第六章电压互感器设计计算
电压互感器设计方案
电压互感器设计方案 方案名称：电压互感器方案摘要：本方案意在通过设计一个反馈转化装置来实现计算机对中频炉加热系统温度的实时监控，即电压传感器。
通电线圈里的交变电流产生同频率的磁场，将传感器置于磁场中会在传感器关键器件上产生感应电动势（法拉利电磁感应），通过对感应电动势的检测来间接反映磁场强度，从而建立起计算机与被控对象之间的桥梁。
本文准备两套方案来设计电压互感器。
一种是基于霍尔效应的霍尔线性集成传感器，当外加磁场时,霍耳元件产生与磁场成线性比例变化的霍耳电压,经放大器放大后输出。
另一种利用磁敏晶体管，此类晶体管是继霍尔元件之后发展起来的一种新型磁电转换器件，它具有磁灵敏度高、响应快、无触点、输出功率大等特点，因此在电磁测量、工业控制及检测技术方面得到广泛应用。
磁敏晶体管中主要有磁敏二极管，磁敏三极管。
方案内容：方案一：霍耳线性集成传感器的输出电压与外加磁场成线性比例关系。
这类传感器一般由霍耳元件和放大器组成，当外加磁场时,霍耳元件产生与磁场成线性比例变化的霍耳电压,经放大器放大后输出。
霍尔效应原理：将一块半导体或导体材料，沿Z 方向加以磁场B，沿X 方向通以工作电流I ，则在Y 方向产生出电动势H V ，如图1所示，这现象称为霍尔效应。
H V 称为霍尔电压。
(a) (b)图3 霍尔效应原理图I ——控制电流 Ih ——霍尔电流 Vh ——霍尔电压 V ——控制电压 R ——输入电阻 R3——负载电阻图中控制电流I 由电源E 供给,R 为调节电阻,保证器件内所需控制电流I 。
霍耳输出端接负载R 3,R 3可是一般电阻或放大器的输入电阻、或表头内阻等。
磁场B 垂直通过霍耳器件,在磁场与控制电流作用下，由负载上获得电压。
设霍耳片厚度d 均匀，电流I 和霍耳电场的方向分别平行于长、短边界，则控制电流I 和霍耳电势V H 的关系式—霍耳系数，由载流材料物理性质决定。
基本特性：1. 直线性 指霍耳器件的输出电势V H 分别和基本参数I 、V 、B 之间呈线性关系。
发电厂电气部分第六章习题解答
第6章导体和电气设备的原理与选择6-1什么是验算热稳定的短路计算时间t k以及电气设备的开断计算时间t br？答：演算热稳定的短路计算时间t k为继电保护动作时间t pr和相应断路器的全开断时间t br之和，而t br是指断路器分断脉冲传送到断路器操作机构的跳闸线圈时起，到各种触头分离后的电弧完全熄灭位置的时间段。
6-2开关电器中电弧产生与熄灭过程与那些因素有关？答：电弧是导电的，电弧之所以能形成导电通道，是因为电弧柱中出现了大量的自由电子的缘故。
电弧形成过程：⑴电极发射大量自由电子：热电子+强电场发射；⑵弧柱区的气体游离，产生大量的电子和离子：碰撞游离+热游离。
电弧的熄灭关键是去游离的作用，去游离方式有２种：复合：正负离子相互吸引，彼此中和；扩散：弧柱中的带电质点由于热运行逸出弧柱外。
开关电器中电弧产生与熄灭过程与以下因素有关：⑴电弧温度；⑵电场强度；⑶气体介质的压力；⑷介质特性；⑸电极材料。
6-3开关电器中常用的灭弧方法有那些？答：有以下几种灭弧方式：1）利用灭弧介质，如采用SF6气体；2）采用特殊金属材料作灭弧触头；3）利用气体或油吹动电弧，吹弧使带电离子扩散和强烈地冷却面复合；4）采用多段口熄弧；5）提高断路器触头的分离速度，迅速拉长电弧，可使弧隙的电场强度骤降，同时使电弧的表面突然增大，有利于电弧的冷却和带电质点向周围介质中扩散和离子复合。
6-4什么叫介质强度恢复过程？什么叫电压恢复过程？它与那些因素有关？答：弧隙介质强度恢复过程是指电弧电流过零时电弧熄灭，而弧隙的绝缘能力要经过一定的时间恢复到绝缘的正常状态的过程为弧隙介质强度的恢复过程。
弧隙介质强度主要由断路器灭弧装置的结构和灭弧介质的性质所决定，随断路器形式而异。
弧隙电压恢复过程是指电弧电流自然过零后，电源施加于弧隙的电压，将从不大的电弧熄灭电压逐渐增长，一直恢复到电源电压的过程，这一过程中的弧隙电压称为恢复电压。
电压恢复过程主要取决于系统电路的参数，即线路参数、负荷性质等，可能是周期性的或非周期性的变化过程。
电压互感器设计计算完整版
电压互感器设计计算 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】第六章电压互感器设计计算第一节计算依据电压互感器计算依据是：（1）额定一次电压、（2）额定二次电压（3）剩余电压绕组（如果有）额定电压（4）二次绕组准确级及额定电压，极限输出（5）剩余电压绕组（如果有）准确级及额定电压（6）额定频率（7）绝缘水平第二节铁心和绕组设计计算一、铁心设计计算1．铁心额定磁通密度选择额定磁通密度是一个选择性很强的基本设计参数。
不同的电压互感器其额定磁通密度值差别很大。
选择合适的额定磁通密度是产品设计中必须首先解决的问题之一。
额定磁通密度与互感器误差及过励磁特性直接有关，其数值选取分析如下。
（1）单相及三相不接地电压互感器通常用于测量过压、压保护，当系统发生故障时并不改变互感器相间电压或线端与中心点的电压。
