电压互感器

1 电压互感器的原理

一次设备的高电压，不容易直接测量，将高电压按比例转换成较低的电压后，再连接到仪表或继电器中去，这种转换的设备，叫电压互感器。

电压互感器实际上是一个降压变压器，它的一次线圈匝数很多，二次线圈匝数很少，一次侧并联地接在电力系统中，二次侧可并接仪表、继电保护和自动装置的电压线圈等负载，由于这些负载阻抗很大，通过的电流很小，因此，电压互感器的工作状态相当于变压器的空载运行。

电压互感器和普通变压器在原理上的主要区别是，电压互感器一次作用着一个恒压源，它不受电压互感器二次负荷的影响，不像变压器通过大负荷时会影响电压，这和电压互感器吸取功率很微小有关。此外，由于电压互感器二次的负载阻抗很大，使电压互感器总是处于类似于变压器空载状态，二次侧电压基本上等于二次侧电动势值，且决定于恒定的一次侧电压值，一次，电压互感器用来辅助测量电压，而不会因二次侧接上几个电压表就使电压降低。

电压互感器的一次绕组的额定电压与所接系统的母线额定电压相同，二次有两个或三个绕组，供保护、测量及自动装置。基本二次绕组的额定电压采用100V。为了和依相电压设计的一次绕组配合，也有采用100/3 V。如互感器用在中性点直接接地系统，辅助二次绕组的额定电压为100V；如用在中性点不接接地系统中，则为100/3V，因此选择绕组匝数的目的就是在系统发生单相接地时，开口三角端出线100V电压。 2 铭牌数据意义及技术参数：

2.1 铭牌数据意义

互感器代号：J——电压互感器（旧型号用Y表示） 结构特点：C——串级结构；D——单相；S——三相

绝缘方式：C——瓷绝缘；G——干式；J——油浸绝缘；Z——环氧树脂浇注绝缘 使用特点：J——有接地保护用辅助线圈；W——五柱式；B——有补偿线圈 设计型号 额定电压

例如：JSJW—10kV型表示10kV三相三线圈五柱式油浸电压互感器. JDJJ-35kV型表示35kV单相油浸接地保护用电压互感器.

JDJ-35kV型表示35kV单相油浸双绕组电压互感器. 2.2 技术参数

2.2.1 变比及额定电压：35000/100/100/3 V； 2.2.2 角误差的大小主要与二次负载及其功率因数有关。

2.2.3 等级与容量：由于电压互感器的误差随它的负荷值改变而改变，所以其容量是和一定的准确度相适应的。一般说的电压互感器的额定容量指的是对应于最高准确度的容量值。负荷功率越大，准确度会降低。铭牌上也标出其他准确度时的对应容量。 3 电压互感器的二次接线方式

电压互感器的二次接线方式是根据其用途、所接系统的特点而定的。

3.1 V/V型接线（不完全三角形接线）：这种接线仅用于中性点不接地或经消弧线圈接地的系统末端中，只需测量三相线电压，不需测相电压的场合（不能反映接地电压和零序电压）。二次B相保护接地。插图

3.2

3.3 Y0/Y0/Δ接线：即可测量线电压和相电压，其二次辅助线圈串联接成开口三角形，用于绝缘监察装置和供单相接地保护电源用。

A B C

a b c N L

3.4 Y/Y0型接线：这种接线方式可以满足仪表和继电保护装置接线电压和相电压的要求，但不能用来供电给绝缘监察装置电压表，即不能用来测量对地电压。 4 电压互感器二次回路分布

电压互感器供的保护：方向保护、自投装置、主变高后备保护、低电压闭锁、低周装置等。（高频保护、距离保护） 4.1 10kV甲PT分布

从10kV甲母线→10kV甲PT一次保险器→10kV甲PT→二次插件X0→10kV甲PT二次小开关(F2,F3,F4) →端子排（X2：1、4、7）分为四路：

4.1.1 10kV甲PT柜端子排（X2：2、5、8）→电压切换开关（SA）供电压表P1； 4.1.2 10kV甲PT柜端子排（X2:3、8）→电缆（1D－102）→电压无功综合屏 4.1.3 10kV甲PT柜端子排（X2:3、6、9、12、16）→电缆（1SYH-140）→测控屏 4.1.4 到甲PT柜顶小母线(YMa、YMb、Ymc)；分为以下几路

