條件分

　　戶(hù)內(nèi)型電壓互感器。安裝在室內(nèi)配電裝置中，一般用在及以下電壓等級(jí)。

　　戶(hù)外型電壓互感器。安裝在戶(hù)外配電裝置中，多用在及以上電壓等級(jí)。

　　7.按繞組數(shù)目分

　　可分為雙繞組和三繞組電壓互感器，三繞組電壓互感器除一次側(cè)和基本二次側(cè)外，還有一組輔助二次側(cè)，供接地保護(hù)用。

　　8.按一次繞組對(duì)地運(yùn)行狀態(tài)分

　　一次繞組接地的電壓互感器。單相電壓互感器一次繞組的末端或三相電壓互感器一次繞組的中性點(diǎn)直接接地。

　　一次繞組不接地的電壓互感器。單相電壓互感器一次繞組兩端子對(duì)地都是盡緣的;三相電壓互感器一次繞組的各部分，包括接線(xiàn)端子對(duì)地都是盡緣的，而且盡緣水平與額定盡緣水平一致。

　　9.按磁路結(jié)構(gòu)分

　　單級(jí)式電壓互感器。一次繞組和二次繞組(根據(jù)需要可設(shè)多個(gè)二次繞組同繞在一個(gè)鐵芯上，鐵芯為地電位。我國(guó)在及以下電壓等級(jí)均用單級(jí)式。

　　串級(jí)式電壓互感器。一次繞組分成幾個(gè)匝數(shù)相同的單元串接在相與地之間，每一單元有各自獨(dú)立的鐵芯，具有多個(gè)鐵芯，且鐵芯帶有高電壓，二次繞組(根據(jù)需要可設(shè)多個(gè)二次繞組處在*末一個(gè)與地連接的單元。我國(guó)目前在電壓等級(jí)常用此種結(jié)構(gòu)型式。

　　組合式互感器

　　由電壓互感器和電流互感器組合并形成一體的互感器稱(chēng)為組合式互感器，也有把與組合電器配套生產(chǎn)的互感器稱(chēng)為組合式互感器。

　　電壓互感器*與電流互感器區(qū)別

　　電容式電壓互感器 主要區(qū)別是正常運(yùn)行時(shí)工作狀態(tài)很不相同，表現(xiàn)為： 1)電流互感器二次可以短路，但不得開(kāi)路;電壓互感器二次可以開(kāi)路，但不得短路; 2)相對(duì)于二次側(cè)的負(fù)荷來(lái)說(shuō)，電壓互感器的一次內(nèi)阻抗較小以至可以忽略，可以認(rèn)為電壓互感器是一個(gè)電壓源;而電流互感器的一次卻內(nèi)阻很大，以至可以認(rèn)為是一個(gè)內(nèi)阻無(wú)窮大的電流源。 3)電壓互感器正常工作時(shí)的磁通密度接近飽和值，故障時(shí)磁通密度下降;電流互感器正常工作時(shí)磁通密度很低，而短路時(shí)由于一次側(cè)短路電流變得很大，使磁通密度大大增加，有時(shí)甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)飽和值。

　　電壓互感器*作用與用途

　　電壓互感器的作用是：把高電壓按比例關(guān)系變換成100V或更低等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)二次電壓，供保護(hù)、計(jì)量、儀表裝置使用。同時(shí)，使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離。電壓互感器雖然也是按照電磁感應(yīng)原理工作的設(shè)備，但它的電磁結(jié)構(gòu)關(guān)系與電流互感器相比正好相反。電壓互感器二次回路是高阻抗回路，二次電流的大小由回路的阻抗決定。當(dāng)二次負(fù)載阻抗減小時(shí)，二次電流增大，使得 一次電流自動(dòng)增大一個(gè)分量來(lái)滿(mǎn)足一、二次側(cè)之間的電磁平衡關(guān)系。可以說(shuō)，電壓互感器是一個(gè)被限定結(jié)構(gòu)和使用形式的特殊變壓器。

　　電壓互感器是一種電壓變換裝置。它將高電壓變換為低電壓，以便用低壓量值反映高壓量值的變化。因此，通過(guò)電壓互感器可以直接用普通電氣儀表進(jìn)行電壓丈量。