因此这两种电压互感器并不承受系统故障所引起的工频电压升高。
它们可能承受的最大工频电压升高幅度一般不超过倍额定电压，是指发电机突然甩负荷而引起的飞转，长线电容效应等所引起的工频电压升高。
此时如果铁心过饱和，二次绕组感应电势中将含有较大的三次谐波分量，电压波形失真。
这种电压互感器选择磁通密度时需满足以下两点要求。
a.电压互感器在两个极限电压空载误差的差值不应过大。
b.系统出现工频电压升高时，互感器铁心不应过饱和。
这种电压互感器选取额定磁通密度应不大于。
（2）供中性点有效接地系统使用的单相接地电压互感器，主要用于测量及单相接地保护。
互感器一次绕组连接在相与地间，它除了承受幅度一般不超过倍额定电压的工频电压升高外，还要承受接地短路引起的工频过电压，其幅度一般不超过倍额定电压。
这两种过电压都是瞬时的，选择这种互感器额定磁通密度时，需满足以下三点要求。
a.测量用绕组在两个极限电压下空载误差的差值不应过大。
b.系统出现工频电压升高时，互感器铁心不应过饱和。
c.系统发生单相接地短路时，互感器铁心不应过饱和。
互感器设计其它知识
电压互感器的设计1、铁芯截面积计算铁心截面积（S）=铁芯切面的长×宽图1该铁芯截面积为60×25+50×16+40×10+30×6=28.8cm22、匝数计算首先要知道二次电压是多少，一般有100V和100/√3V，100/√3就是57.73672V，约58V，剩余绕组为100/3V，就是33.3V，我们在设计时只考虑主绕组的100V和100/√3V，同时要考虑铁芯的磁通密度，一般二次输出100V的电压互感器磁通密度定在1.1-1.15特斯拉，100/√3V的电压互感器磁通密度定在0.7-0.8特斯拉之间，如磁通密度过高铁芯容易发热，严重时会发生爆炸，影响供电。
根据公式可知：匝数=二次电压（100或58V）×10000/222/0.96（叠片系数）/磁通密度/铁芯截面积2.1 如果二次输出为100V，按照图1举例说明：匝数=100×10000/222/0.96（叠片系数）/1.1/28.8匝数=1482.2 如果二次输出为100/√3V，按照图1举例说明：匝数=58×10000/222/0.96（叠片系数）/0.75/28.8匝数=1232.3 不管你设计的是10KV还是35KV产品，给你一个切面的铁芯，那就决定了这台互感的二次匝数，（根据设计思路的不同，所取的磁通密度也会因人而异，二次匝数偏差一般不会超出10%）其它部分的几何尺寸设计就要按照理论计算来确定，或者借助于计算机用制图软件来虚拟描绘，确定最终铁芯规格。
2.4 二次匝数得出后怎么计算一次匝数呢？根据公式得出：一次匝数/二次匝数= 一次电压/二次电压即一次匝数=二次匝数×一次电压/二次电压但是在实际制造过程中由于铁芯有磁滞损耗特性，所以要考虑误差补偿，一般采用一次匝数补偿法，就是在一次线圈上增减数匝到数十匝来补偿误差成绩。
3、剩余绕组的计算3.1 压变在实际使用中线路上如出现单相接地故障，而为了保护其它电器设备的安全，及时反馈故障到保护电路，所以在电压互感器上设计有剩余绕组也称之为保护绕组。
常规电流互感器和电压互感器参数选择及计算图文116页PPT
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
发电厂电气部分第六章习题解答
第6章导体与电气设备的原理与选择6-1什么就是验算热稳定的短路计算时间t k以及电气设备的开断计算时间t br？答:演算热稳定的短路计算时间t k为继电保护动作时间t pr与相应断路器的全开断时间t br 之与,而t br就是指断路器分断脉冲传送到断路器操作机构的跳闸线圈时起,到各种触头分离后的电弧完全熄灭位置的时间段。
6-2开关电器中电弧产生与熄灭过程与那些因素有关？答:电弧就是导电的,电弧之所以能形成导电通道,就是因为电弧柱中出现了大量的自由电子的缘故。
电弧形成过程:⑴电极发射大量自由电子:热电子+强电场发射;⑵弧柱区的气体游离,产生大量的电子与离子:碰撞游离+热游离。
电弧的熄灭关键就是去游离的作用,去游离方式有２种:复合:正负离子相互吸引,彼此中与;扩散:弧柱中的带电质点由于热运行逸出弧柱外。
开关电器中电弧产生与熄灭过程与以下因素有关:⑴电弧温度;⑵电场强度;⑶气体介质的压力;⑷介质特性;⑸电极材料。
6-3开关电器中常用的灭弧方法有那些？答:有以下几种灭弧方式:1)利用灭弧介质,如采用SF6气体;2)采用特殊金属材料作灭弧触头;3)利用气体或油吹动电弧,吹弧使带电离子扩散与强烈地冷却面复合;4)采用多段口熄弧;5)提高断路器触头的分离速度,迅速拉长电弧,可使弧隙的电场强度骤降,同时使电弧的表面突然增大,有利于电弧的冷却与带电质点向周围介质中扩散与离子复合。
6-4什么叫介质强度恢复过程？什么叫电压恢复过程？它与那些因素有关？答:弧隙介质强度恢复过程就是指电弧电流过零时电弧熄灭,而弧隙的绝缘能力要经过一定的时间恢复到绝缘的正常状态的过程为弧隙介质强度的恢复过程。
弧隙介质强度主要由断路器灭弧装置的结构与灭弧介质的性质所决定,随断路器形式而异。
