電容式電壓互感器基本結(jié)構(gòu)和工作原理

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電容式電壓互感器（CVT）是通過電容分壓把高電壓變換成低電壓，再經(jīng)中間變壓器變壓提供給計(jì)量、繼電保護(hù)、自動(dòng)控制、信號(hào)指示。

CVT還可以將載波頻率耦合到輸電線用于通信、高頻保護(hù)和遙控等。因此與電磁式電壓互感器相比，電容式電壓互感器除可防止因電壓互感器鐵心飽和引起鐵磁諧振外，還具有電網(wǎng)諧波監(jiān)測(cè)功能，以及體積小、質(zhì)量輕、造價(jià)低等特點(diǎn)，因此在電力系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。

一、電容式電壓互感器基本結(jié)構(gòu)

CVT主要由兩部分組成，即電容分壓器和電磁單元。電容式電壓互感器結(jié)構(gòu)如圖所示。

(1)電容分壓器由瓷套、電容芯子、電容器油和金屬膨脹器組成。電容器芯子由若干個(gè)膜紙復(fù)合絕緣介質(zhì)與鋁箔卷繞的元件串聯(lián)而成，經(jīng)真空浸漬處理。瓷套內(nèi)灌注電容器油，并裝有金屬膨脹器補(bǔ)償油體積隨溫度的變化。

(2) 電磁單元由裝在密封油箱內(nèi)的中間變壓器，補(bǔ)償電抗器和阻尼裝置組成。

(3)二次出線盒內(nèi)裝有載波通信端子，并帶有過電壓保護(hù)間隙。

(4)油箱外有油位表、出線盒、銘牌、放油塞、接地座。

CVT通過電容分壓到中間變壓器，一般為13 000V,中間變壓器有兩個(gè)二次繞組，主二次繞組用于測(cè)量，二次電壓為100√3 V;輔助二次繞組用于繼電保護(hù)，電壓為100V，為了能監(jiān)視系統(tǒng)的接地故障，附加二次繞組接成開口三角形之用。阻尼電阻R接在輔二次繞組上，用于抑制諧波的產(chǎn)生。

電容式電壓互感器結(jié)構(gòu)有分裝式和組裝式兩種。分裝式由電容分壓器構(gòu)成一個(gè)單元，電抗器和中間變壓器等構(gòu)成另一個(gè)單元，分開安裝:組裝式即將電容分壓器單元疊置在電抗器、中間變壓器單元上，聯(lián)成一體。

二、電容式電壓互感器工作原理

CVT從中間變壓器高壓端處把分壓電容分成兩部分，-般稱下面電容器的電容為C2,上面的電容器串聯(lián)后的電容為G,則當(dāng)外加電壓為U時(shí)，電容C2上分得的電壓U2為

U2=C1/(C1+C2)*U1

調(diào)節(jié)C和C2的大小，即可得到不同的分壓比。為保證C2上的電壓不隨負(fù)載電流而改變，串入一適當(dāng)?shù)碾姼?，即電抗器。?dāng)把電抗器的電抗調(diào)整為ωL= 1/ω(C1+C2)時(shí)，即電源的內(nèi)阻抗為零，并經(jīng)過中間變壓器降壓后再接表計(jì)，二次側(cè)的負(fù)載電流經(jīng)過中間變壓器變換就可以大大減小，電容分壓器的輸出容量(或額定容量)將不受測(cè)量精度的限制。

電容式電壓互感器原理接線如圖所示。