风力发电厂及变电站电气设备应用与控制技术：互感器

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1、第五编!风力发电厂及变电站电气设备应用与控制技术#######################################第二章!互感器第一节!电压互感器一、电磁式电压互感器（"）电压互感器的工作原理电磁式电压互感器的工作原理和结构与电力变压器相似，只是容量较小，通常只有几十伏安或几百伏安。电压互感器的一次侧绕组并联于电网，二次侧绕组向并联的测量仪表和继电器的电压线圈供电。由于这些电压线圈的阻抗大，取用电流小，因此电压互感器工作在接近空载状态，而且二次侧负荷恒定不变，因此，电压互感器的二次侧负荷不致影响一次电压，同时二次电压接近于二次

2、电势，并随一次电压的变动而变动。因此，电压互感器二次电压的大小，可以反映一次侧电网电压的大小。电压互感器的一次侧绕组和二次侧绕组的额定电压比，称为电压互感器的额定变压比，用#$表示，并近似等于匝数之比，即：&"&("#$%’%#（’)"）&’&(’（’）电压互感器的误差根据电压互感器的工作原理，其向量图如图’)"所示。由于电压互感器存在激磁电流和内阻抗，其二次电压的折算值*+’与一次电压&"大小不等，相位差不等于",-.，即电压互感器测量结果出现误差，测量误差通常分为电压误差和角误差。电压误差（又称比值差）为二次电压的测量值&’乘以额定变

3、比#&后与实际电压值&"之差，并以实际电压值的百分数表示：#&&’)&"(&%/"--0&"角误差（又称相角差）为二次电压&+’沿逆时针方向旋转",-.后与一次电压&"之间的夹角!，如图’)"所示，并规定)&+’超前于&"时，!角为正值，反之，则!为负值。影响电压互感器两种误差的因素有："）原、副线圈的阻抗1"、1’增大，误差也随之增大，反之，则减小；’）空载电流2-增大时，误差也相应增大，反之，则减小；3）副边负荷电流2’增大时，误差也随之增大，反之，则减小；·4"-·第五编$风力发电厂及变电站电气设备应用与控制技术##########

4、#############################%）副边负荷的功率因数&’(!!过大或过小，除了影响电压误差外，还会使角误差增大。前两个因素与互感器本身的构造及材料有关，后两个因素则与工作条件有关。二、减小电压互感器误差的办法#）制造上：电压互感器的激磁电流和内阻抗与互感器的结构和材料有关。为减少激磁电流，最有效的办法是采用高导磁率的冷轧硅钢片，增大铁心截面，缩短磁路图!"#$电压互感器的长度和减小气隙。减小内阻抗的方法是，减小线圈电阻，简化向量图选用合理的线圈结构与减小漏磁等。实用上，常采用增加二次线圈匝数的方法来减小电压误差

5、。!）使用上：应使电压互感器的原边电压、副边负荷及功率因数在规定范围内运行。三、电压互感器的技术参数、准确级次及其应用（#）变压比电压互感器通常在铭牌上标出一次绕组和二次绕组的额定电压。变压比是指一次绕组与二次绕组额定电压之比，即)*&#+,&!+。（!）准确级次电压互感器的准确级次，是以最大变比误差（简称比差）和相角误差（简称角差）来区分的，见表-.#，准确级次在数值上就是变比误差等级的百分限值，通常电力工程上常把电压互感器的误差分为/.0级、#级和-级-种。另外，在精密测量中尚有一种/.!级试验用互感器。准确级次的具体选用，应根据二次

6、负载性质来确定，例如用来馈电给电度计专用的电压互感器，应选用/.0级以上；用来馈电给测量仪表用的电压互感器，应选用#级或/.0级；用来馈电给继电保护用的电压互感器应具有不低于-级次的准确度。实际使用中，经常是测量用电压表、继电保护以及开关控制信号用电源混合使用一个电压互感器，这种情况下，测量电压表的读数误差可能较大，因此不能作为计算功率或功率因数的准确依据。由于电压互感器的误差与二次负荷的大小有关，所以同一电压互感器对应于不同的二次负荷容量，在铭牌上标注几种不同的准确级次，而电压互感器铭牌上所标定的最高的准确级次，称之为标准准确级次。表!

7、"#$电压互感器准确级次和误差限值误差限值准确级次一次电压变化范围二次负荷变化范围比差角差/.01/.021!/3"##1#./21%/3（/.40"#.#0）&#+（/.!0"#）5!+-1-./2不规定·6##·第五编!风力发电厂及变电站电气设备应用与控制技术#######################################!!!&"#为电压互感器一次绕组额定电压。"$%#为电压互感器相应准确级次下的额定二次负荷。（&）容量电压互感器的容量，是指二次绕组允许接入的负荷功率，分为额定容量和最大容量%种，以’(值表示。由于电压

8、互感器的误差是随二次负荷功率的大小而变化的，容量增大，准确度降低，因此铭牌上每一个给定容量是和一定的准确级次相对应的，通常所说的额定容量，是指对应于最高准确级次的容量。最大容量是允许发热条件规