弧隙电压恢复过程就是指电弧电流自然过零后,电源施加于弧隙的电压,将从不大的电弧熄灭电压逐渐增长,一直恢复到电源电压的过程,这一过程中的弧隙电压称为恢复电压。
电压互感器设计计算
电压互感器设计计算电压互感器是一种测量高电压的电器装置，它通过电感和磁链耦合原理将高压侧的高电压信号转换成低电压信号，以便测量、保护和控制装置使用。
设计和计算电压互感器需要考虑很多因素，例如额定电压、容量、抗短路能力、磁化特性和误差等。
下面将详细介绍电压互感器设计和计算的过程。
首先，电压互感器的设计需要确定额定电压。
额定电压是指电压互感器连续运行的最高电压值，通常选择额定电压为系统工作电压的1.1~1.2倍，以保证电压互感器的安全运行。
其次，根据额定电压和要求的输出电压比例确定变比。
变比是指高压侧与低压侧电压之间的比值。
变比可以根据需求来确定，常见的变比有1:1、10:1、100:1等。
变比的选择要考虑到测量范围、精度和输出电压等要求。
然后，计算电感值。
电感是电流在电压互感器中产生磁能的度量。
电感可以通过下式计算得到：L = Vn * n / (2 * π * f * Imax)其中，L为电感值，Vn为额定电压，n为变比，f为频率，Imax为电流互感器的额定电流。
计算完成后，需要选择合适的铁芯材料和截面积。
铁芯材料的选择要考虑到对磁场的导磁性和磁饱和能力，常见的铁芯材料包括硅钢片和铁氧体等。
截面积的选择要根据电感值和变比来确定，以满足对电压的耦合效果和磁场的均匀分布。
在设计过程中，还需要考虑到电压互感器的抗短路能力。
抗短路能力是指电压互感器在短路条件下能够承受的最大电流，并保持正常工作。
Zsc = Vn / (In * S)其中，Zsc为短路阻抗，Vn为额定电压，In为电流互感器的额定电流，S为电压互感器的容量。
最后，还需要进行磁化特性和误差计算。
磁化特性是指电压互感器在额定电压下的磁化曲线。
在设计过程中，通常需要进行磁化特性的仿真和优化，以满足国际标准的要求。
误差是指电压互感器输出信号与输入信号之间的差异。
误差计算可以通过校正和标定来进行，以确保电压互感器的精度和可靠性。
综上所述，电压互感器的设计和计算涉及到很多方面，包括额定电压、变比、电感值、铁芯材料、抗短路能力、磁化特性和误差等。
!!!电流互感器和电压互感器选择及计算导则
电流互感器和电压互感器选择及计算导则电流互感器和电压互感器是电力系统中常用的测量装置，用于测量电流和电压的变化情况。
在选择和计算电流互感器和电压互感器时，需要考虑多个因素，如测量范围、精度、负载容量、绝缘能力等。
本文将详细介绍电流互感器和电压互感器的选择和计算导则。
1.电流互感器的选择电流互感器用于测量电流的大小。
在选择电流互感器时，需要考虑以下因素：1.1测量范围：根据所需测量电流的大小，选择适合的互感器测量范围。
互感器的测量范围应该大于需要测量的电流范围，通常选择测量范围的1.2倍左右。
1.2精度等级：根据精度要求选择合适的互感器精度等级。
常见的精度等级有0.1级、0.2级、0.5级等，精度等级越高，测量准确度越高。
1.3载流能力：根据被测电路的负载情况选择互感器的载流能力。
互感器的负载能力应大于被测电流的负载能力，以确保测量的准确性和稳定性。
1.4绝缘能力：根据电路的绝缘要求选择互感器的绝缘能力。
互感器的绝缘等级应满足被测电路的绝缘要求，以确保测量过程中的安全性。
2.电流互感器的计算选择合适的电流互感器后，需要进行计算以确定电流互感器的技术参数，如一次参数、二次参数和差动系数等。
以下是电流互感器的计算导则：2.1一次参数计算：一次参数包括一次电流（I1）、一次电流相位（Φ1）和一次负载电阻（Rl）。
根据被测电流的最大值和测量精度要求，计算一次电流的大小，并确定一次电流的相位。
根据一次电流和负载电阻的关系，计算一次负载电阻的大小。
2.2二次参数计算：二次参数包括二次电流（I2）、二次电流相位（Φ2）和二次负载电阻（Rt）。
根据一次电流、一次负载电阻和互感器的变比关系，计算二次电流的大小。
根据二次电流和负载电阻的关系，计算二次负载电阻的大小。
根据测量精度要求，确定二次电流的相位。
2.3差动系数计算：差动系数（Kd）是互感器计算和测量中的重要参数，用于评估互感器的性能。
差动系数表示二次侧电流和一次侧电流的比值，计算公式为：Kd=I2/I1、根据实际测量和计算结果，确定互感器的差动系数。
常规电流互感器和电压互感器参数选择及计算
• 0.1级与0.2S级的比较
+0.75
0.2S级
测量用电流 02级 0.1级 互感器（2）
+0.35
+0.2
0
5
20
100
-0.2 120%
-0.35
-0.75
• 小变比单匝式互感器不易满足较高准确级（如 0.2、0.5）要求
1.概述
保护用电流互感器： • 类型 －主要考虑稳态特性：包括5P、10P、5PR、10PR、
Corri 1-2010保护用电流互感器应用导则 勘误表1：等式18和等式19的 更正 DL/T 5136 火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程 DL/T 866 电流互感器和电压互感器选择及计算导则