　　由于采用了電壓互感器，各種丈量?jī)x表和保護(hù)裝置不直接與高電壓相連接從而保證了儀表丈量和繼電保護(hù)工作的**，也解決了高壓丈量的盡緣、制造工藝等困難。此外，由于電壓互感器的二次側(cè)均為10伏使得丈量?jī)x表和繼電器電壓線(xiàn)圈制造上得以標(biāo)準(zhǔn)化。

　　電壓互感器的構(gòu)造和工作原理與普通變壓器相同，它也是由鐵芯、一次繞組、二次繞組、接線(xiàn)端子及盡緣支持物等組成。電壓互感器的一次繞組接于系統(tǒng)的線(xiàn)電壓或相電壓其盡緣應(yīng)隨實(shí)際系統(tǒng)電壓的高低而定。一次繞組具有較多的匝數(shù)，二次繞組匝數(shù)很少供給儀表或繼電器的電壓線(xiàn)圈。

　　電壓互感器的二次繞組不答應(yīng)短路。二次繞組有10伏電壓，應(yīng)接于能承受10伏電壓的回路里，其通過(guò)的電流，由二次回路阻抗的大小來(lái)決定。如二次短路，則阻抗很小，二次回路流過(guò)的電流增大，造成二次熔斷器熔斷影響表計(jì)指示及引起保護(hù)誤動(dòng)，損壞電壓互感器。

　　電壓互感器的二次回路必須接地以防止一、二次盡緣損壞擊穿高電壓串到二次側(cè)來(lái)對(duì)人身和設(shè)備造成危險(xiǎn)。

　　電壓互感器是發(fā)電廠(chǎng)、變電所等輸電和供電系統(tǒng)不可缺少的一種電器。

　　精密電壓互感器是電測(cè)試驗(yàn)室中用來(lái)擴(kuò)大量限，測(cè)量電壓、功率和電能的一種儀器。

　　電壓互感器和變壓器很相象，都是用來(lái)變換線(xiàn)路上的電壓。但是變壓器變換電壓的目的是為了輸送電能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安為計(jì)算單位;而電壓互感器變換電壓的目的，主要是給測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)裝置供電，用來(lái)測(cè)量線(xiàn)路的電壓、功率和電能，或者用來(lái)在線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)保護(hù)線(xiàn)路中的貴重設(shè)備、電機(jī)和變壓器，因此電

　　35-750kV電容式電壓互感器

　　壓互感器的容量很小，一般都只有幾伏安、幾十伏安，*大也不超過(guò)一千伏安。

　　線(xiàn)路上為什么需要變換電壓呢?這是因?yàn)楦鶕?jù)發(fā)電、輸電和用電的不同情況線(xiàn)路上的電壓大小不一，而且相差懸殊，有的是低壓220V和380V，有的是高壓幾萬(wàn)伏甚至幾十萬(wàn)伏。要直接測(cè)量這些低壓和高壓電壓，就需要根據(jù)線(xiàn)路電壓的大小，制作相應(yīng)的低壓和高壓的電壓表和其他儀表和繼 電器。這樣不僅會(huì)給儀表制作帶來(lái)很大的困難，而且更主要的是，要直接制作高壓儀表，直接在高壓線(xiàn)路上測(cè)量電壓。那是不可能的，而且也是**不允許的。

　　如果在線(xiàn)路上接入電壓互感器變換電壓，那么就可以把線(xiàn)路上的低壓和高壓電壓，按相應(yīng)的比例，統(tǒng)一變換為一種或幾種低壓電壓，只要用一種或幾種電壓規(guī)格的儀表和繼電器，例如通用的電壓為100V的儀表，就可以通過(guò)電壓互感器，測(cè)量和監(jiān)視線(xiàn)路上的電壓。

　　電壓互感器*接地方式

　　電壓互感器的接地方式通常有三種：

　　一次側(cè)中性點(diǎn)接地 二次側(cè)線(xiàn)圈接地 互感器鐵芯接地

　　三種接地的作用不盡相同，如下：

　　1)一次側(cè)中性點(diǎn)接地。由三只單相電壓互感器組成星形接線(xiàn)時(shí)，其一次側(cè)中性點(diǎn)必須接地。如下圖所示。因?yàn)殡妷夯ジ衅髟谙到y(tǒng)中不僅有電壓測(cè)量，而且還起繼電保護(hù)的作用。

