互感器学习培训重点

学习交流请联系：dongwu212@

分类: 保护用互感器，测量用互感器

测量用互感器：电力互感器实验室用互感器（标准互感器）

制造依据：电力互感器：国家标准GB 1208和GB 1207（IEC 186和IEC 187）实验室用互感器专业标准ZBY 096和ZBY 097

电力互感器国家计量检定规程JJG1021实验室用互感器国家计量检定规程JJG313 JJG314 （国家质检总局2010年11月颁布的JJG313-2010和JJG314-2010已不包括电力互感器检定内容了）

GB 1207规定，电压互感器铭牌应有型号、标准代号、设备最高电压、额定一次电压及额定二次电压、额定输出及相应的准确度等级等参数。

1. 我国规定用汉语拼音字母组成电压互感器型号，按字母排列顺序，分别表示结构类型，绝缘方式及用途。表7-2-1列出了各字母所表示的内容。

表7-2-1 电压互感器型号的意义

2. 作为电压互感器性能基准的一次绕组、二次绕组及零序绕组的工作电压称为额定电压。额定一次电压与额定二次电压之比称为额定电压比，用不约分的分数表示。GB 1207规定，额定一次电压以6、10、15、35、110、220、330、500kV以及它的1/3倍数为标准值。额定二次电压以100V和100V/3为标准值。零序电压线圈以100V和100V/3为标准值。

3. 电力线路上和实验室使用的0.01级到1级电压互感器，在二次负荷25%~100%额定值范围内，电压变换误差限值见表7-2-2。

表7-2-2 电压互感器误差限值（在下列电压百分数时）

*使用在电力系统中0.2和0.1级电压互感器，额定电压20%和50%两点的误差不作规定

0.1级及以上的电压互感器，属于计量标准器具，用于检验低等级的电压互感器，或者作为作为电压变换器扩大仪表铡量范围。3级以下的电压互感器用于向继电保护装置及控制设备提供驱动电压信号。

4. 电压互感器的额定输出是在额定二次电压及接有额定负荷的条件下，互感器供给二次回路的视在功率值（在规定功率因数下以伏安表示）。额定负荷是确定互感器准确级所依据的负荷值。

电压互感器的误差与二次负荷有关，因此制造时按各种准确度等级给出不同的额定输出，同时还根据电压互感器长期工作允许的发热条件给出了电压互感器的极限输出。如JSJW-10型电压互感器，铭牌上标明三种输出，即0.5级时为150V A ，1级时为200V A ，3级时为480V A ，极限输出960V A 。

5. 为了保证测量接线正确，电压互感器一次和二次绕组的出线端钮都有极性标志。GB 1207规定，一次绕组首端标记A ，末端标记X ，接地靖标记N 。二次绕组首端标记a ，末端标记x ，接地端标记n 。当电压互感器有多个二次绕组时．各对应绕组分别标记1a-1x(1n)，2a-2x(2n)，A 和a(或X 和x ，N 和n)称为同名端。它们在任意时刻都具有相同的极性，这种相位关系称为减极性。通常把标有A 和a 的出线端，称为极性端。极性端在电路图上，常用星号或小园点标记在表示一次与二次电压绕组的图形附近。

二、 电压互感器的基本结构 三、 电压互感器的工作原理

如果电压互感器没有误差时 K n =U 1n / U 2n = E 1/ E 2= N 1/ N 2

Z 'b

Z 'Z 图7-2-6 电压互感器T 型等效电路

I

电压互感器T 形等效电路，如图7-2-6所示。r 1和x 1是一次线圈的电阻和漏抗，图中Z 1=r 1+j x 1。r ′2和x ′2是二次线圈的电阻r 2和漏抗x 2归算到一次侧的值，图中Z ′2=r ′2+j x ′2。Z b =R b +j X b 是二次负荷阻抗归算到一次侧的值，归算关

图7-2-5 电磁式电压互感器工

作原理图

Z b

φ

系为22122r K r ='，22

122x K x ='，b2212b2Z K Z ='，K 12=W 1/W 2为一次线圈与二次线圈的匝数比。Z m 为一次线圈的励磁

阻抗。

根据电压互感器的T 形等效电路，可作出相量图如图7-2-7。先沿ox 轴方向作出磁通相量0φ ，1

E 比0φ 落后90°，0I 比0φ 领先Ψ角，2I 比2E 落后一个阻抗角α，0I 和2I - 相加得到1I ，1E - 加上1I 在r 1和x 1上的压降得到1