3 电流互感器的选择和配置要求
电流互感器的选择应符合以下要求： DL/T 5136
应满足一次回路的额定电压、最大负荷电流及短路时的动、 热稳定电流的要求；
保护用电流互感器的准确限值系数：5、10、15、20、30等。
额定对称短路电流倍数（TP）（二次专业复核）
4 电流互感器的订货参数
二次相关的配合参数：
简述
具有暂态特性的保护用电流互感器暂态参数（二次专业复核见下表）
电流互感器的级别
TPS TPX TPY TPZ
额定电流比（额定一次电流与额定二次电流之比值）
1.概述
电流互感器类型及性能：
• 分为两大类：1）测量用；2）保护用 • 测量用电流互感器
－重点考核正常运行时的准确性能 • 保护用电流互感器
－重点考核系统短路时的准确性能 a) 对称短路电流下的稳态性能 b) 短路电流偏移（有直流分量）和/或
有剩磁时的暂态性能
电压互感器设计计算
电压互感器设计计算集团档案编码：[YTTR-YTPT28-YTNTL98-UYTYNN08]第六章电压互感器设计计算第一节计算依据电压互感器计算依据是：（1）额定一次电压、（2）额定二次电压（3）剩余电压绕组（如果有）额定电压（4）二次绕组准确级及额定电压，极限输出（5）剩余电压绕组（如果有）准确级及额定电压（6）额定频率（7）绝缘水平第二节铁心和绕组设计计算一、铁心设计计算1．铁心额定磁通密度选择额定磁通密度是一个选择性很强的基本设计参数。
不同的电压互感器其额定磁通密度值差别很大。
选择合适的额定磁通密度是产品设计中必须首先解决的问题之一。
额定磁通密度与互感器误差及过励磁特性直接有关，其数值选取分析如下。
（1）单相及三相不接地电压互感器通常用于测量过压、压保护，当系统发生故障时并不改变互感器相间电压或线端与中心点的电压。
因此这两种电压互感器并不承受系统故障所引起的工频电压升高。
它们可能承受的最大工频电压升高幅度一般不超过倍额定电压，是指发电机突然甩负荷而引起的飞转，长线电容效应等所引起的工频电压升高。
此时如果铁心过饱和，二次绕组感应电势中将含有较大的三次谐波分量，电压波形失真。
这种电压互感器选择磁通密度时需满足以下两点要求。
a.电压互感器在两个极限电压空载误差的差值不应过大。
b.系统出现工频电压升高时，互感器铁心不应过饱和。
这种电压互感器选取额定磁通密度应不大于。
（2）供中性点有效接地系统使用的单相接地电压互感器，主要用于测量及单相接地保护。
互感器一次绕组连接在相与地间，它除了承受幅度一般不超过倍额定电压的工频电压升高外，还要承受接地短路引起的工频过电压，其幅度一般不超过倍额定电压。
这两种过电压都是瞬时的，选择这种互感器额定磁通密度时，需满足以下三点要求。
a.测量用绕组在两个极限电压下空载误差的差值不应过大。
b.系统出现工频电压升高时，互感器铁心不应过饱和。
c.系统发生单相接地短路时，互感器铁心不应过饱和。
电压互感器设计计算
第六章电压互感器设计计算第一节计算依据电压互感器计算依据是：（1）额定一次电压、（2）额定二次电压（3）剩余电压绕组（如果有）额定电压（4）二次绕组准确级及额定电压，极限输出（5）剩余电压绕组（如果有）准确级及额定电压（6）额定频率（7）绝缘水平第二节铁心和绕组设计计算一、铁心设计计算1．铁心额定磁通密度选择额定磁通密度是一个选择性很强的基本设计参数。
不同的电压互感器其额定磁通密度值差别很大。
选择合适的额定磁通密度是产品设计中必须首先解决的问题之一。
额定磁通密度与互感器误差及过励磁特性直接有关，其数值选取分析如下。
（1）单相及三相不接地电压互感器通常用于测量过压、压保护，当系统发生故障时并不改变互感器相间电压或线端与中心点的电压。
因此这两种电压互感器并不承受系统故障所引起的工频电压升高。
它们可能承受的最大工频电压升高幅度一般不超过倍额定电压，是指发电机突然甩负荷而引起的飞转，长线电容效应等所引起的工频电压升高。
此时如果铁心过饱和，二次绕组感应电势中将含有较大的三次谐波分量，电压波形失真。
这种电压互感器选择磁通密度时需满足以下两点要求。
a.电压互感器在两个极限电压空载误差的差值不应过大。
b.系统出现工频电压升高时，互感器铁心不应过饱和。
这种电压互感器选取额定磁通密度应不大于。
（2）供中性点有效接地系统使用的单相接地电压互感器，主要用于测量及单相接地保护。
互感器一次绕组连接在相与地间，它除了承受幅度一般不超过倍额定电压的工频电压升高外，还要承受接地短路引起的工频过电压，其幅度一般不超过倍额定电压。
这两种过电压都是瞬时的，选择这种互感器额定磁通密度时，需满足以下三点要求。
a.测量用绕组在两个极限电压下空载误差的差值不应过大。
b.系统出现工频电压升高时，互感器铁心不应过饱和。
c.系统发生单相接地短路时，互感器铁心不应过饱和。
三点要求中起决定性作用的是c点。
这种电压互感器选取额定磁通密度时应不大于1T。
（3）供中性点非有效接地系统使用的单相电压互感器和三相电压感器，它们所承受的过电压也有两种。
(完整版)电压互感器容量计算
电压互感器的容量