　　??系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時(shí)，系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)零序電流。如果一次側(cè)中性點(diǎn)沒(méi)有接地，那么一次側(cè)就沒(méi)有零序電流通路，二次側(cè)開(kāi)口三角形線(xiàn)圈兩端也就不會(huì)感應(yīng)出零序電壓，繼電器KV就不會(huì)動(dòng)作，發(fā)不出接地信號(hào)。

　　對(duì)于三相五柱式電壓互感器，其一次側(cè)中性點(diǎn)同樣要接地。

　　由兩只單相電壓互感器組成的V-V形接線(xiàn)時(shí)，其一次側(cè)是不允許接地的，因?yàn)檫@相當(dāng)于系統(tǒng)的一相直接接地。而應(yīng)在二次中性點(diǎn)接地。

　　2)二次側(cè)接地。電壓互感器二次側(cè)要有一個(gè)接地點(diǎn)，這主要是出于**上的考慮。當(dāng)一次、二次側(cè)繞組間的絕緣被高壓擊穿時(shí)，一次側(cè)的高壓會(huì)竄到二次側(cè)，有了二次側(cè)的接地，能確保人員和設(shè)備的**。另外，通過(guò)接地，可以給絕緣監(jiān)視裝置提供相電壓。

　　二次側(cè)的接地方式通常有中性點(diǎn)接地和V相接地兩種。

　　根據(jù)繼電保護(hù)等具體要求加以選用。

　　采用V相接地時(shí)，中性點(diǎn)不能再直接接地。為了避免一、二次繞組間絕緣擊穿后，一次側(cè)高壓竄入二次側(cè)，故在二次側(cè)中性點(diǎn)通過(guò)一個(gè)保護(hù)間隙接地。當(dāng)高壓竄入二次側(cè)時(shí)，間隙擊穿接地，v相繞組被短接，該相熔斷器會(huì)熔斷，起到保護(hù)作用。

　　二次側(cè)接地點(diǎn)按規(guī)程規(guī)定，均應(yīng)選在主控室保護(hù)屏經(jīng)端子排接地，而在配電裝置處只設(shè)置試驗(yàn)檢修時(shí)的**接地點(diǎn)。

　　3)鐵心接地，在電壓互感器外殼上有一個(gè)接地樁頭，這是鐵心和外殼的接地點(diǎn)，起**保護(hù)作用。

　　電壓互感器*使用和保護(hù)

　　電壓互感器在使用中相位正確非常關(guān)鍵，這就要求接線(xiàn)極性一定要對(duì)應(yīng)，一旦引出端子用錯(cuò)，造成極性用反將會(huì)使電壓相位變化180°，因而一般其一次、二次側(cè)都會(huì)標(biāo)出極性。

　　電壓互感器在運(yùn)行中一定要保證二次側(cè)不能短路，由于其在運(yùn)行時(shí)是一個(gè)內(nèi)阻極小的電壓源，正常運(yùn)行時(shí)負(fù)載阻抗很大，相當(dāng)于開(kāi)路狀態(tài)，二次側(cè)僅有很小的負(fù)載電流。若二次側(cè)短路時(shí)，負(fù)載阻抗為零，將產(chǎn)生很大的短路電流，巨大的發(fā)熱會(huì)將互感器燒壞，甚至導(dǎo)致發(fā)生設(shè)備爆炸事故。

　　在運(yùn)行中為了達(dá)到對(duì)電壓互感器的良好保護(hù)，可以采取以下措施：

　　(1) 二次側(cè)熔斷器是保證電壓互感器**運(yùn)行的可靠措施，必須選擇適當(dāng)?shù)娜蹟嗥?，并加裝閉鎖裝置。

　　(2) 為避免開(kāi)口三角繞組兩端在電壓不平衡的情況下，長(zhǎng)時(shí)間存在較高電壓'>高電壓。在開(kāi)口三角繞組兩端加裝并聯(lián)電阻，并聯(lián)電阻在開(kāi)口三角感應(yīng)出零序電壓時(shí)，使零序電流得以流通，對(duì)高壓線(xiàn)圈產(chǎn)生往磁作用，從而也能抑制諧振。

