互感器及載流導體的運行與檢修

電流互感器的運行與檢修

電壓互感器的運行與檢修

母線、絕緣子、電力電纜3.2電壓互感器的運行與檢修知識點1電壓互感器的認知知識點2電壓互感器的運行與檢修TV—變換電壓、容量很小（最大不過數百伏安）、負荷恒定

應用電壓互感器測量電壓的原理：1.電磁式電壓互感器的工作原理

一、電壓互感器知識點1電壓互感器的認知

式中：Ｋu—稱為TV的額定電壓比，其中一次線圈額定電壓U1N是電網的額定電壓，且已標準化(如10、35、110、220、330、500千伏等)，二次電壓U2N

統一定為100(或100/)伏，所以

Ｋu也標準化。

KN=N1/N2—稱為TV的匝數比可見：TV二次側測量儀表測得的二次電壓U2乘以額定電壓比ＫU這一常數，即為一次側電壓U1

。2.電壓互感器的工作特點（1）電磁式電壓互感器就是一臺小容量的降壓變壓器。一次繞組匝數N1很多，而二次繞組匝數N2較少。（2）電壓互感器一次側電壓決定于一次電力網的電壓，不受二次負載的影響。（3）正常運行時，電壓互感器二次繞組近似工作在開路狀態。電壓互感器的二次負載是測量儀表、繼電器的電壓線圈，匝數多、電抗大，通過的電流很小，二次繞組接近空載運行。（4）運行中的電壓互感器二次側繞組不允許短路。與電力變壓器一樣，當二次側短路時，將產生很大的短路電流損壞電壓互感器。為了保護二次繞組，一般在二次側出口處安裝熔斷器或快速自動空氣開關，用于過載和短路保護。

3.電壓互感器的準確度級

準確度級是指在規定的一次電壓和二次負荷變化范圍內，負荷的功率因數為額定值時，電壓誤差的最大值。

六個準確度級—0.2、0.5、1、3、3P、6P

0.5級：可用于收費用的電度表，因母線TV為母線段中各接線單元公用，其中必有計費測量，故宜選用0.5級。

3級：用于一般測量和繼電保護裝置，繼電保護用電壓互感器有3P和6P。

4.電壓互感器的額定容量

是指最高準確度級下的額定容量。

例：JDZ–10型電壓互感器，各準確級下的額定容量為：0.5級—80V·A，1級—120V·A，3級—500V·A，則該電壓互感器的額定容量為80V·A。注：與TA一樣，要求在某些準確度級下測量時，二次負載不應超過該準確度級規定的容量，否則準確度級下降，測量誤差滿足不了要求。5.電壓互感器的型號意義型號名稱表示字母字母含義型號名稱表示字母字母含義用途J電壓互感器結構形式及用途X帶剩余（零序）繞組相數D單相B三柱帶補償繞組式S三相W五柱三繞組絕緣形式J油浸式G空氣（干式）C串級式帶剩余（零序）繞組Z澆注成型固體F測量和保護分開的二次繞組Q氣體油保護方式N不帶金屬膨脹器C瓷絕緣R電容分壓式6.電壓互感器的結構

干式電壓互感器干式電壓互感器因沒有油，也就沒有火災、爆炸、污染等問題。它主要由鐵芯、繞組等組成，適用于500V以下低壓接線。澆注式電壓互感器

用于35kV及以下電壓等級，有單相雙繞組、單相三繞組之分。該型互感器優點是運行維護方便，但一旦損壞，不能檢修只有更新。JDZ2-1型JZW-12型JDZ—10型澆注式單相電壓互感器油浸式電壓互感器

普通油浸式電壓互感器的額定電壓制成3-35kV等級，鐵芯和繞組均放于充滿油的油箱內，繞組通過套管引出。JSJW一10型互感器由五個鐵芯和兩個鐵箍組成磁路系統，一次側三個繞組接成Y形，兩個二次側繞組分別接成Y形與開口三角形。二次側Y形接線的繞組用來測量線電壓和相電壓以及相對地電壓，開口三角形用來測量單相接地后的零序電壓。JSJW-10型

JDJ2-35型（1）JSJW-10型油浸式三相五柱電壓互感器。（2）JCC-20型串級式電壓互感器。（3）JDXN－35電壓互感器。SF6氣體絕緣電壓互感器

在三相系統中需要測量的電壓有：①線電壓（一般測量儀表和繼電器的電壓線圈都用線電壓）；②相對地電壓；③當發生單相接地故障時出現的零序電壓。②、③用于某些繼電保護和絕緣監察裝置中。

