電壓互感器的原理及結構

2021-09-22 21:31:29 字數 2819 閱讀 4896

(1) 反方向的二次電壓向量即- u′2。

(2) 勵磁電流(空載電流)io在一次繞組的漏阻抗上的壓降,即io(r1+jx1)。

(3) 反方向的二次電流向量在原、副繞組漏阻抗的電壓降之和,即

-i ′2+j(x1+x ′2)}

從相量圖中可以看出,影響電壓互感器誤差的因素有:

(1) 原、副繞組的電阻r1、r′2和漏抗x1、x ′2。

(2) 空載電流io。

(3) 二次負載電流的大小i′2及其功率因數cosφ2。

圖2-1 電壓互感器的相量圖

前兩個因素與製造有關,第三因素決定於工作條件,即與二次負載有關。當二次電流增大功功率因素cosφ2降低時,誤差也就增大。

(四) 電壓互感器的準確度等級

電壓互感器根據誤差的不同,劃分為不同的準確度等級。我國電壓互感器的準確度分為四級,即0.2級、0.5級、1級、3級,每種準確度等級的誤差限值見表2-1。

電壓互感器的每個準確度等級,都規定有對應的二次負荷的額定容量s2n(va)。當實際的二次負荷超過了規定的額定容量時,電壓互感器的準確度等級就要降低。要使電壓互感器能在選定的準確度等級下工作,二次所接負荷的總容量s2∑必須小於該準確度等級所規定的額定容量s2n。

電壓互感器準確等級與對應的額定容量,可從有關電壓互感器技術資料中查取。

表2-1電壓互感器的準確等級和誤差限值

3 電壓互感器的型別及基本結構

電壓互感器種類較多,按繞組數分為雙繞組和三繞組兩種,三繞組電壓互感器除了

一、二次繞組外還有一組(個)輔助二次繞組供絕緣監測及零序迴路。按相數分為單相和三相式,額定電壓35kv及以上的電壓互感器均製造為單相式。按安裝地點分為戶內和戶外式,35kv及以下多製成戶內式。

按絕緣及冷卻方式可分為乾式、澆注式,油浸式和充氣式,乾式(浸絕緣膠)結構簡單、無著火**危險,但絕緣強度較低,只適用於6kv以下的戶內裝置;澆注式結構緊湊、維護方便,適用於3~35kv戶內配電裝置;油浸式絕緣性能好,可用於10kv以上的戶內外配電裝置;充氣式用於sf6全封閉組合電器中。此外還有電容式電壓互感器。

(1)jdzj—10型電壓互感器

jdzj-10型電壓互感器為環氧樹脂澆鑄絕緣,外形結構如圖2-2所示。這種電壓互感器為單相三繞組,環氧樹脂澆注絕緣的戶內型互感器。可用三個電壓互感器組成三個yn/yn/d 接線,供中性點不接地系統的電壓、電能測量及接地保護之用,可取代老型號的jsjw型三相五柱電壓互感器。

1-一次出線 2—套管 3—主絕緣 4—鐵心 5—二次出線

圖2-2

(2)jdj-10型電壓互感器

jdj-10型電壓互感器為單相

油浸式電壓互感器,結構如

圖2-3所示。鐵心和線圈裝

在充滿變壓器油的油箱內,線

圈出線通過固定在箱蓋上的套管引出。用於戶外配電裝置。

1-鐵心 2—線圈 3—一次出線4—二次出線

圖2-3

(3)jsjw-10型電壓互感器

jsjw-10型電壓互感器為三相五柱式電壓互感器,其外形及鐵芯、繞組接線,如圖2-4所示。繞組分別繞在中間在個鐵心上,兩側有兩個輔助鐵芯柱,作為單相接地時的零序磁通通道,使原繞組的零序阻抗增大,從而大大限制了單相接地時通過互感器的零序電流,而不

致危害互感器。每個鐵心柱均繞有三個繞組,一次繞組接成星形並引出中線,因此在油箱蓋上有四個高壓瓷瓶端子。每相有兩個二次繞組,一組為基本繞組接成星形,中性點也引出,接線端子為a、b、c、o;另一組為輔助繞組接成開口三角形,引出兩個接線端子a1、x1。

廣泛用於小接地電流系統,作為測量相、線電壓和絕緣監察之用。

圖2-4

(4)jcc-110型電壓互感器

jcc-110型電壓互感器是採用串級式結構,引數相同的原繞組線圈單元分別套在鐵心上下兩柱上,串接在相線和地之間,兩個線圈單元的連線點與鐵心連線在瓷箱內,鐵心與底座絕緣。瓷箱兼作油箱和出線套管,減輕了重量和體積,如圖2-5所示。由於每個單元引數相同,電壓在各個單元上均勻分布,所以,每一級只處在該裝置這一部分電壓之下。

鐵心和線圈採用分級絕緣,因此,可大量節約絕緣材料。 在中性點直接接地系統中,每個線圈單元上的電壓與相電壓uxg成正比,最末乙個與地連線的線圈單元具有副繞組,因而能成比例地反映系統相電壓uxg的變化。 當副繞組開路時,由於鐵芯中的磁通相等,使電壓在各單元線圈上分布均勻,如圖2-6(a)所示,每一線圈單元與鐵芯的電位差只有uxg/2。

但鐵芯與外殼之間存在uxg/2 的電位差,所以必須絕緣。由於瓷外殼是絕緣的,且絕緣的最大計算電壓不超過uxg/2,所以容易做到,而普通結構的互感器,必須按全電壓uxg設計絕緣。

當副繞組接通負荷後,由於副繞組電流產生去磁磁勢,產生漏磁通,使上、下鐵芯柱內的磁通不相等,破壞了電壓在各線圈單元的均勻分布,使準確度降低。為了避免這種現象,在兩單元的鐵芯上加裝繞向和匝數相同的平衡繞組,並作反極性連線,如圖2-6 所示。當兩單元鐵心內的磁通不相等時,平衡繞組中將產生環流,如圖中箭頭所指方向,使上鐵心柱去磁,使下鐵芯柱增磁,達到上、下鐵心內的磁通基本相等,從而使各線圈單元的電壓分布較均勻,提高了準確度。

圖2-5 jcc-110型電壓互感器結構圖

1——油擴張器;2——瓷外殼;3——上柱繞組;4——鐵心5——下柱繞組;6——支撐電木板;7——底座

圖2-6 110千伏串級式電壓互感器的原理接線圖

a)原理圖;(b) 繞組的連線

1——鐵芯;2——一次繞組;3——平衡繞組;4——二次繞組

jcc-110型電壓互感器有兩個副繞組,基本二次繞組的電壓為100/v;輔助二次

繞組的電壓為100v。這種電壓互感器的缺點,是準確較低,其誤差隨串級元件數目的增加而加大。國產的jcc型電壓互感器的準確度為1級和3級。

220kv的串級式電壓互感器,有兩個口字形鐵心,由四個線圈單元串聯組成,除下鐵心裝有平衡線圈外,在兩個鐵心的相鄰鐵心柱上,還設有連耦線圈,其作用與平衡線圈相似。

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