　　(3) 在盡緣監(jiān)察裝置回路中，為了使盡緣監(jiān)察繼電器和電壓表能正確反映電網(wǎng)的接地故障，還必須留意與電壓互感器以及結(jié)構(gòu)等有關(guān)的題目。即為了反映每相對(duì)地電壓，電壓互感器高壓側(cè)的每相繞組必須接在相與地之間，高壓繞組必須呈星形接地，而且還要有中性點(diǎn)接地，同時(shí)，電壓互感器的低壓側(cè)兩繞組也必須有一點(diǎn)接地。

　　(4) 在10 kV以下配電網(wǎng)絡(luò)中，電源側(cè)的中性點(diǎn)是不直接接地的，電壓互感器的中性點(diǎn)接地。因此由于系統(tǒng)操縱，開(kāi)關(guān)合閘不同期及單相接地等原因，經(jīng)常出現(xiàn)過(guò)電壓，引起電壓互感器高壓熔絲熔斷、冒煙甚至燒毀。因此必須選用伏安特性比較好的電壓互感器或在中性點(diǎn)加裝阻尼電阻。

　　(5) 對(duì)于電容式電壓互感器，有一個(gè)末屏點(diǎn)，也就是一次線(xiàn)圈的非極性端。在運(yùn)行中末屏可以采取兩種方式：一種是末屏直接接地，這樣在雷擊或者振蕩等情況下，一次側(cè)若出現(xiàn)過(guò)電壓可以有效防止燒毀;假如末屏不直接接地，那么必須在末屏和地之間設(shè)擊穿間隙，這樣在出現(xiàn)過(guò)電壓時(shí)能夠通過(guò)間隙放電而開(kāi)釋。

　　電壓互感器*使用注意事項(xiàng)

　　1.電壓互感器在投入運(yùn)行前要按照規(guī)程規(guī)定的項(xiàng)目進(jìn)行試驗(yàn)檢查。例如，測(cè)極性、連接組別、搖絕緣、核相序等。

　　2.電壓互感器的接線(xiàn)應(yīng)保證其正確性，一次繞組和被測(cè)電路并聯(lián)，二次繞組應(yīng)和所接的測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)裝置或自動(dòng)裝置的電壓線(xiàn)圈并聯(lián)，同時(shí)要注意極性的正確性。

　　3.接在電壓互感器二次側(cè)負(fù)荷的容量應(yīng)合適，接在電壓互感器二次側(cè)的負(fù)荷不應(yīng)超過(guò)其額定容量，否則，會(huì)使互感器的誤差增大，難以達(dá)到測(cè)量的正確性。

　　4.電壓互感器二次側(cè)不允許短路。由于電壓互感器內(nèi)阻抗很小，若二次回路短路時(shí)，會(huì)出現(xiàn)很大的電流，將損壞二次設(shè)備甚至危及人身**。電壓互感器可以在二次側(cè)裝設(shè)熔斷器以保護(hù)其自身不因二次側(cè)短路而損壞。在可能的情況下，一次側(cè)也應(yīng)裝設(shè)熔斷器以保護(hù)高壓電網(wǎng)不因互感器高壓繞組或引線(xiàn)故障危及一次系統(tǒng)的**。

　　5.為了確保人在接觸測(cè)量?jī)x表和繼電器時(shí)的**，電壓互感器二次繞組必須有一點(diǎn)接地。因?yàn)榻拥睾?，?dāng)一次和二次繞組間的絕緣損壞時(shí)，可以防止儀表和繼電器出現(xiàn)高電壓危及人身**。

　　電壓互感器*故障處理

　　電壓互感器二次熔絲熔斷

　　當(dāng)互感器二次熔絲熔斷時(shí)，會(huì)出現(xiàn)下列現(xiàn)象：有預(yù)告音響;“電壓回路斷線(xiàn)”光字牌會(huì)亮;電壓表、有功和無(wú)功功率表的指示值會(huì)降低或到零;故障相的盡緣監(jiān)視表計(jì)的電壓會(huì)降低或到零;“備用電源消失”光字牌會(huì)亮;在變壓器、發(fā)電機(jī)嚴(yán)重過(guò)流時(shí)，互感器熔絲熔斷，低壓過(guò)流保護(hù)可能誤動(dòng)[1]。