①到10kV出线柜内端子排（X2：1、4、7、10）→电度表接线盒供有功电度表；从端子排（X2：1、4、7）→X2（2、5、8）→供RCS-9611馈线保护装置

②到10kV电容器柜内端子排（X2：1、4、7、10）→电度表接线盒供有功电度表；从端子排（X2：1、4、7）→X2（2、5、8）→供RCS-9631馈线保护装置

③#1主变总开关柜内端子排

a.经端子排到电度表接线盒供电度表；

b.由端子排（X2：1、3、5）供有功、无功表，经端子排（X2：2、7）到低周继电器ZHJ； c.从端子排（X2：2、4、6）→端子排（X2：57、59、61）到主变微机保护屏高后备保护31D；

④到10kV甲乙分段提升柜内端子排A630、B630、C630（X2：15、16、17）和A640、B640、C640（X2：19、20、21）→10kV甲乙PT联络二次小开关ZK→电压切换中间继电器KA2；

⑤到10kV甲乙分段开关柜→供备自投保护。 4.2 35kV甲PT分布

从35kV甲母线→35kV甲PT一次保险器1FU-3FU（XRNP1-35kV/0.5-50KA）→35kV甲PT一、二线圈（1TV，2TV）→X0二次插件→端子排（X2：10、12）→35kV甲PT二次小开关（1QS）→端子排：

1）一路到端子排（X2：2、5、8）→电压切换开关（QK）→供电压表P1。

2）一路经端子排（X2：1、4、7）→至柜顶软母线（1YMa，1YMb，1YMc），从小母线分布到各电压回路：

①从小母线到35kV#1进线（市海线）开关柜内端子排（X2：1、3、5）→接线盒PJ（1、5、9）转换→供有功、无功电度表，

②从小母线→#1主变微机保护屏后31D（11、12、13）→供LFP-973A高后备保护。 5 电压互感器的正常巡视项目

5.1 电压互感器瓷瓶是否清洁、完整，有无损坏及裂纹 5.2 电压互感器的油位、油色是否正常，有无漏油现象 5.3 若油位看不清楚，应查明原因。 5.4 电压互感器内部声音是否正常。

5.5 高压例引线的两端接头连接是否良好，有无过热，伤，高压熔断器限流电阻及断线保护用电容器是否完好。

6 电压互感器的运行与操作规定

6.1 电压互感器在额定容量下允许长期运行,但在任何情况下,不允许超过最大容量运行。 6.2 电压互感器二次回路不允许短路，因为其正常运行时二次基本上是开路状态，二次绕组匝数少，阻抗较小。若二次短路后，铁芯中的磁势失去平衡，在二次回路中会产生很大的

短路电流，造成继电保护和自动装置误动作，甚至烧毁互感器。因此,在运行中值班人员要注意检查高、低压侧熔断器应良好,如果发现有发热及熔断现象,应及时处理。

6.3 电压互感器投入运行时，一般在母线送电前投入运行（本系统有谐振者除外），相应母线停电后，即退出运行。

6.4 电压互感器送电时，先合一次刀闸，再投入二次保险器或空气小开关，停电时与此相反。母线充电后应检查该母线三相电压指示正确。

6.5 在双母线接线中,两个母线上的电压互感器如需二次并列运行时,则应先将一次侧并列,即合上母联开关,然后再合上电压互感器二次并列小开关。否则,若高压侧电压不平衡,低压侧并列后回路内会产生较大的环流,容易引起低压熔断器熔断,致使保护装置失去电压互感器电源。

6.6 停电压互感器时应注意下列事项

6.6.1 停用电压互感器时应先考虑该电压互感器所带保护及自动装置 ，为防止误动可将有关保护及自动装置停用；

6.6.2 如电压互感器装有自动切换装置或手动切换装置，其所带保护和自动装置可不停用； 6.6.3 如电压互感器停用时，根据需要可将二次保险取下，防止反送电。

6.7 电压互感器单元接地或本身内部有劈啪声或其它噪声，禁止用隔离开关切除故障电压互感器，应采用断路器切除。

6.8 电压互感器一次线圈中性点必须接地（工作接地），二次线圈及辅助线圈的中性点（不完全星形接线B相）必须接地（保护接地） 7 电压互感器的故障分析

电压互感器实际上就是一种容量很小的降压变压器,其工作原理、构造及连接方式都应与电力变压器相同。正常运行时,应有均匀的轻微的嗡嗡声,运行异常时常伴有噪声及其它现象：

