電壓互感器的接線(xiàn)應(yīng)用分析
電壓互感器(PotenTIal transformer 簡(jiǎn)稱(chēng)PT,Voltage transformer也簡(jiǎn)稱(chēng)VT)和變壓器類(lèi)似,是用來(lái)變換線(xiàn)路上的電壓的儀器。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(jì)算單位;而電壓互感器變換電壓的目的,主要是用來(lái)給測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)裝置供電,用來(lái)測(cè)量線(xiàn)路的電壓、功率和電能,或者用來(lái)在線(xiàn)路發(fā)生故障時(shí)保護(hù)線(xiàn)路中的貴重設(shè)備、電機(jī)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(guò)一千伏安。詞條介紹了其基本結(jié)構(gòu)、工作原理、主要類(lèi)型、接線(xiàn)方式、注意事項(xiàng)、異常與處理、以及鐵磁諧振等。
電壓互感器的基本結(jié)構(gòu)和變壓器很相似,它也有兩個(gè)繞組,一個(gè)叫一次繞組,一個(gè)叫二次繞組。兩個(gè)繞組都裝在或繞在鐵心上。兩個(gè)繞組之間以及繞組與鐵心之間都有絕緣,使兩個(gè)繞組之間以及繞組與鐵心之間都有電氣隔離。電壓互感器在運(yùn)行時(shí),一次繞組N1并聯(lián)接在線(xiàn)路上,二次繞組N2并聯(lián)接儀表或繼電器。因此在測(cè)量高壓線(xiàn)路上的電壓時(shí),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。
電壓互感器的應(yīng)用發(fā)展
目前,智能電網(wǎng)技術(shù)快速發(fā)展,其已成為全球能源發(fā)展和變革中的重大研究課題,其中各類(lèi)電信號(hào)的測(cè)量技術(shù)及其傳感器是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)監(jiān)測(cè)、控制、分析和決策的基礎(chǔ),也是智能電網(wǎng)發(fā)展的關(guān)鍵。電壓互感器的準(zhǔn)確性、可靠性、便利性和快速性是電能計(jì)量和繼電保護(hù)、電力系統(tǒng)監(jiān)測(cè)診斷、電力系統(tǒng)故障分析中的關(guān)鍵技術(shù)要求。電磁式電壓互感器(PotenTIal Transformer,PT) 和電容式電壓互感器(CapaciTIve Voltage Transformer,CVT)在電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。雖然電網(wǎng)中普遍使用的電容式電壓互感器和電磁式電流互感器的技術(shù)成熟,而且擁有長(zhǎng)期的運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn),但它們的測(cè)量線(xiàn)性度較差、瞬變響應(yīng)速度較慢,且電磁式電流互感器的瞬態(tài)誤差特性也不理想。
傳統(tǒng)的電磁式電壓互感器存重量大和體積大的特點(diǎn),而且隨著特超高壓電網(wǎng)的發(fā)展,其絕緣強(qiáng)度要求難度越來(lái)越大,同時(shí)由于具有鐵芯,可能導(dǎo)致發(fā)生鐵磁諧振過(guò)電壓和由鐵磁飽和帶來(lái)的動(dòng)態(tài)范圍變小等缺點(diǎn),已經(jīng)越來(lái)越不適應(yīng)當(dāng)前智能化電網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。
與電磁式電壓互感器相比,電容式電壓互感器具有更多的優(yōu)點(diǎn),其分壓結(jié)構(gòu)可以提高互感器的動(dòng)態(tài)范圍,使其更容易提高絕緣強(qiáng)度。但該互感器不能夠及時(shí)跟蹤電壓變化,不能滿(mǎn)足繼保系統(tǒng)中的要求,而且該互感器能夠捕捉到高頻的過(guò)電壓波形,也不能滿(mǎn)足電力系統(tǒng)故障診斷與在線(xiàn)監(jiān)測(cè)要求,而電容式電壓互感器中耦合電容、補(bǔ)償電抗器以及中間變壓器等內(nèi)部?jī)?chǔ)能元件構(gòu)成的RLC 電路會(huì)使得電容式互感器的暫態(tài)特性會(huì)變差,使得當(dāng)一次系統(tǒng)發(fā)生如電壓跌落故障時(shí),電容式電壓互感器的輸出并不能立即跟隨一次側(cè)輸入變化,并且在高頻過(guò)電壓下,二次側(cè)輸出可能發(fā)生由鐵磁諧振導(dǎo)致的高頻振蕩,無(wú)法反映一次側(cè)輸入波形。在一些不易進(jìn)行直接測(cè)量的場(chǎng)合,如對(duì)高壓套管、被絕緣層包裹的變壓器繞組接頭處等進(jìn)行測(cè)量時(shí),電磁式電壓互感器和電容式電壓互感器的使用也具受到了限制。