电压互感器是一种电压的变换装置,它将高电压变换为低电压,以便用低压量值反映高压量值的变化。
1.电压互感器的工作原理
电压互感器的构造和原理如图71所示。它是由铁芯、一次绕组、二次绕组、接线端子及绝缘支持物等组成。电压互感器的工作原理与电力变压器相同,但由于用途不同,在设计时有不同的要求,电压互感器的误差要求比电力变压器严格,电压调整率也比较小。
图71 电压互感器工作原理图
电压互感器的一次绕组与被测输电线路并联,承受被测电压为U1,一次绕组是高压绕组具有较多的匝数N1,二次绕组是低压绕组可与电能表、功率表、电压表等电压绕组并联,承受输出电压为U2,具有较少的匝数N2。由于二次绕组消耗功率较小,电压互感器在正常运行时相当于电力变压器在轻载状态下工作。电压互感器的铁芯和绕组消耗功率很小,其额定变比为
式中 KU——电压互感器的一、二次绕组额定电压之比,称为电压互感器的额定变比。
2.电压互感器的铭牌数据
电压互感器的铭牌上,标明了电压互感器的型号、额定电压及额定变比、准确度等级、额定容量、接线组别等。
(1)型号:由3~4个拼音字母及数字组成。通常表示出电压互感器的绕组型式、绝缘种类、铁芯结构及使用场所等,字母后面的数字表示电压等级(kV)。
J——在第一位时,表示电压互感器;在第三位时表示油浸式;在第四位表示接地保护。
S——在第二位时表示三相。
D——在第二位时表示单相。
G——在第二位时表示干式。
Z——在第三位时表示浇注式。
W——在第四位时表示五铁芯柱式。
B——在第四位时表示有补偿绕组的。
C——在第二位时表示串级绝缘,在第三位表示瓷绝缘。(www.daowen.com)
(2)绕组的额定电压及额定变化。电压互感器铭牌上分别标明了一次绕组、二次绕组、零序电压绕组的额定电压值。绕组的额定电压系指加于三相电压互感器的线电压,而绕组能够长期工作的电压规定为6、10、15、35kV等;接于三相系统与地之间的单相电压互感器,其额定一次电压为。
二次额定电压系指三相电压互感器和供三相系统线间用的单相电压互感器二次绕组的长期工作电压,规定为100V;供三相系统线与地之间用的单相电压互感器其二次额定电压规定为。
额定变比等于一次额定电压U1e与二次额定电压U2e之比。
(3)准确度等级。电压互感器的准确度等级就是其误差等级。在规定的使用条件下,电压互感器误差应在规定的限度之内。电力系统测量用电压互感器的准确等级有0.2,0.5,1,3四级。
(4)额定容量。电压互感器的额定容量是按照其准确等级,制造的容量,当二次电压力额定值时,规定允许接入的负载,通常以视在功率伏安数表示。在额定二次负载下,电压互感器的误差应符合其准确等级的规定要求。
(5)接线组别。其用来表明电压互感器一、二次电压的相位关系。通常三相电压互感器的接线组别均为Y,ynl2。
3.电压互感器的选择
电压互感器应根据额定电压、准确等级及接线方式的要求选择,其额定容量则按二次负载来选择。由于电压互感器不会遭到主回路短路电流的影响,因此不考虑热稳定和动稳定两项技术指标。
(1)额定电压的选择。电压互感器一次绕组额定电压应大于接入的被测电压的0.9倍,小于被测电压的1.1倍。
(2)准确等级的选择。电力系统电能计量用的电压互感器应为0.2级或0.5级。
(3)接线方式的选择。应按不同的测量目的选择。例如仅为了计量有功、无功电能,可选用电压互感器不完全三角形接线方式。
(4)额定容量的选择。按照二次负载消耗的总功率S选择电压互感器的额定容量Se,应满足下式要求
0.25Se<S<Se
式中 S——二次负载消耗的总功率(W);
Se——额定容量(VA)。
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