我们使用电压互感器就是想知道一次系统的电压，是一个测量设备，测量设备最主要的参数就是测量精度，而电压互感器的容量，就是决定测量精度的关健因素；虽然电压互感器的精度是在制造完成后就固定了，但电压互感器的特殊之处在于，其所带的负荷大小能够影响二次输出电压，也就是影响“比差”的大小，因而在有计量、测量等与精度有关的用途时，就要验算选用的电压互感器是否在误差允许范围之内了；使用中的电压互感器，常采用实际测量的方法，主要是电压互感器在负载下的“角差”和“比差”在误差允许范围内；选用设备时，先通过统计计算，汇总出电压互感器所带的总负荷，再根据厂家产品样本，选出在负荷下能够保障精度的容量即可；110KV以下的电压互感器大多是用熔断器保护的，为它设计的专门熔断器型号是RN2型，都是0.5A，没有选择的，在一次设备保护上用的RN1型熔断器理论上是不能用在电压互感器上的；如果要计算电压互感器的额定电流是比较简单的，就和计算变压器的额定电流是一样的；如果一个10KV变电所的电压互感器是三相的，额定容量是30VA，则其一次额定电流就是：I=S/(1.732*U)=30/(1.732*10000)=0.001732A；如果一个10KV变电所的电压互感器是单相的，能接成V/V接线的那种，单台额定容量是30VA，则其一次额定电流就是：I=S/U=30/10000=0.003A；如果一个10KV变电所的电压互感器是单相的，能接成Y/Y/开口三角接线的那种，单台额定容量是30VA，则其一次额定电流就是：I=1.732*S/U=1.732*30/10000=0.0052A；。
电压互感器相关设计与计算
电压互感器相关设计与计算一、电压互感器的工作原理1.高压绕组：高压绕组通过与高电压设备的电路相连，感应该设备的电势，高压端的电势通过高压绕组传导到互感器的低压端。
2.低压绕组：低压绕组是用来输出互感器的低电压信号的绕组，它的线圈匝数较高，通常为几千匝。
低电压信号可以用于电力测量、保护和继电器等应用。
3.铁芯：铁芯是电压互感器的重要组成部分，它通过磁耦合的方式将高电压的电势传导到低电压绕组。
铁芯的质量和导磁特性对电压互感器的精度和性能有着重要影响。
二、电压互感器的设计要点在设计电压互感器时，需要考虑以下要点：1.额定电压：根据应用要求和电力系统的额定电压，确定电压互感器的额定电压值。
额定电压是互感器设计的基本参考参数。
2.检定准确度等级：根据使用要求和国家标准，选择电压互感器的检定准确度等级。
检定准确度等级决定了电压互感器的测量精度。
3.绝缘水平：电压互感器需要具备良好的绝缘性能，以确保安全可靠的运行。
绝缘材料的选择和绝缘水平的确定是设计过程中的重要考虑因素。
4.负载特性：电压互感器在不同负载条件下的输出特性需要进行分析和计算。
通常要求电压互感器在负载变化范围内具有较好的线性性能。
5.频率响应：电压互感器需要具备较好的频率响应特性，能够在不同频率下稳定输出信号。
频率响应的计算和分析可以根据电力系统的工作频率来确定。
三、电压互感器的计算方法根据电压互感器的设计要点，可以采用以下计算方法进行设计：1.高压绕组的匝数计算：根据高压绕组的匝数和高压绕组与低压绕组的变比关系，可以计算出低压绕组的匝数。
2.铁芯和铁芯材料的选取：铁芯的尺寸和材料的选择对电压互感器的性能有着重要的影响。
通过计算和分析，可以确定合适的铁芯尺寸和材料。
3.绝缘材料的选取：根据绝缘水平的要求和电压互感器的使用环境，选择合适的绝缘材料，确保电压互感器的安全可靠运行。
4.负载特性的计算：根据电压互感器的设计要求和应用需求，计算和分析电压互感器在不同负载条件下的输出特性。
电压互感器设计计算完整版
电压互感器设计计算完整版电压互感器的设计计算需要考虑以下几个关键参数：变比（Turns Ratio）、额定电压（Rated Voltage）、额定绝缘水平（Rated Insulation Level）、额定频率（Rated Frequency）、额定输出（Secondary Rated Output）和准确度等级（Accuracy Class）。
首先，根据系统要求和设备额定功率，确定电压互感器的变比。
变比（k）的计算公式为：k=V1/V2其中，V1为高压线路的额定电压，V2为低压线路的额定电压。
根据具体要求，选择合适的变比。
其次，根据系统的额定电压和电压互感器的变比，计算电压互感器的额定电压（Un）。
额定电压一般选择高压电压阶段的最大值。
然后，确定电压互感器的额定绝缘水平（Ui）。
额定绝缘水平表示电压互感器的抗电击穿能力。
根据系统电气设备的要求，选择合适的额定绝缘水平。
接下来，确定电压互感器的额定频率（f）。
额定频率一般为50Hz或60Hz，根据系统的实际情况选择。
然后，根据电压互感器的额定电压和额定功率，计算电压互感器的额定输出（Ps）。
Ps=Un*Is其中，Un为电压互感器的额定电压，Is为电压互感器的额定输出电流。
最后，确定电压互感器的准确度等级（Accuracy Class）。
准确度等级是指电压互感器的测量误差范围。
根据具体要求，选择合适的准确度等级。