7.1 电压互感器响声异常：若系统出现谐振或馈线单相接地故障,电压互感器会出现较高的\"哼哼\"声。如其内部出现劈啪声或其它噪声,则说明内部故障,应立即停用故障电压互感器。 7.2 高压熔断器熔体,接连熔断2—3次。

7.3 电压互感器因内部故障过热〈如匝间短路、铁芯短路〉产生高温,使其油位急剧上升,并由于膨胀作用产生冒油。

7.4 电压互感器内发生臭味或冒烟,说明其连接部位松动或互感器高压侧绝缘损伤等。 7.5 绕组与外壳之间或引线与外壳之间有火花放电,说明绕组内部绝缘损坏或连接部位接触不良。

7.6 电压互感器因密封件老化而引起严重漏油故障等。 8 电压互感器二次故障查找及处理方法。

8.1 将该电压互感器所在母线上的电源线、馈线电压互感器二次熔丝拉开,再合上电压互感器二次熔丝,如正常则说明故障在电压互感器负载上。如合上电压互感器二次熔丝即熔断,则说明故障在电压互感器小母线上,应通知继电保护工作人员进行处理。

8.2 如电压互感器小母线正常,则分别合上电源线、馈线电压互感器二次熔丝,当合上某一回路电压互感器熔丝时,发现电压互感器二次熔丝熔断,则说明故障点在该回路电压互感器二次负载上,应将该回路电压互感器二次熔丝拉开,然后再照前述做法进行试送,直至正常。查清后通知继电保护工作人员对故障熔断器进行检查处理。 8.3 电压互感器的一、二次熔断器

电压互感器一次侧（高压侧）装熔断器的作用是：

①防止高压系统（即电压互感器所接的那个电压等级的系统）受电压互感器本身或其引线上的断路故障的影响；

②保护电压互感器本身。

但装高压侧熔断器不能防止电压互感器二次侧过流的影响。因为熔丝的截面积是根据机械强度的条件而选的最小可能值,其额定电流比电压互感器的额定电流大很多倍,二次过流时可能断不了。所以,为了防止电压互感器二次回路中短路所引起的持续过电流,在电压互感器的二次侧还得装低压熔断器。

二次侧短路的保护由二次侧熔断器担负。

8.4 电压互感器在运行中,发生一次侧高压熔断器熔断时,运行人员应正确判断,汇报调度,停用有关保护及自动装置,然而拉开电压互感器的隔离开关,取下二次侧熔丝(或断开电压互感器二次小开关)。在排除电压互感器本身故障后,更换熔断的高压熔丝,将电压互感器投入运行,正常后投上保护及自动装置。

35kV以下电压互感器高压熔断器熔断原因：

1）当系统在某种运行方式、某种条件下，可能产生铁磁谐振，这时也会产生过电压，有可能使电压互感器的激磁电流增加十几倍，会因起高压侧熔断器熔断。

2）系统发生单相间歇电弧接地时，会出现过电压，可达正常相电压的3～3.4倍，使电压互感器铁芯饱和，激磁电流急剧增加，引起高压侧熔断器熔断。

3）电压互感器本身内部有单相接地或相间短路故障。

4）电压互感器二次侧发生短路而二次侧熔断器未熔断（熔断器选择不合适）时，也可能造成引起一次侧熔断器熔断。

8.5 在电压互感器运行中,发生二次侧熔丝熔断(或电压互感器小开关跳闸),运行人员应正确判断,汇报调度,停用有关保护及自切装置。

造成电压互感器二次侧熔丝熔断的原因有:

1)二次回路导线受潮、腐蚀及损伤而发生一相接地,便可能发展成二相接地短路。 2)电压互感器内部存在着金属性短路,也会造成电压互感器二次电路短路。在二次短路后,其回路阻抗减少,所以通过二次电路的电流增加,导致二次侧熔丝熔断。

3）二次熔丝熔断时,运行人员应及时调换二次熔丝。若更换后再次熔断,则不应再更换,应查明原因后再处理。