為了測量這些電壓，TV有各種不同的接線，下圖為最常見的幾種接線。二、電壓互感器的接線方式(a)單相接線

有兩種：

①對小接地電流系統，采用前一種的單相接線。這種接線只能測量相間電壓（線電壓），其UN1=UN·W，UN2=100V。②對大接地電流系統，采用后一種的單相接線。這種接線只能測量相對地電壓，其UN1=UN·W/，UN2=100V。(b)兩臺單相TV接成的V-V形接線（又稱不完全星形）可測量各相間電壓，但不能測量相對地電壓。廣泛用于小電流接地系統中，其中UN1=UN·W，UN2=100V。

比采用三相式的經濟，但有局限性(c)三相三柱式Ｙ/Ｙ0形接線接線

只能用來測量相間電壓，不能用來測量相對地電壓，因為它的一次側繞組中性點不能接地，中性點不引出，故不能用來監視電網對地絕緣。其UN1=UN·W，UN2=100V。用于小接地電流系統中

一次側繞組中性點不能接地的原因：中性點非直接接地電網中單相接地時，非故障相對地電壓升高倍，三相對地電壓失去平衡，在三個鐵芯柱中將出現零序磁通。由于零序磁通是同相位的，不能通過三個鐵芯柱形閉合回路，而只能經過空氣間隙和互感器外殼構成通路。因此磁路磁阻很大，零序勵磁電流很大，引起電壓互感器鐵芯過熱甚至燒壞。(d)三相五柱式電壓互感器接成的Y0/Y0/形接線其一次側繞組、基本二次側繞組接成星形，且中性點均接地，輔助二次側繞組接成開口三角形。這種接線可用來測量相電壓和相間電壓，還可用作絕緣監察，故廣泛用于小接地電流電網中。其UN1=UN·W，UN2=100V，輔助二次繞組開口三角形兩端子的額定電壓為100V，故二次繞組的每相電壓UN3=100/3V。(e)三臺單相三繞組TV接成的Y0/Y0/形接線可測量相間電壓、相對地電壓和零序電壓（輔助二次繞組可作接地保護）①當使用在小接地電流系統中，其UN1=UN·W/，UN2=100/V，輔助二次繞組開口三角形兩端子的額定電壓為100V，故二次繞組的每相電壓UN3=100/3V。②當使用在大電流接地系統中，其UN1=UN·W/，UN2=100/V，輔助二次繞組開口三角形兩端子的額定電壓為100V，故二次繞組的每相電壓UN3=100V

。1、TV一般用熔斷器保護，用隔離開關操作。三、電壓互感器的操作和保護

一次側熔斷器的作用：當TV及其以內出線上短路時，自動熔斷切除故障，但不作為二次側過負荷保護。因為熔斷器熔件的截面是根據機械強度選擇的，其額定電流比電壓互感器的工作電流大很多倍，二次側過負荷時可能不熔斷。2、

3～35KV的TV經隔離開關和熔斷器接入高壓電網。3、

110KV及以上電網，TV只經過隔離開關與電網連接。4、

380～500V的低壓配電裝置中，TV可以直接經熔斷器與電網連接，而不用隔離開關。5、TV的二次側也一律要裝設低壓熔斷器，以保護互感器二次側過負荷或短路。

但以下幾種情況則不能裝設熔斷器：①中性線N②兩只單相TV接成V-V，b相接地不準裝FU③輔助二次繞組接成開口三角形一般也不裝FU。1、除三相三柱式TV外，一次繞組接成Y形的TV中性點都接地，而不論電力系統中性點是直接接地還是小電流接地（將TV的中性點直接接地，是不會改變系統的接地性質。這是因為TV容量很小，阻抗極大，對單相接地電流基本沒有影響）。

2、TV的二次側必須有一點接地，以防繞組間絕緣損壞而使二次部分長期存在高壓而危及人身安全。三、電壓互感器的接地

隨著電壓等級的升高，TV一次繞組的絕緣需隨之增強。110KV及以上電壓等級的電磁式電壓互感器，如果仍制成普通的具有鋼板油箱和瓷套管結構的單相電壓互感器，將顯得十分笨重且價格昂貴。因此，電壓為110KV及以上的電磁式電壓互感器，現在廣泛采用串級式結構。

四、串級式電壓互感器結構特點：①串級式TV的鐵芯和繞組裝在充油的瓷外殼內，沒有套管絕緣子，瓷外殼既代替油箱又兼作高壓出線套管。②繞組和鐵芯采用分級絕緣，簡化絕緣結構。所以，瓷箱串級式TV可節省絕緣材料、減輕質量、降低造價。

隨著電力系統輸電電壓的增高，對絕緣要求也越高，電磁式電壓互感器的體積和重量越來越大，成本也隨之增加。電容式電壓互感器與電磁式電壓互感器相比，具有結構簡單、體積小、重量輕、占地少，成本低的優點，且電壓愈高效果愈顯著。電容式電壓互感器的運行維護也較方便，且其中的分壓電容還可兼作載波通信的耦合電容，因此廣泛用于110～500KV中性點直接接地系統中。