　　處理方法：首先根據(jù)現(xiàn)象判定是什么設(shè)備的互感器發(fā)生故障，退出可能誤動(dòng)的保護(hù)裝置。如低電壓保護(hù)、備用電源自投裝置、發(fā)電機(jī)強(qiáng)行勵(lì)磁裝置、低壓過(guò)流保護(hù)等。然后判定是互感器二次熔絲的哪一相熔斷，在互感器二次熔絲上下端，用萬(wàn)用表分別丈量?jī)上嘀g二次電壓是否都為100

　　V。假如上端是100 V，下端沒(méi)有100 V，則是二次熔絲熔斷，通過(guò)對(duì)兩相之間上下端交叉丈量判定是哪一相熔絲熔斷，進(jìn)行更換。假如丈量熔絲上端電壓沒(méi)有100

　　V，有可能是互感器隔離開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)接觸**或一次熔絲熔斷，通過(guò)對(duì)互感器隔離開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)兩相之間，上下端交叉丈量判定是互感器隔離開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)接觸**還是互感器一次熔絲熔斷。假如是互感器隔離開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)接觸**，進(jìn)行調(diào)整處理。假如是互感器一次熔絲熔斷，則拉開(kāi)互感器隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行更換。

　　2.2 電壓互感器一次熔斷器熔斷

　　故障現(xiàn)象與二次熔絲熔斷一樣，但有可能發(fā)“接地”光字牌。由于互感器一相一次熔斷器熔斷時(shí)，在開(kāi)口三角處電壓有33V，而開(kāi)口三角處電壓整定值為30

　　V，所以會(huì)發(fā)“接地”光字處理方法，與二次熔絲熔斷一樣。要留意互感器一次熔斷器座在裝上高壓熔斷器后，彈片是否有松動(dòng)現(xiàn)象。

　　2.3 電壓互感器擊穿熔斷器熔斷

　　凡采用B相接地的互感器二次側(cè)中性點(diǎn)都有一個(gè)擊穿互感器的擊穿熔斷器，熔斷器的主要作用是：在B相二次熔絲熔斷的時(shí)候，即使高壓竄進(jìn)低壓，仍能使擊穿熔絲熔斷而使互感器二次有保護(hù)接地，保護(hù)人身和設(shè)備的**，其擊穿熔斷器電壓約500

　　V。故障現(xiàn)象與互感器二次熔絲熔斷一樣，此時(shí)更換B相二次熔絲，一換上好的熔絲就會(huì)熔斷。不要盲目將熔絲容量加大，要查清原因，是否互感器擊穿熔絲已熔斷。只有將擊穿熔絲更換了，B相二次熔絲才能夠換上?；ジ衅?/p>

　　一、二次熔斷器熔斷及擊穿熔斷器熔斷，在現(xiàn)象上基本一致，查找時(shí)一般是先查二次熔斷器及輔助接點(diǎn)，再查一次熔斷器，*后查擊穿熔斷器、互感器內(nèi)部是否故障，假如發(fā)電機(jī)在開(kāi)機(jī)時(shí)，發(fā)電機(jī)互感器一次熔斷器經(jīng)常熔斷又找不出原因，則有可能是由互感器鐵磁諧振引起。

　　2.4 電壓互感器冒煙損壞

　　電壓互感器冒煙損壞本體會(huì)冒煙，并有較濃的臭味;盡緣監(jiān)視表計(jì)的電壓有可能會(huì)降低，電壓表，有功、無(wú)功功率表的指示有可能降低，發(fā)電機(jī)互感器冒煙，可能有“定子接地”光字牌亮，母線(xiàn)互感器冒煙，可能有“電壓回路斷線(xiàn)”，“備用電源消失”等光字牌亮。

　　處理方法：假如在互感器冒煙前一次熔斷器從未熔斷，而二次熔斷器多次熔斷，且冒煙不嚴(yán)重?zé)o一次盡緣損傷象征，在冒煙時(shí)一次熔斷器也未熔斷，則應(yīng)判定為互感器二次繞組間短路引起冒煙，在二次繞組冒煙而沒(méi)有影響到一次盡緣損壞之前，立即退出有關(guān)保護(hù)、自動(dòng)裝置，取下二次熔斷器，拉開(kāi)一次隔離開(kāi)關(guān)，停用互感器。

