電磁式電壓互感器和電容式電壓互感器的比較

電壓互感器作為電力系統一次和二次的分界點,能觀測系統電壓變化,為繼電保護提供可靠實時數據,其重要性不言而喻。

常見電壓互感器按照工作原理分為電磁式和電容式,那麼它們有啥區別呢?

1.工作原理

電磁式電壓互感器,它與電力變壓器相似。電磁式電壓互感器工作原理的特點是:電磁式電壓互感器的一次繞組直接並聯於一次迴路中,一次繞組上的電壓取決於一次迴路上的電壓,二次繞組與一次繞組無電的耦合,是通過磁耦合。二次繞組通常接的是一些儀表、儀器及保護裝置容量一般均在幾十至幾百伏安,所以負載很小,而且是恆定的,所以電壓互感器的一次側可視為一個電壓源,基本不受二次負載的影響。正常運行時,電壓互感器二次側由於負載較小,基本處於開路狀態,電壓互感器二次電壓基本等於二次側感應電動勢取決於一次系統電壓。

電磁式電壓互感器的分類方式很多,根據絕緣介質可分為乾式和油式;根據相數的不同可分為單相、三相兩種;根據繞組的多少可分為雙繞組、三繞組、四繞組三種;按其運行承受的電壓不同,可分為半絕緣和全絕緣電壓互感器等等。在實際應用中一般使用單相三繞組或四繞組的最多。

電磁式電壓互感器和電容式電壓互感器的比較


若35kV母線電壓互感器採用的為單相澆注絕緣的電磁式電壓互感器,電磁式電壓互感器的勵磁特性為非線性特性,在35kV的電力系統中性點偏移、瞬間電弧接地或進行倒閘操作的激發下,都可能與電力系統分佈的電容形成鐵磁諧振,因此,採用的電磁式電壓互感器都採用了消諧措施。

隨著電力系統輸電電壓的增高,電磁式電壓互感器的體積越來越大,成本隨之增高,因此220kV電壓等級宜採用電容式電壓互感器。根據這一要求,我們採用220kV母線電容式電壓互感器。下圖為電容式電壓互感器原理圖

電磁式電壓互感器和電容式電壓互感器的比較

2.電磁式電壓互感器和電容式電壓互感器區別

電磁式電壓互感器是一種通過電磁感應將一次電壓按比例變換成二次電壓的電壓互感器,種互感器不附加其它改變一次電壓的電氣元件如電容器。電容式電壓互感器是由串聯電容器抽取電壓,再經變壓器變壓作為表計、繼電保護等的電壓源的電壓互感器,電容式電壓互感器還可以將載波頻率耦合到輸電線用於長途通信、遠方測量、選擇性的線路高頻保護、遙控、電傳打字等。因此和常規的電磁式電壓互感器相比,電容式電壓互感器器除可防止因電壓互感器鐵芯飽和引起鐵磁諧振外,在經濟和安全上還有很多優越之處。

電容式電壓互感器主要由電容分壓器和中壓變壓器組成。電容分壓器由瓷套和裝在其中的若干串聯電容器組成,瓷套內充滿保持0.1MPa正壓的絕緣油,並用鋼製波紋管平衡不同環境以保持油壓,電容分壓可用作耦合電容器連接載波裝置。中壓變壓器由裝在密封油箱內的變壓器,補償電抗器和阻尼裝置組成,油箱頂部的空間充氮。一次繞組分為主繞組和微調繞組,一次側和一次繞組間串聯一個低損耗電抗器。由於電容式電壓互感器的非線性阻抗和固有的電容有時會在電容式電壓互感器內引起鐵磁諧振,因而用阻尼裝置抑制諧振,阻尼裝置由電阻和電抗器組成,跨接在二次繞組上,正常情況下阻尼裝置有很高的阻抗,當鐵磁諧振引起過電壓,在中壓變壓器受到影響前,電抗器已經飽和了只剩電阻負載,使振盪能量很快被降低。



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