电压互感器概述，电压互感器的基本概念及主要类型

很多朋友对电压互感器概述，电压互感器的基本概念及主要类型不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

众所周知，测量与输配电系统相关的高电压和高电流并不是一个简单的方法，所以通常使用变压器将这些数值降低到一个比较安全的水平后再进行测量。这是因为测量仪表和保护继电器都是低压器件，不能直接接在高压电路上，达到测量和保护系统的目的。

除了降低电压和电流水平，这些变压器还将测量或保护电路与高功率水平下运行的主电路隔离。其中，电流互感器是降低测量仪表或继电器工作范围内的电流水平，而电压互感器是将高压转换成工作低压的电路。本文将简要介绍低压互感器的作用、原理、类型及误差计算。基本概念

电压互感器是降压变压器的一种，可以将高压电路的电压降低到一个较低的水平，以达到测量的目的。它们跨越或平行于被监测的线路。这种变压器的基本工作原理和结构类似于标准电力变压器。通常电压互感器的缩写为PT，其符合性和基本电路图如下：

在上图中，初级绕组由大量匝组成，这些匝连接到高压侧或必须测量或保护的线路。二次绕组匝数少，接电压表或功率表和电能表、继电器等控制设备的电位线圈。这些可以是单相或三相电压互感器。无论初级额定电压是多少，次级输出电压均为110V。

由于电压表、电位线圈等测量仪表阻抗较高，所以流过过电压变压器二次绕组的电流很小。因此，电压互感器表现为普通的空载双绕组变压器。此外，由于电压互感器的低负载，其额定伏安非常低，通常在50至200伏安的范围内.在二次侧不能表现为开路或短路，否则会烧坏绕组的线圈，所以为了安全起见，一端需要接地。

与普通变压器类似，电压互感器的变比规定为V1/V2=N1/N2。从上式可以看出，如果知道电压表的读数和变压比，就可以确定高压侧电压。与传统变压器相比，电压互感器采用了更大的导体尺寸和磁芯。电压互感器是为了保证较高的精度而设计的，所以在设计材料的经济性上，不把它当作主要因素。

电压互感器由特殊的优质磁芯制成，在低磁通密度下运行，磁化电流小，使空载损耗降到最低。核壳结构是电压互感器的首选。高压用芯型，低压优先用壳型。

为了减少漏抗，初级和次级使用同轴绕组。为了降低绝缘成本，低压二次绕组靠近铁芯放置。对于高压变压器，高压初级被分成多个线圈段，以减少线圈层间的绝缘。对于这些绕组，油浸亚麻布和棉布带用作叠片，而在线圈之间，使用硬纤维隔板。

这些结构经过精心设计，可以最大限度地减小输入和输出电压之间的相移，并在负载变化时保持最小的电压比。油浸式电压互感器用于高电压等级(7KV以上)。在这种电压互感器中，提供了充油套管来连接主线路。电压互感器的主要类型可分为户外型和户内型。1、室外电压互感器

户外电压互感器可以是单相或三相电压互感器，可用于不同的工作电压、户外继电器和计量应用。33KV以下的电压互感器为电磁式单相和三相电压互感器。33KV以上单相户外电压互感器可分为电磁式和电容式电压互感器(CVT)。电磁式或绕线式电压互感器

这些类似于传统的充油绕线变压器。下图显示了电磁式电压互感器，其中分接箱连接到线路端子。油箱上有一个塞子用于注油，油箱安装在绝缘子支架上。底座上设有接地端子和放油塞。在这种情况下，主连接位于两相之间或一相与地之间。所以初级的一端在顶部接主线，另一端从底部引出，与其他接地端子接地。

此外，二次端子(包括接地端子)位于底部的接线盒中，并进一步连接到计量和继电器电路。由于绝缘原因，这些电压高于或低于132KV的工作电压。电容式电压互感器(CVT)是连接在干线相位和地面之间的电容分压器。这些可以是耦合电容或套筒式CVT。这两种在电学上或多或少有些相似，不同的是电容的形成进一步决定了它们的额定负载(或负载)。

耦合电容器类型由一系列油浸纸和铝箔制成的电容器组成，初级和次级端子连接在电容器两端，用于所需的初级和次级电压。套管式无级变速器使用带旋塞的冷凝器套管。另外，CVT还用于电力线载波通信，所以更经济。2、室内电压互感器

这些也可以作为模制、磁性单相或三相电压互感器提供，安装类型可以是固定式或抽出式。在这种类型的电压互感器中，初级绕组的所有部分在其额定绝缘容量下与大地绝缘。这些设计用于高精度操作室内服务中的继电器、测量仪器和其他控制设备。按功能划分，电压互感器还可分为计量电压互感器和保护电压互感器。误差计算

对于理想的电压互感器，次级绕组产生的电压与初级电压成正比，并且完全反相。但在实际的电压互感器中，情况并非如此，因为一、二次电阻和二次负载的功率因数存在压降，会导致电压互感器出现变比和相角误差，如下图所示：考虑上图所示的电压互感器相量图，其中：Io=空载电流Im=空载电流的磁化分量IU=空载电流的有功分量。

Es和Ep=分别在初级和次级绕组中的感应电压Np和Rs=分别在初级和次级绕组中的匝数Ip和Rs=初级和次级电流Rp和Rs=分别在初级和次级绕组中的电阻Xp和Rs=分别在初级和次级绕组中的电抗=相位角误差。

初级感应电压(EMF Ep)通过从初级电压Vp中减去初级电阻(IpRp)和无功电压降(IpXp)获得。此外，通过从次级感应电动势Es向量减去次级绕组电阻电压降(IsRs)和电压降(IsXs)获得次级端电压Vs。由于这些电压降，电压互感器的标称变比不等于电压互感器的实际变比，因此引入了变比误差。1、比率错误

电压互感器的变比误差定义为实际变比与标称变比之间的变化，百分比误差=(knr)/r100，其中：Kn为标称或额定变比，Kn为额定一次电压/额定二次电压。2、相位角误差

在理想的电压互感器中，初级电压和反向次级电压之间不应存在任何相位角。但在实际情况中，Vp和Vs反转之间存在相位差(如上图所示)，从而引入了相位角误差。它被定义为初级电压和反向次级电压之间的相位差。

为了减少这些误差，通过设计变压器以使它们的绕组具有适当大小的内阻和电抗来提高精度。除此之外，铁芯应要求励磁电流的磁化和铁芯损耗分量最小。

主要应用

电压互感器在实际电路的应用非常广泛，常见的包括：

电气计量系统

电气保护系统

馈线距离保护

发电机与电网同步

发电机的阻抗保护

总结

简单来说，用于测量的电压互感器称之为测量电压互感器，而用于保护的电压互感器称为保护电压互感器。在某些情况下，电压互感器同时用于测量和保护目的，在这种情况下，一个次级绕组连接到测量电路，另一个次级绕组用于保护。

以上知识分享希望能够帮助到大家！