什么是電磁式電壓互感器？電磁式電壓互感器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

為了測量高電壓交流電路內(nèi)的電壓，必須使用電壓互感器將高電壓變換成低電壓，利用互感器的變比關(guān)系，配備適當(dāng)?shù)碾妷罕碛?jì)進(jìn)行測量。

同時(shí)電壓互感器也是電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)、自動(dòng)控制、信號(hào)指示等方面不可缺少的設(shè)備。

一、電磁式電壓互感器基本結(jié)構(gòu)

1.電磁式電壓互感器簡介

電磁式電壓互感器(TV)就是一個(gè)小容量的變壓器，容量小，結(jié)構(gòu)緊湊，但要求有足夠的測量準(zhǔn)確度。實(shí)際應(yīng)用中為了r使用靈活和制造方便，大部分電磁式電壓水有屈制造成串租由于電壓互感器的容量較小，只有幾十到兒百伏安所以不管要散熱器等冷卻裝置。

根據(jù)其絕緣方式的不同，分為干式、環(huán)氧樹脂澆注式、SF。和油浸式四種。

油浸式和干式電壓互感器外形如圖所示。

油浸式電壓互感器

干式電壓互感器

2.基本結(jié)構(gòu)

電磁式電壓互感器按結(jié)構(gòu)原理可分為單級(jí)式和串級(jí)式兩種。

(1)單級(jí)式電壓互感器。主要應(yīng)用于35kV及以下系統(tǒng)。其鐵心與繞組置于接地的油箱內(nèi)，高壓引線通過套管引出。高壓引出線有兩種方式，一種是只有個(gè)高壓套管引出，高壓端尾需接地:另一種是有兩個(gè)高壓套管引出，高壓尾端可接高壓或接地。

(2)串級(jí)式電壓互感器結(jié)構(gòu)。應(yīng)用于60kV及以上系統(tǒng)。其鐵心和繞組均裝在瓷箱里，繞組及絕緣全浸在油中，以提高絕緣強(qiáng)度，瓷箱既起高壓出線套管的作用，又代替了油箱。

它由金屬膨脹器、套管、器身、基座及其他部件組成。鐵心采用優(yōu)質(zhì)硅鋼片加工而成，疊成口字形，鐵心上柱套有平衡繞組、一次繞組，下柱套有平衡繞組、次繞組、 測量繞組、保護(hù)繞組及剩余電壓繞組，器身由絕緣材料固定在用鋼板焊成的基座上，裝在充滿變壓器油的瓷箱內(nèi)。

一次繞組A端由上部接線，其余所有繞組均通過基座上的小套管引出，瓷箱頂部裝有金屬膨脹器，使變壓器油與大氣隔離，防止油受潮和老化，并可通過油位窗觀測到膨脹器的工作狀態(tài)。

二、工作原理

1.單相電壓互感器

單相電壓互感器常用于10 -35kV電壓等級(jí)的戶外裝置。電壓互感器一次繞組的額定電壓為系統(tǒng)相電壓，由三臺(tái)電壓互感器接成YO接線，中性點(diǎn)接地。

二次繞組額定電壓一般為100/√3v,接成y0接線，中性點(diǎn)接地供測量用。第三繞組接成開口三角形，用于測量零序電壓，供系統(tǒng)接地保護(hù)用，原理接線圖如圖所示。

單相電壓互感器原理接線圖

2.三相五柱式電壓互感器

三相五柱式電壓互感器為了提供零序磁通回路，其鐵心具有旁軛。器身浸在油箱中，

由套管引出接線，常用于10kV及以下電壓等級(jí)，如圖 所示。

三相五柱式電壓互感器原理接線圖

3.串級(jí)式電壓互感器

(1) 110kV電壓互感器。

110kV電壓互感器采用兩級(jí)串級(jí)式結(jié)構(gòu)，有一個(gè)鐵心，一次繞組分成兩個(gè)匝數(shù)相同的部分，分別套裝在上下兩個(gè)鐵心柱上并相互申聯(lián)，鐵心和一次繞組的中點(diǎn)相連，故鐵心對(duì)地電位為工作電壓(相電壓)的一半。

為了加強(qiáng)上下兩個(gè)繞組的磁耦合，在鐵心柱上還繞有平衡繞組。平衡繞組對(duì)上鐵心柱起去磁作用，對(duì)下鐵心柱起助磁作用，從而平衡了上下兩個(gè)一次繞組所分配的電壓，也就增強(qiáng)了上鐵心柱上的一次繞組和下鐵心柱上的二次繞組間的耦合。

110kV 電壓互感器繞組位置圖和原理接線圖，如圖所示

(2) 220kV電壓互感器。

220kV電壓互感器采用四級(jí)串級(jí)式結(jié)構(gòu)，有兩個(gè)鐵心，一”次繞組分成四個(gè)匝數(shù)相同的部分，分別繞在兩個(gè)鐵心的上下鐵心柱上:兩個(gè)鐵心被支撐在絕緣支架上，鐵心對(duì)地分別處于3/4和1/4的工作電壓，一次繞組最末一”個(gè)靜電屏(共有4個(gè)靜電屏)與末端“X"相連接，“X"點(diǎn)運(yùn)行中直接接地。

另外，在兩個(gè)鐵心的上下鐵心柱上繞有平衡繞組，上下鐵心之間還繞有連耦繞組，其作用是保持上下鐵心的磁勢平衡并傳遞能量。

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