(1)结构特点
电压互感器的结构与变压器有很多相同之处,如绕组,铁芯结构等都是变压器中最简单的结构形式,这里不再多叙。
(2)分类
电磁式电压互感器根据绝缘方式,绕组数量,以及安装位置、方式等因素可分为多种类型。一般主要有浇注式、油浸式和串级式。
内配电装置多采用环氧树脂浇注绝缘成型的干式电压互感器;6~35kV户外多采用硅橡胶绝缘的干式电压互感器,它们具有干式电器的一般优点,一般为单相结构,二次绕组根据需要可以是一组,也可以是两组,目前得到广泛应用。110kV及以上户外配电装置多采用电容式电压互感器。
(3)举例
1)浇注式电压互感器
浇注式电压互感器结构紧凑、维护简单,适用于3~35kV的户内产品。随着户外用树脂的发展,也将逐渐在大于35kV户外产品上采用。如图5.15所示为10kV浇注式单相电压互感器的结构示意图。这种结构的一次绕组和二次各绕组,以及一次绕组出线端的两个套管均浇注成一个整体,然后再装配铁芯,这是一种常用的半浇注式(铁芯外露式)结构。
图5.15 JDZJ-10型电压互感器
1—一次接线端子;2—高压绝缘套管;3—一、二次绕组;4—铁芯;5—二次接线端子
2)油浸式
如图5.16所示为JDJ-10油浸式单相自冷,电压互感器结构图;如图5.17、图5.18所示分别是JDZ-35(油浸式单相自冷)和JSJW-10(三相五柱式油浸自冷)电压互感器的外形结构图。它们的铁芯和绕组浸在充有变压器油的油箱内,一次、二次绕组的引线通过固定在箱盖上的瓷套管引出,用于户内配电装置。
图5.16 JDZJ-10型油浸自冷式单相电压互感器(www.daowen.com)
1—铁芯;2—一次绕组;3—一次绕组引出端;4—二次绕组引出端;5—套管绝缘子;6—外壳
图5.17 JDZ-35油浸式单相自冷电压互感器外形图
图5.18 JSJW-10三相五柱式油浸自冷电压互感器外形图
3)串级式
油浸串级式电压及互感器用于110kV及以上的系统。如图5.19所示为单相串级式JCC1-110型电压互感器的结构,其中C(第二个字母)—单相串级式三绕组;C(第三个字母)—瓷绝缘。电压互感器的铁芯和绕组装在充油的瓷外壳内,铁芯带电位,用支承电木板固定在底座上。储油柜工作时带电,一级绕组首端自储油柜上引出。一次绕组末端和二次绕组出线端自底座引出。
如图5.20(a)所示为原理电路图,其一次绕组分为串联的Ⅰ,Ⅱ两段,每段匝数完全相同,分别绕在口字形铁芯的上、下柱上。基本二次绕组和辅助二次绕组,只和一次侧绕组的第Ⅱ段绕在同一铁芯的下柱上,有直接磁的耦合。当一次侧绕组所加电压变化时,二次侧绕组两端的电压也随之变化。二次侧绕组开路时,铁芯各柱中的磁通Φ1相等,一次侧绕组各段上电压相等。在如图5.20(a)所示的情况下,如一次侧绕组两端子间电压为U,因一次侧绕组两段的中间连线与铁芯相连,则铁芯外一次侧绕组着首端11和末端12的电压均为。而普通结构的电压互感器,必须按全电压U设计绝缘。
当二次侧绕组接入仪表后(见图5.20(b)),二次侧绕组中电流产生与一次侧绕组Ⅱ段的磁通Φ1方向相反的去磁磁通Φ2。因二次侧绕组有漏磁通存在,使通过铁芯上柱的Φ2比下柱小,由铁芯上柱的合成磁通大,下柱的合成磁通小,一次绕组Ⅰ,Ⅱ段的感抗不等。分布的电压也不均匀,测量结果产生较大误差。为了避免这种现象,在铁芯的上下柱上加装平衡绕组。两平衡绕组的匝数相等,绕向相反,如图5.20(b)所示。当铁芯中出现磁通Φ2时,因铁芯上下柱的合成磁通大小不等,在上下柱平衡绕组中产生平衡电流iph,平衡电流iph在铁芯上柱中产生去磁磁通,在铁芯下柱中产生助磁磁通,从而使铁芯上下柱中的合成磁通大致相等,一次侧绕组Ⅰ,Ⅱ段上的电压分布均匀。
图5.19 JCC1-110型串级电压互感器结构图
1—油扩张器;2—瓷外壳;3—上柱绕组;4—铁芯;5—下柱绕组;6—支承电木板;7—底座
图5.20 110kV串级式电压互感器的工作原理
1—一次侧绕组;2—平衡绕组;3—铁芯;4—基本二次绕组;5—辅助二次绕组
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