　　對(duì)充油式互感器，假如在冒煙時(shí)，又伴隨著較濃臭味，互感器內(nèi)部有不正常的噪聲;繞組與外殼或引線(xiàn)與外殼之間有火花放電;冒煙前一次熔斷器熔斷2~3次等現(xiàn)象之一時(shí)，應(yīng)判定為一次側(cè)盡緣損傷而冒煙。如是發(fā)電機(jī)互感器冒煙，則應(yīng)立即用解列發(fā)電機(jī)的方法，如是母線(xiàn)互感器則用停母線(xiàn)的方法停用互感器。此時(shí)，決不能用拉開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)的方法停用互感器。

　　2.5 單相接地故障

　　現(xiàn)象：故障相電壓降低或?yàn)榱?，其他兩相相電壓升高或上升到線(xiàn)電壓。接地相的判別方法為：

　　(1) 假如一相電壓指示到零，另兩相為線(xiàn)電壓，則為零的相即為接地相。

　　(2) 假如一相電壓指示較低，另兩相較高，則較低的相即為接地相。

　　(3) 假如一相電壓接近線(xiàn)電壓，另兩相電壓相等且這兩相電壓較低時(shí)，判別原則是“電壓高，下相糟”，即按A、B、C

　　相序，哪一相電壓高，則其下相可能接地。適用于系統(tǒng)接地但未斷線(xiàn)的故障，記下故障象征就可以避**驗(yàn)職員盲目查線(xiàn)。

　　2.6 鐵磁諧振

　　所謂鐵磁諧振就是由于鐵心飽和而引起的一種躍變過(guò)程，系統(tǒng)中發(fā)生的鐵磁諧振分為并聯(lián)鐵磁諧振和串聯(lián)鐵磁諧振[1，2]。激發(fā)諧振的情況有：電源對(duì)只帶互感器的空母線(xiàn)忽然合閘，單相接地;合閘時(shí)，開(kāi)關(guān)三相不同期。所以諧振的產(chǎn)生是在進(jìn)行操縱或系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)出現(xiàn)。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，互感器的非線(xiàn)性電感往往與該系統(tǒng)的對(duì)地電容構(gòu)成鐵磁諧振，使系統(tǒng)中性點(diǎn)位移產(chǎn)生零序電壓，從而使接互感器的一相對(duì)地產(chǎn)生過(guò)電壓，這時(shí)發(fā)出接地信號(hào)，很輕易將這種虛幻接地誤判別為單相接地。在合空母線(xiàn)或切除部分線(xiàn)路或單相接地故障消失時(shí)，也有可能激發(fā)鐵磁諧振。此時(shí)，中性點(diǎn)電壓(零序電壓)可能是基波(50

　　Hz)、也可能是分頻(25 Hz)或高頻(100~150 Hz)。經(jīng)常發(fā)生的是基波諧振和分頻諧振。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)電源向只帶互感器的空母線(xiàn)忽然合閘時(shí)易產(chǎn)生基波諧振;當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，兩相電壓瞬時(shí)升高，三相鐵心受到不同的激勵(lì)而呈現(xiàn)不同程度的飽和，易產(chǎn)生分頻諧振。

　　從技術(shù)上考慮，為了消除鐵磁諧振，可以采取以下措施：選擇勵(lì)磁特性好的電壓互感器'>電壓互感器或改用電容式電壓互感器'>電壓互感器;在同一個(gè)10

　　kV配電系統(tǒng)中，應(yīng)盡量減少電壓互感器的臺(tái)數(shù);在三相電壓互感器一次側(cè)中性點(diǎn)串接單相電壓互感器或在電壓互感器二次開(kāi)口三角處接進(jìn)阻尼電阻;在母線(xiàn)上接進(jìn)一定大小的電容器，使容抗與感抗的比值小于001，避免諧振;系統(tǒng)中性點(diǎn)裝設(shè)消弧線(xiàn)圈;采用自動(dòng)調(diào)諧原理的接地補(bǔ)償裝置，通過(guò)過(guò)補(bǔ)、全補(bǔ)和欠補(bǔ)的運(yùn)行方式，來(lái)較好地解決此類(lèi)題目。