U ，2E ' 减去2I ' 在r ′2和x ′2上的压降得到2U 。当I 2=0即电压互感器空载时，22E U '=' 。当b X '=0即电压互感器负荷是电阻性情况，负荷阻抗角φ=0，2

U 和2I 相量有同一方向 图7-2-7 电压互感器相量图

I - -I

四、 电压互感器的误差 误差的原因：

当电压互感器一次绕组上施加一个电压U 1时，在铁心中产生一个磁通φ0，同时也会形成激磁电流I 0。由于一

次绕组存在电阻和漏抗，所以I 0就要在这内阻抗上产生电压降，这就形成了电压互感器的空载误差。当二次绕组接有负荷时，二次绕组中产生负荷电流，为了保持磁通的一致，此时一次绕组中也增加一个负荷电流分量，由于二次绕组也存在电阻和漏抗，所以负荷电流就要在一、二次绕组的内阻抗上产生电压降，这就形成了电压互感器的负载误差。由此可见，电压的误差主要由激磁电流在一次绕组内阻抗上产生的电压降和负荷电流在一、二次绕组的内阻抗上产生的电压降所引起的。

图7-2-5 电磁式电压互感器工作原理图

Z b

φ

由于激磁电流0I 和负荷电流2I 的影响，使实际的一次电压1U 与折算到一次侧的二次电压2

U -' 在数值上和相位上都不相同，因而存在比值差和相位差。 比值差： f =（K N U 2-U 1）/U 1

其中K N 为额定电压比U 2和U 1为实际二次和一次电压有效值。 相位差：

把旋转180°后的二次电压相量2U -' 与一次电压相量1U 之间相位之差，δ表示，单位为分或厘弧度。如果2U -' 超前1

U ，相位为正。如滞后，相位差为负。

根据电压互感器误差的定义，并考虑到δ角很小，电压互感器误差也可表示为 f = -( 100I 0/U 1) (r 1sinΨ+x 1cosΨ)-(100I 2/U 2)[(1r '+r 2) cosφ+(1

x '+x 2)sinφ)]( %) = -( 100Y m ) (r 1sinΨ+x 1cosΨ)-(100Y )[(1r '+r 2) cosφ+(1

x '+x 2)sinφ)]( %) （7-2-1）

δ = (3438I 0/U 1) (r 1cosΨ-x 1sinΨ)+(3438I 2/U 2)[(1r '+r 2) sinφ-(1

x '+x 2) cosφ)](′ ) = (3438 Y m ) (r 1cosΨ-x 1sinΨ)+(3438 Y )[(1r '+r 2) sinφ-(1

x '+x 2) cosφ)](′ ) （7-2-2） 上述式子中，第一项为空载误差，第二项为负荷误差。1r '和1

x '为一次绕组的电阻和漏抗折算到二次侧的值。折算关系为1

2211r K r ='，12211

x K x ='，122

21W /W K =为二次绕组与一次绕组的匝数比。Y –二次负荷导纳 ，Y m -激磁导纳

激磁导纳

Y m =1

0U /I 可看作是其大小等于1/Z m ，如果电压互感器一次绕组匝数不多 2

m SN

f 2L Y μπ=

（7-2-3）

把铁芯参数μ、S 、L 和线圈参数N 代入上式，可以得到m Y 的值。如果电压互感器一次绕组匝数很多，则图7-2-6的等效电路上Y m 两端应并联一个电容器C 0，当C 0的电容量足够大时，I 0由电感性变成电容性。具有这种特性的电压互感器，不容易与线路对地的分布电容和开关断口并联电容产生铁磁谐振，可以提高电力系统运行的安全性。

二次负荷导纳

Y =2

2U /I ，它是由其大小等于二次负荷视在功率值除以二次电压平方值，即22b U /S Y =。也可以用互感器校验仪的导纳测量回路直接测量。

五、 影响电压互感器误差的各种因素

1、电压对误差的影响

/U N %

1---5V A ，cosf =12---5V A ，cosf =0.83---20V A ，cosf =1