除了以上关键参数，电压互感器的设计还需要考虑安装方式、外形尺寸、绝缘材料和重要零部件的选型等。
综上所述，电压互感器的设计计算需根据系统要求和设备额定功率确定变比、根据系统的额定电压和电压互感器的变比计算额定电压、确定额定绝缘水平、选择额定频率、根据额定电压和额定功率计算额定输出、选择准确度等级等。
在设计过程中，还需要考虑安装方式、外形尺寸、绝缘材料和重要零部件的选型等因素。
仔细计算和选择，能够设计出满足系统要求的高质量电压互感器。
V型电压互感器接线分析及计算
V型电压互感器接线分析及计算1.Y型接线在Y型接线中，主互感器和副互感器的中性端连接在一起，形成一个Y形结构。
这种接线方法适用于三相平衡系统，其中每个相都有一个主互感器和一个副互感器。
Y型接线中主互感器和副互感器的一次侧（高压侧）分别连接到三相电源，即A、B、C相。
主互感器的二次侧（低压侧）连接到三相负载，即a、b、c相。
副互感器的二次侧连接到测量仪表。
对于Y型接线，可以通过下面的公式计算副互感器的二次侧电压：Vab = (VAN x (Zbc + Zca) + VBN x (Zca + Zab) + VCN x (Zab + Zbc)) / (Zca + Zab + Zbc)其中，Vab为副互感器二次侧的电压，VAN、VBN、VCN分别为主互感器一次侧（高压侧）的电压，Zab、Zbc、Zca为主互感器的内阻。
2.∆型接线在∆型接线中，主互感器和副互感器的相间端连接在一起，形成一个∆形结构。
这种接线方法适用于三相不平衡系统，其中每个相都有一个主互感器和一个副互感器。
∆型接线中主互感器和副互感器的一次侧（高压侧）分别连接到三相电源，即A、B、C相。
主互感器的二次侧（低压侧）连接到测量仪表。
副互感器的二次侧通过三相电阻接地。
对于∆型接线，可以通过下面的公式计算副互感器的二次侧电压：Vab = VAN x (Zbc / (Zab + Zbc)) + VBN x (Zca / (Zbc + Zca))+ VCN x (Zab / (Zca + Zab))其中，Vab为副互感器二次侧的电压，VAN、VBN、VCN分别为主互感器一次侧（高压侧）的电压，Zab、Zbc、Zca为主互感器的内阻。
需要注意的是，在实际应用中，除了上述计算，还需要考虑其他因素，如变压器的额定容量、负载功率因素等。
此外，应格外注意接线的正确性和安全性，避免电流或电压过大而导致设备损坏或人身安全事故。
总之，V型电压互感器的接线方法可以根据系统的需求选择Y型接线或∆型接线。
互感器设计其它知识
电压互感器的设计1、铁芯截面积计算铁心截面积（S）=铁芯切面的长×宽图1该铁芯截面积为60×25+50×16+40×10+30×6=28.8cm22、匝数计算首先要知道二次电压是多少，一般有100V和100/√3V，100/√3就是57.73672V，约58V，剩余绕组为100/3V，就是33.3V，我们在设计时只考虑主绕组的100V和100/√3V，同时要考虑铁芯的磁通密度，一般二次输出100V的电压互感器磁通密度定在1.1-1.15特斯拉，100/√3V的电压互感器磁通密度定在0.7-0.8特斯拉之间，如磁通密度过高铁芯容易发热，严重时会发生爆炸，影响供电。
根据公式可知：匝数=二次电压（100或58V）×10000/222/0.96（叠片系数）/磁通密度/铁芯截面积2.1 如果二次输出为100V，按照图1举例说明：匝数=100×10000/222/0.96（叠片系数）/1.1/28.8匝数=1482.2 如果二次输出为100/√3V，按照图1举例说明：匝数=58×10000/222/0.96（叠片系数）/0.75/28.8匝数=1232.3 不管你设计的是10KV还是35KV产品，给你一个切面的铁芯，那就决定了这台互感的二次匝数，（根据设计思路的不同，所取的磁通密度也会因人而异，二次匝数偏差一般不会超出10%）其它部分的几何尺寸设计就要按照理论计算来确定，或者借助于计算机用制图软件来虚拟描绘，确定最终铁芯规格。
2.4 二次匝数得出后怎么计算一次匝数呢？根据公式得出：一次匝数/二次匝数= 一次电压/二次电压即一次匝数=二次匝数×一次电压/二次电压但是在实际制造过程中由于铁芯有磁滞损耗特性，所以要考虑误差补偿，一般采用一次匝数补偿法，就是在一次线圈上增减数匝到数十匝来补偿误差成绩。
3、剩余绕组的计算3.1 压变在实际使用中线路上如出现单相接地故障，而为了保护其它电器设备的安全，及时反馈故障到保护电路，所以在电压互感器上设计有剩余绕组也称之为保护绕组。
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第六章电压互感器设计计算第一节计算依据电压互感器计算依据是：（1）额定一次电压、（2）额定二次电压（3）剩余电压绕组（如果有）额定电压（4）二次绕组准确级及额定电压，极限输出（5）剩余电压绕组（如果有）准确级及额定电压（6）额定频率（7）绝缘水平第二节铁心和绕组设计计算一、铁心设计计算1．铁心额定磁通密度选择额定磁通密度是一个选择性很强的基本设计参数。
