电压互感器
电压互感器是一个带铁心的变压器。它主要由一、二次线圈、铁心和绝缘组成。当在一次绕组上施加一个电压U1时,在铁心中就产生一个磁通φ,根据电磁感应定律,则在二次绕组中就产生一个二次电压U2。改变一次或二次绕组的匝数,可以产生不同的一次电压与二次电压比,这就可组成不同比的电压互感器。电压互感器将高电压按比例转换成低电压,即100V,电压互感器一次侧接在一次系统,二次侧接测量仪表、继电保护等;主要是电磁式的(电容式电压互感器应用广泛),另有非电磁式的,如电子式、光电式。
电压互感器的作用是:把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压,供保护、计量、仪表装置使用。同时,使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离。电压互感器虽然也是按照电磁感应原理工作的设备,但它的电磁结构关系与相比正好相反。电压互感器二次回路是高阻抗回路,二次电流的大小由回路的阻抗决定。当二次负载阻抗减小时,二次电流增大,使得一次电流自动增大一个分量来满足一、二次侧之间的电磁平衡关系。可以说,电压互感器是一个被限定结构和使用形式的特殊变压器。简单的说就是“检测元件”。
在3~60KV电网中,通常采用三只单相三绕组电压互感器或者一只三相五柱式电压互感器的接线形式。必须指出,不能用三相三柱式电压互感器做这种测量。当系统发生单相接地短路时,在互感器的三相中将有零序电流通过,产生大小相等、相位相同的零序磁通。在三相三柱式互感器中,零序磁通只能通过磁阻很大的气隙和铁外壳形成闭合磁路,零序电流很大,使互感器绕组过热甚至损坏设备。而在三相五柱式电压互感器中,零序磁通可通过两侧的铁芯构成回路,磁阻较小,所以零序电流值不大,对互感器不造成损害。