電壓互感器是一種特殊的變壓器,主要用于將高電壓轉(zhuǎn)換為低電壓,以便于儀表測(cè)量和繼電保護(hù)裝置工作,是變電和配電系統(tǒng)中重要的測(cè)量和保護(hù)設(shè)備。
其工作原理與變壓器相同,基于電磁感應(yīng)定律。電壓互感器的原繞組匝數(shù)多,并聯(lián)在被測(cè)的高電壓電路中;副繞組匝數(shù)少,接測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)裝置等。當(dāng)原繞組接入高電壓時(shí),在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通,副繞組中感應(yīng)出與原繞組電壓成正比的低電壓(通常為 100V 或 100/√3 V)。通過(guò)測(cè)量副繞組的電壓,就可以間接得知原繞組的高電壓,其電壓比為 U1/U2=N1/N2(U1 為原繞組電壓,U2 為副繞組電壓,N1 為原繞組匝數(shù),N2 為副繞組匝數(shù))。
電壓互感器的接線方式有多種,常見(jiàn)的有單相接線、V-V 接線、Y-Y 接線、YN-yn 接線等。
單相接線方式用于測(cè)量單相電壓,原繞組接在單相高電壓電路中,副繞組接單相電壓表或其他單相設(shè)備,適用于單相電路或?qū)ΨQ三相電路中測(cè)量某一相的電壓。
V-V 接線(也稱為不完全星形接線)由兩臺(tái)單相電壓互感器組成,原繞組分別接在三相電路的 AB 相和 BC 相之間,副繞組相應(yīng)地接成 ab 相和 bc 相。這種接線方式可以測(cè)量三相電路中的線電壓,但不能測(cè)量相電壓,適用于三相三線制電路,如 10kV 高壓配電線路中,用于測(cè)量線電壓和提供繼電保護(hù)所需的電壓信號(hào),其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備少、投資省。
Y-Y 接線方式由三臺(tái)單相電壓互感器組成,原繞組接成星形,中性點(diǎn)接地或不接地,副繞組也接成星形。這種接線方式可以測(cè)量三相電路的線電壓和相電壓,但當(dāng)三相電路發(fā)生單相接地故障時(shí),中性點(diǎn)會(huì)發(fā)生位移,副繞組的相電壓會(huì)發(fā)生變化,可能影響繼電保護(hù)裝置的正常工作,適用于中性點(diǎn)不接地的三相系統(tǒng)。
YN-yn 接線方式與 Y-Y 接線方式類似,但原繞組的中性點(diǎn)直接接地,副繞組的中性點(diǎn)也接地。這種接線方式不僅可以測(cè)量線電壓和相電壓,還能反映三相電路的接地故障,適用于中性點(diǎn)直接接地的三相系統(tǒng),如 380V/220V 低壓配電系統(tǒng)中,電壓互感器采用這種接線方式,可以為繼電保護(hù)裝置提供接地故障信號(hào)。
在使用電壓互感器時(shí),應(yīng)注意以下幾點(diǎn):副繞組不能短路,否則會(huì)產(chǎn)生很大的短路電流,燒毀電壓互感器,因此副繞組回路中應(yīng)安裝熔斷器;電壓互感器的鐵芯和副繞組的一端必須可靠接地,防止高壓側(cè)絕緣損壞時(shí),高電壓竄入低壓側(cè),造成設(shè)備損壞和人身事故;電壓互感器的額定電壓應(yīng)與被測(cè)電路的電壓等級(jí)相符,避免過(guò)電壓運(yùn)行。
了解電壓互感器的工作原理和接線方式,有助于正確選擇和使用電壓互感器,確保測(cè)量的準(zhǔn)確性和繼電保護(hù)裝置的可靠動(dòng)作。
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