不同的电压互感器其额定磁通密度值差别很大。
选择合适的额定磁通密度是产品设计中必须首先解决的问题之一。
额定磁通密度与互感器误差及过励磁特性直接有关，其数值选取分析如下。
（1）单相及三相不接地电压互感器通常用于测量过压、压保护，当系统发生故障时并不改变互感器相间电压或线端与中心点的电压。
因此这两种电压互感器并不承受系统故障所引起的工频电压升高。
它们可能承受的最大工频电压升高幅度一般不超过1.3倍额定电压，是指发电机突然甩负荷而引起的飞转，长线电容效应等所引起的工频电压升高。
此时如果铁心过饱和，二次绕组感应电势中将含有较大的三次谐波分量，电压波形失真。
这种电压互感器选择磁通密度时需满足以下两点要求。
a.电压互感器在两个极限电压空载误差的差值不应过大。
b.系统出现工频电压升高时，互感器铁心不应过饱和。
这种电压互感器选取额定磁通密度应不大于1.2T。
（2）供中性点有效接地系统使用的单相接地电压互感器，主要用于测量及单相接地保护。
互感器一次绕组连接在相与地间，它除了承受幅度一般不超过1.3倍额定电压的工频电压升高外，还要承受接地短路引起的工频过电压，其幅度一般不超过1.5倍额定电压。
这两种过电压都是瞬时的，选择这种互感器额定磁通密度时，需满足以下三点要求。
a.测量用绕组在两个极限电压下空载误差的差值不应过大。
b.系统出现工频电压升高时，互感器铁心不应过饱和。
c.系统发生单相接地短路时，互感器铁心不应过饱和。
三点要求中起决定性作用的是c点。
这种电压互感器选取额定磁通密度时应不大于1T。
（3）供中性点非有效接地系统使用的单相电压互感器和三相电压感器，它们所承受的过电压也有两种。
1.3倍额定电压的工频电压升高和单相接地短路引起的工频过电压，其幅度一般不超过1.9倍额定电压。
前一种过电压是瞬时的，而后一种过电压可持续数小时。
另外，中性点非有效接地系统中互感器可能引起并联铁磁谐振，仅以铁磁谐振要求，铁心额定磁通密度愈小愈好。
选取这种电压互感器额定磁通密度时，需满足以下四点要求。
a. 测量用绕组在两个极限电压下空载误差的差值不应过大。
b. 系统出现工频电压升高时，互感器铁心不应过饱和。
c. 系统发生单相接地短路时，互感器铁心不应过饱和。
d. 互感器具有良好的过励磁特性，以尽量防止并联铁磁谐振发生。
四点要求中起决定性作用的是c 、d 两点，这种电压互感器选取的额定磁通密度应不大于0.8T 。
必须指出，三相铁心不对称，三相励磁特性不相同，这对防止铁磁谐振不利。
为此，三相磁路不对称的三相接地电压互感器，额定磁通密度还应适当降低，选取应不大于0.7T 。
2．铁心截面确定（1）按磁通密度确定铁心截面根据选定的磁通密度，初步计算 电压互感器铁心直径确定的原理和方法与变压器相似。
为了出所需要的心柱及铁轭的截面积。
为了确定铁心D 必须选取合适的磁通密度B N 与每匝电势e t 。
心柱截面积：c t c fB e A 44.4104⨯= , 2cm FC N t K B e D 57.7=铁轭截面积：y t y fB e A 44.4104⨯=, 2cm 如:86.015.13.257.7⨯=D =11.54cm式中 e t ------ 绕组的每匝电压，V /匝， 取D=115mm (标准直径) e t----每匝电压，V f ------ 额定频率， H Z N B ---- 额定磁通密度，TB C ------ 铁心柱磁通密度，T FC K ---- 心柱空间利用系数，初步可取0.84～0.88B y ------ 铁轭磁通密度，T (经验值取0.86)（2）按心柱及铁轭尺寸计算截面积叠片铁心的心柱叠装成呈外接圆型的多级形状，级数愈多，心柱填充绕线筒内孔空间的填充系数愈大，填充系数α=外接圆面积/铁心柱截面积。
用积分方法计算出不同级数时，填充系数最大时的各级铁心片宽，如图6-1所示。
为了便于生产管理，硅钢片合理剪裁，使铁心片宽标准化，片宽取整数且为5mm进级，如片宽为20、25、30、35、40mm等等。
按图6-1计算出的片宽大多数不是标准值，此时应取与其数值相近的标准片宽，每级厚度也应尽量取成整数。
根据按图6-1确定的尺寸计算铁心柱的有效截面积。
〔第一级（厚度×片宽）＋第二级（厚度×片宽）＋第三级（厚度×片宽级）＋第四级……〕×叠片系数叠片系数是铁心柱或铁轭有效截面积与其几何截面积的比值。
硅钢片厚度一定时，叠片系数与铁心叠片的波浪度，绝缘厚度与铁心夹紧程度有关。
对于0.35mm厚冷轧硅钢片叠片系数为0.94～0.95，对于0.35mm厚热轧硅钢片叠片系数为0.91～0.92。
矩形卷铁心，“c”型铁心及叠片铁心的铁轭多为矩形截面，其有效截面为：铁心片宽×铁心厚度×叠片系数铁心片宽应取标准尺寸。
(3)根据需要的A C和A y，选取心柱及铁轭标准尺寸。
如果A C、A y与标准尺寸的截面积有差别，应调整B C、B y使二着截面积相同，但标准尺寸的截面积应不小于A C、A y。
通常A y应大于A C5%～10%。
3.铁心尺寸确定根据绕组的高度、直径，绕组到铁心各部分的绝缘距离以及绕组之间的绝缘距离，来确定铁心总的尺寸。