五、電容式電壓互感器110kV及以上電壓等級，還有電容分壓式電壓互感器，左圖為其剖視圖：1油壓計

2膨脹膜

3電容單元

4絕緣油

5瓷絕緣子

6密封件

7外殼

8低壓端子箱/中性(N)和高頻(HF)端子

9串聯電感

10中壓互感器

11鐵磁諧振效應陰尼電路

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電壓互感器的運行與檢修

母線、絕緣子、電力電纜3.2電壓互感器的運行與檢修知識點1電壓互感器的認知知識點2電壓互感器的運行與檢修一、電壓互感器的巡視

電壓互感器的巡視應按下表內容進行。

電磁式電壓互感器巡視作業指導書

基本條件知識點2電壓互感器的運行與檢修二、電壓互感器的檢修三、電壓互感器異常運行情況處理

在通常情況下，35kV及以下電壓等級的電壓互感器一次側裝設熔斷器保護，二次側大多亦裝設熔斷器保護；110kV及以上電壓等級的電壓互感器一次側無熔斷器保護，二次側保護用電壓回路和表計電壓回路均用低壓自動小開關作保護來斷開二次短路電流；只有電能表電壓回路采用熔斷器保護。因此，在電壓二次回路有異常時，必須根據保護異常信號、表計指示和電能表轉速等綜合情況加以區分清楚，應先核實確定故障的二次回路，再進行處理。

1．內部故障由于電壓互感器內部發生故障，常會引起火災或爆炸，因此當電壓互感器內部故障時，應使用斷路器將故障電壓互感器切斷或用遙控方式拉開高壓隔離開關。嚴禁采用取下電壓互感器高壓熔斷器或近控拉開高壓隔離開關方式隔離故障電壓互感器。

2．故障停用象征

電壓互感器有下列故障象征之一者，應立即匯報調度停用。

（1）電壓互感器發熱溫度過高。

（2）電壓互感器內部有放電聲或其他噪聲（可能是由于電壓互感器內部短路、接地、夾緊螺絲松動所致）。

（3）電壓互感器有嚴重漏油或噴油、有臭味或冒煙等現象。

（4）電壓互感器引線與外殼間有火花放電現象。

（5）電壓互感器一次側熔絲熔斷（35kV及以下）。

3．高壓側熔絲熔斷

電壓互感器一次側熔絲熔斷應匯報調度停用可能會誤動作的保護及自動裝置，取下低壓熔絲，拉開電壓互感器隔離開關，做好安全措施，檢查電壓互感器外部無故障，更換一次側熔絲，恢復運行，如多次熔斷則可判斷為電壓互感器內部故障應申請停役。

高壓或低壓側熔斷器一相熔斷時，則該熔斷相的相電壓指示值降低，未熔斷相的電壓表指示值不會升高。

造成電壓互感器高壓側熔絲熔斷的原因有以下幾個方面：

（1）電壓互感器內部繞組發生匝間、層間或相間短路及一相接地等故障。

（2）電壓互感器一、二次回路故障，可能造成電壓互感器過電流。若電壓互感器二次側熔絲容量選擇不合理，也有可能造成一次側熔絲熔斷。

（3）當中性點不接地系統中發生一相接地時，其他兩相對地電壓升高倍；或由于間歇性電弧接地，可能產生數倍的過電壓。這些過電壓都會使互感器鐵芯飽和，將使電流急劇增加而造成熔絲熔斷。

（4）系統發生鐵磁諧振。在中性點不接地系統中，由于發生單相接地或用戶電壓互感器數量的增加，使母線或線路的電容和電壓互感器的電感構成振蕩回路，在一定條件下，會引起鐵磁振蕩故障。這時，電壓互感器上將產生過電壓或過電流。電流的激增，除了造成一次側熔絲熔斷外，還常導致電壓互感器的燒毀事故。

（5）由于電壓過負荷運行或長時間運行后，熔斷器接觸部位銹蝕造成接觸不良。

4．電壓回路斷線

（1）當電壓互感器高、低壓側的熔斷器熔斷（或小開關跳閘），回路接頭松動或斷線以及電壓切換回路輔助觸點和電壓切換開關接觸不良時，均會發出電壓互感器回路斷線的信號。

（2）電壓切換回路輔助觸點和電壓切換開關接觸不良所造成的電壓回路斷線現象主要發生在操作后，母線電壓互感器隔離開關輔助觸點切換不良牽涉該母線上所有回路的二次電壓回路，線路的母線隔離開關輔助觸點切換不良只涉及影響到本線路取用電壓量的保護。這些問題在操作后即可發覺，應停止操作查明原因。

（3）當電壓互感器回路斷線時，電壓互感器回路斷線，光示牌亮，警鈴響，有功功率表指示失常，電壓表指示為零或三相不一致