　　3 電壓互感器故障案例分析

　　案例1：

　　2003年7月10日，某供電公司110 kV變電站發(fā)生10 kV母線(xiàn)電壓互感器一次側(cè)三相熔絲因雷擊諧振熔斷的故障，10

　　kV系統(tǒng)為中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)。事后檢查，發(fā)現(xiàn)中性點(diǎn)所接消諧電阻正常，中性點(diǎn)盡緣正常，勵(lì)磁特性在正常范圍，二次回路盡緣正常，更換高壓熔絲后，電壓互感器又恢復(fù)正常運(yùn)行。雷擊時(shí)工頻和高頻鐵磁諧振過(guò)電壓的幅值一般較高，可達(dá)額定值的3倍以上，起始暫態(tài)過(guò)程中的電壓幅值可能更高，危及電氣設(shè)備的盡緣結(jié)構(gòu)。工頻諧振過(guò)電壓可導(dǎo)致三相對(duì)地電壓同時(shí)升高，或引起"虛幻接地"現(xiàn)象。分頻鐵磁諧振可導(dǎo)致相電壓低頻擺動(dòng)，勵(lì)磁感抗成倍下降，過(guò)電壓并不高，一般在2倍額定值以下，但感抗下降會(huì)使勵(lì)磁回路嚴(yán)重飽和，勵(lì)磁電流急劇加大，電流大大超過(guò)額定值，導(dǎo)致鐵心劇烈振動(dòng)，使電壓互感器一次側(cè)熔絲過(guò)熱燒毀。

　　可見(jiàn)，一次內(nèi)部盡緣對(duì)于高電壓'>高電壓等級(jí)的電壓互感器十分重要。建議制造廠(chǎng)改變?cè)O(shè)計(jì),加強(qiáng)*下節(jié)瓷套和油箱電磁單元電氣連接部分的盡緣強(qiáng)度，嚴(yán)格設(shè)計(jì)工藝，保持各連接線(xiàn)對(duì)地及器件之間的間隔，必要時(shí)由裸導(dǎo)線(xiàn)更換為盡緣導(dǎo)線(xiàn)(或進(jìn)行盡緣包扎)，嚴(yán)格出廠(chǎng)試驗(yàn)和外協(xié)器件的質(zhì)量把關(guān)，確實(shí)有效地防止類(lèi)似故障的發(fā)生。

　　案例2：

　　2002年6月，某站35 kV的電容式電壓互感器投運(yùn)后，不到半個(gè)月就發(fā)生A相燒損事故，更換后，A相、B相又相繼燒損。根據(jù)當(dāng)時(shí)的運(yùn)行記錄和氣侯條件，發(fā)現(xiàn)曾有雷電活動(dòng)，在此期間，伴隨有嚴(yán)重的兩相電壓升高和一相電壓降低的情況，兩相電壓由2021

　　kV升到40 kV，另一相降至3 kV。故障后對(duì)該設(shè)備進(jìn)行了高壓試驗(yàn)，介損和盡緣電阻未發(fā)現(xiàn)題目，空載試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)一次繞組存在匝間短路。繼續(xù)拆卸，發(fā)現(xiàn)Z中的阻尼電阻燒斷，與補(bǔ)償電抗器并聯(lián)的避雷器已擊穿。內(nèi)部TV的一次繞組內(nèi)側(cè)所有盡緣材料全部燒焦炭化。繞組本身的漆包線(xiàn)的漆膜被烤掉，但繞組本身未發(fā)現(xiàn)變形、熔斷及局部過(guò)熱現(xiàn)象。整個(gè)線(xiàn)包在解體過(guò)程中排列仍然整潔，屬熱擊穿。說(shuō)明一次繞組中存在短時(shí)大電流。由于油箱體積小，散熱**，導(dǎo)致發(fā)熱嚴(yán)重，溫度急劇升高，將盡緣燒損。

　　由以上案例可以看出，我國(guó)35 kV系統(tǒng)是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，在不投進(jìn)消弧線(xiàn)圈的運(yùn)行方式下，易發(fā)生由于單相接地造成的系統(tǒng)過(guò)電壓，尤其是弧光接地過(guò)電壓。這樣就會(huì)出現(xiàn)兩相電壓升高、一相電壓降低的現(xiàn)象。而TV內(nèi)部采用速飽和特性鐵心，在此電壓作用下出現(xiàn)飽和，產(chǎn)生1/3次諧波，導(dǎo)致自身諧振。頻繁的接地會(huì)使阻尼電阻長(zhǎng)期消諧而**發(fā)熱燒斷。失往阻尼后，再出現(xiàn)過(guò)電壓，避雷器就會(huì)動(dòng)作，并很快擊穿而失效。此時(shí)一次電流迅速增大，而且幅值很高，產(chǎn)生大量熱量。累積效應(yīng)使盡緣材料的溫度不斷增加，**熱擊穿。

