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電壓互感器精講

一、電壓互感器簡述

電壓互感器（簡稱PT，也簡稱TV）和變壓器很相像，都是用來變換線路上的電壓。但是變壓器變換電壓的目的是為了輸送電能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安為計算單位；而電壓互感器變換電壓的目的，主要是用來給測量儀表和繼電保護裝置供電，用來測量線路的電壓、功率和電能，或者用來在線路發(fā)生故障時保護線路中的貴重設備、電機和變壓器，因此電壓互感器的容量很小，一般都只有幾伏安、幾十伏安，最大也不超過一千伏安。

線路上為什么需要PT呢？這是因為根據(jù)發(fā)電、輸電和用電的不同情況，線路上的電壓大小不一，而且相差懸殊，有的是低壓220V和380V，有的是高壓幾萬伏甚至幾十萬伏。要直接測量這些低壓和高壓電壓，就需要根據(jù)線路電壓的大小，制作相應的低壓和高壓的電壓表和其他儀表和繼電器。這樣不僅會給儀表制作帶來很大困難，而且更主要的是，要直接制作高壓儀表，直接在高壓線路上測量電壓，那是不可能的，而且也是絕對不允許的。

二、電壓互感器的工作原理

其工作原理與變壓器相同，基本結構也是鐵心和原、副繞組。特點是容量很小且比較恒定，正常運行時接近于空載狀態(tài)。

電壓互感器本身的阻抗很小，一旦副邊發(fā)生短路，電流將急劇增長而燒毀線圈。為此，電壓互感器的原邊接有熔斷器，副邊可靠接地，以免原、副邊絕緣損毀時，副邊出現(xiàn)對地高電位而造成人身和設備事故。

三、電壓互感器的基本結構

油浸式電壓互感器按其結構可分為普通式和串級式，3～35kV都制成普通式，它與普通小型變壓器相似。110kV及以上的電磁式電壓互感器普遍制成串級結構，其特點是：繞組和鐵芯采用分級絕緣，以簡化絕緣結構；繞組和鐵芯放在瓷套中，可減少重量和體積。

電壓互感器的基本結構和變壓器很相似，它也有兩個繞組，一個叫一次繞組，一個叫二次繞組。兩個繞組都裝在或繞在鐵心上。兩個繞組之間以及繞組與鐵心之間都有絕緣，使兩個繞組之間以及繞組與鐵心之間都有電的隔離。電壓互感器在運行時，一次繞組N1并聯(lián)接在線路上，二次繞組N2并聯(lián)接儀表或繼電器。因此在測量高壓線路上的電壓時，盡管一次電壓很高，但二次卻是低壓的，可以確保操作人員和儀表的安全。

電壓互感器的線圈阻抗較小，所以電壓互感器的二次繞組不能短路，二次繞組如果短路將導致繞組承受的阻抗變大，繞組承受不了造成PT燒毀。

四、電壓互感器的接法（重點）

（1）單相接線

該接法僅適用于測量相間電壓。如果互感器一次繞組的一端接在線路上，另一端接地，互感器可測量某一相對地電壓。

（2）V－V接線

由兩個單相互感器接線成不完全星形（V－V形），用來測量各相間電壓，但不能測量相對地電壓，它廣泛應用在20kV以下中性點不接地或經消弧線圖接地的電網(wǎng)中。

VV接線，二次側一般采用B相接地，這種接線方式測量的是線電壓，不能測量相電壓，也不能監(jiān)測系統(tǒng)的單相接地故障。

（3）Y－Y接線

由三個單相互感器一、二次側均接成Y形，可供給要求線電壓的儀表和繼電器以及要求相電壓的絕緣監(jiān)視電壓表。

Y/Y接線，Y/Y接線是由三個單相互感器一、二次側均接成Y形而構成的，它可供給要求線電壓的儀表和繼電器以及要求相電壓的絕緣監(jiān)視電壓表的電壓用，一般采用N線接地。

（4）Y0/Y0/△接線

用三臺單相三繞組電壓互感器構成Y0/Y0/D接線，該接線方式其二次繞組用來測量相間電壓和相對地電壓，輔助二次繞組接成開口三角形檢測零序電壓。用于3～220kV系統(tǒng)（110kV及以上無高壓熔斷器），供接入交流電網(wǎng)絡緣監(jiān)視儀表和繼電器用。三相五柱式電壓互感器只用于3～15kV系統(tǒng)，其接線與三臺單相三繞組電壓互感器構成Y0/Y0/△接線基本相同。

五、結論

在中性點不接地或經消弧線圈接地的系統(tǒng)中，為了測量相對地的電壓，電壓互感器的一次繞組必須接成星形，且中性點必須接地。在3～60kV電網(wǎng)中，采用三只單相三繞組（接地專用）電壓互感器，而在3～20kV電網(wǎng)中，常采用三相五柱式電壓互感器來測量相對地電壓。普通三相三柱式的電壓互感器是不允許作這種測量的。

三相三線制和三相四線制都可以采用Yy接法或Vv接法，區(qū)別是Vv接法只能用于線電壓測試，Yy接法只能用于相電壓測試，都能滿足三相電壓的測量。

電能計量中，通常還需要測電流和功率，這時，只有三相三線制中，可以采用兩個電流互感器與Vv接法的兩個電壓互感器配合測試三相電功率。三相四線制中，必須采用三個電流互感器與Yy接法的三個電壓互感器配合測試三相電功率。

故電能計量中，Vv接法用于三相三線制，而Yy接法用于三相四線制。