确定铁心尺寸还应考虑油箱形状及产品选型的要求。
(补充说明的资料)铁心柱及铁轭磁密的确定：对单相双柱铁心和三相三柱铁心（忽略三相磁路不对称的影响。
）心柱磁密（T ） ct c fA e B π2104⨯= 铁轭磁密（T ）B e = A C B C /A e 单相单柱带双旁轭铁心，铁轭截面积按心柱的1/2再适当放大；而三相三柱带双旁轭铁心，铁轭截面则按心柱截面的1/3再作适当放大。
4.铁心重量计算(1)单相双柱铁心 见图6-2，其重量计算如下：铁心柱重量：G c =2H A C g γ×10-3 , kg铁轭重量：G y =2MO A y g γ×10-3+2H y A C g γ×10-3, kg铁心重量：G= G c +G y , kg 式中g γ---硅钢片比重，g/cm 3(2) 单相三柱铁心 见图6-3，其重量计算如下：铁心柱重量：G c =H A C g γ×10-3, kg铁轭重量：G y =(MB+H +2H y )A y g γ×10-3, kg铁心重量：G= G c +G y , kg 式中g γ---硅钢片比重，g/cm 3(3) 三相三柱铁心 见图6-4，其重量计算如下：铁心柱重量：G c =H A C g γ×10-3 , kg铁轭重量：G y =2MO A y g γ×10-3+H y A C g γ×10-3, kg铁心重量：G= 3G c +2G y , kg 式中g γ---硅钢片比重，g/cm 3(4) 三相五柱铁心 见图6-5，其重量计算如下：铁心柱重量：G c =2H A C g γ×10-3 , kg主铁轭重量：G y =2MO A y g γ×10-3 , kg旁铁轭重量：G b =(2MO b +H+H b )A b g γ×10-3 , kg铁心重量：G= 3G c +2G y +2G b , kg 式中A b ---旁轭截面积，cm 2二、绕组设计计算1.一次绕组(1) 匝数确定首先需要选取合理的每匝电压e t。
e t值直接影响产品的误差性能和经济指标。
在确定磁通密度已经确定的情况下，e t值愈大铁心愈大，硅钢片用量多，空载误差大，e t值愈小绕组匝数愈多，导线用量多，绕组阻抗压降大，误差大。
用多方案计算比较，以求得到最佳每匝电压值。
选择e t值还应使二次绕组为整数匝，剩余电压绕组、保护绕组和其它二次绕组亦应尽量为整数匝，以减少因非整数匝所造成的误差。
根据以往的经验，开始计算时可先按表6-1选择e t值。
一次绕组额定匝数计算公式为N1n=U1n/e t ,匝。
在选择每匝电压时，要特别注意使输出侧的二次绕组和三次绕组的匝数都接近整数匝，以减少匝数比的误差。
在输出容量和准确定给定（约束条件）时，最佳变量的组合可获得成本最低和重量最轻的最优方案；而在几何尺寸和准确度给定时，则可获得输出容量最大的最佳方案。
(2) 导线选择电压互感器一次绕组采用漆包圆铜线，因额定负荷及极限输出都很小，不能完全根据温升限值选择导尺寸。
应着重考虑导线的机械强度和短路电流。
一般导线直径不小于0.2mm.线径过细绕线时容易拉断，或在绕线过程线径变细而影响产品性能。
如果有性能良好的绕线设备，也可以选择线径更小的导线，但在二次短路时铜导线的电流密度不应大于160/mm2.导线截面积计算：S1=πr12,mm2r1—导线半径, mm.(3) 一次绕组设计与绝缘计算电压互感器大都采用多层同心圆筒式绕组。
根据造型需要，一次绕组可以布置成轴向尺寸大于径向尺寸，也可以使径向尺寸大于轴向尺寸。
径向尺寸大的绕组其导线电阻及漏电抗较大。
为了增加绕组至主铁轭的距离，一次绕组也可布置成截面为宝塔形状。
总之，需要综合考虑各种因素而设计绕组形状。
计算多层同心圆筒绕组尺寸，首先选定每层线匝数，再计算导线层数及层间绝缘，最后计算绕组轴向和径向尺寸。
调整每层匝数，改变绕组轴向和径向尺寸，直到满足要求为止。
设计一次绕组应进行下列计算：a．线层高度计算一次绕组加静电屏补偿后，一般情况下，QQ-2型缩醛漆包线和QZ-2型聚酯漆包线可以满足各种电压互感器一、二次绕组匝间绝缘的要求。
有时二次绕组及剩余电压绕组采用截面大的纸包线，纸包线的绝缘厚度δ为0.3、0.45、0.8、1.2 mm等。
根据绕组匝间绝缘要求选用不同的纸层厚度。
如果绕组直径很大或漆包线针孔较多，还应在漆包线外增加丝包绝缘层或纱包绝缘层。
每层导线高度= 导线绝缘直径×（每层匝数+1）×胀包系数式中的胀包系数与导线的绝缘直径有关，φ0.5mm及以下导线胀包系数为1.06～1.08，φ0.5mm以上导线胀包系数为1.04～1.06。
对于浇注互感器及干式互感器，线层高度应尽可能小，树脂或绝缘漆容易充满绕组线层之间。
b. 层间绝缘厚度计算首先需确定产品安全运行所允许的层间绝缘平均电场强度。
一次绕组加静电屏补偿后,经实验验证，在工频试验电压下，油纸绝缘层间平均电场强度推荐选用6～7.5KV/mm,中压互感器取较小值，高压互感器取较大值；漆纸绝缘层间平均电场强度推荐选用3KV/mm，纸、聚脂薄膜、树脂绝缘的层间平均电场强度推荐选用3.5～4KV/mm。