　　為了避免內(nèi)部發(fā)熱擊穿，可改變C1、C2的分壓比，降低內(nèi)部TV的一次額定電壓。同時(shí)阻尼電阻的容量不能太小，必須增大阻尼電阻功率?，F(xiàn)場(chǎng)也可采取臨時(shí)措施在二次側(cè)串進(jìn)阻尼電阻，以增強(qiáng)阻尼效果。同時(shí)跟蹤油色譜???有利于發(fā)現(xiàn)內(nèi)部異常及時(shí)采取措施處理。

　　案例3：

　　1999年2月某500 kV變電站，500 kV線(xiàn)路A相電容式電壓互感器在電網(wǎng)正常運(yùn)行條件下，發(fā)生故障，與之相關(guān)的保護(hù)誤發(fā)信號(hào)，3個(gè)二次電壓線(xiàn)圈全部無(wú)電壓輸出。該電容式電壓互感器型號(hào)為T(mén)YD

　　500/-0005H，故障發(fā)生后，在運(yùn)行狀態(tài)下，電氣試驗(yàn)職員分別直接對(duì)3個(gè)二次電壓線(xiàn)圈進(jìn)行輸出電壓丈量，確認(rèn)電壓輸出為零(正常狀態(tài)分別為577

　　V和100 V)，現(xiàn)場(chǎng)檢查電容式電壓互感器外觀正常也無(wú)異音現(xiàn)象。

　　分壓電容器和油箱電磁單元正常狀態(tài)下，承受的額定電壓為13 kV，而整臺(tái)電容式電壓互感器承受的電壓為500

　　kV;如電磁單元部分對(duì)地短接，不承受13 kV的電壓，二次將失往電壓輸出，對(duì)設(shè)備整相承受電壓的能力影響較小。而假設(shè)電容分壓器的其中之一存在缺陷，該節(jié)將承受較低的電壓，其他節(jié)承受的電壓升高，會(huì)造成整臺(tái)設(shè)備運(yùn)行異常，有二次電壓輸出但不是正常值，設(shè)備會(huì)有異音發(fā)出或損壞。假如電磁單元的變壓器一次端斷線(xiàn)，電壓將不能正常傳遞，二次失往電壓輸出;若分壓電容器的電容量變大，二次電壓輸出且會(huì)降低。由此可見(jiàn)，在電容式電壓互感器能夠承受系統(tǒng)正常電壓的條件下，結(jié)合其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以確定二次失往電壓的原因與電容量的變化無(wú)關(guān)，第1～3節(jié)瓷套和第4節(jié)瓷套中的電容本身正常，故障原因可能為：①電磁單元變壓器一次引線(xiàn)斷線(xiàn)或接地;②分壓電容器中存在瞬時(shí)短路;③與電磁單元中變壓器并聯(lián)的氧化鋅避雷器擊穿導(dǎo)通;④油箱電磁單元燒壞、進(jìn)水受潮等其他故障。

　　隨后對(duì)設(shè)備停電，通過(guò)電氣試驗(yàn)對(duì)故障原因進(jìn)一步分析，并拆開(kāi)分壓電容檢查，發(fā)現(xiàn)電磁單元變壓器至分壓電容器之間的連接線(xiàn)因過(guò)長(zhǎng)而與箱殼碰接，并有明顯的**放電痕跡，分別丈量電磁單元變壓器和氧化鋅避雷器的盡緣電阻均在10

　　GΩ以上。隨后將該連接線(xiàn)縮短，并用盡緣材料包扎固定，回裝完畢后，再經(jīng)試驗(yàn)檢驗(yàn)其正常，該故障點(diǎn)消除。

　　在實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行中，電壓互感器是一次與二次電氣回路之間連接的重要設(shè)備。隨著技術(shù)的不斷更新，新材料的不斷涌現(xiàn)，光電式互感器等新型的互感器已經(jīng)不斷涌現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)和具體器件各不相同，這就首先需要在了解其特點(diǎn)的基礎(chǔ)上不斷總結(jié)使用的經(jīng)驗(yàn)和故障處理的方法，才能保證系統(tǒng)的**穩(wěn)定運(yùn)行。