摘要：电压互感器作为一重要的一次设备在电力系统中发挥着重要的作用。同时，因为电压互感器是一种公用设备，无论是互感器本身出现问题或是其二次回路出现问题，都将给整个二次系统带来严重影响。保障电压互感器及其二次回路的稳定运行至关重要。
关键词：接线方式；保护措施；熔断原因；操作； 巡视
一 电压互感器作用及原理
电压互感器将电力系统的一次电压按一定的变比缩小为要求的二次电压，供各种二次设备使用。使二次设备与一次高压隔离，保证人身和设备的安全。
电压互感器的主要结构和工作原理类似于变压器。如图所示，电压互感器的一次线圈匝数N1很多，并接于被测高压电网上，二次线圈匝数N2较少，二次负荷比较恒定，接于高阻抗的测量仪表和继电器电压线圈，正常运行时，电压互感器接近于空载状态。
电压互感器一、二次线圈额定电压之比，称为电压互感器的额定变比，即Kn=U1n/U2n。其中，一次线圈额定电压U1n是电网的额定电压（10、35、110、220、500KV等），二次电压则统一定为100（或100/√3）V，所以Kn也标准化。
二 电压互感器的选型
1 电压互感器工作原理
从工作原理上看，电压互感器和电力变压器基本相同，由于电压互感器的二次负载都是一些电压表、功率表等测量仪表和继电器线圈，阻抗很大、电流很小，因此电压互感器看以看作是一台空载运行的降压变压器，其作用是电压测量，理想的情况是二次电压能准确反应一次电压。
2 电压互感器的结构形式与接线方法
电压互感器的结构一般分为电容式、电磁式和电子式，电磁式电压互感器在结构上又分为三相式和单相式，在三相式互感器中又有三相两柱和三相五柱两种，从绝缘上又可分为干式、油浸式、六氟化硫绝缘等。
可分为V/V接线、Y/Y接线、Y/Y/△接线，Y/Y/△形接线中开口三角形，可以用来测量电网对地绝缘情况，正常时，由于系统三相电压对称，在开口三角的出口处，电压等于零，据此可以判断系统是否存在接地。
3 电压互感器的误差和准确度
电压互感器的比差和角差不仅仅与原、副边绕组的阻抗及空载电流有关而且与二次负载的大小和功率因数都有关系。当副边接近于空载运行时，电压互感器的误差最小，为了使测量尽可能准确，应使电压互感器二次负载降到最小。
发动厂和变电站控制屏上的测量仪表采用0.5～1级电压互感器、3级电压互感器可用于一般精密度不高的测量或者用于继电保护。
电压互感器可以通过高导磁材料制作铁芯或者增加匝数降低磁密度来减小误差也可以采用人工补偿的方法。
4电压互感器二次回路接地问题
电压互感器二次回路必须有一点接地，以保证在二次回路上工作人员的安全和二次回路绝缘不遭受过电压的威胁。
电压互感器二次回路的接地点，原则上可以接在任意一点，但是习惯上接在二次回路的零点或者二次回路的B相，对于V/V接线由于不存在中性点，一般都采用B相接地，对于Y/Y/△接线，开口三角没有中性点，采取出线端子一相接地，如果二次回路采用Y接法，可以采用零点接地或者B相接地。
其B相接地的优点是：
（1）当一个变电所中同时存在星形接线和V形接线两种电压互感器时，在进行系统同期并列式，操作比较方便；
（2）采用B相接地，可以简化二次回路，例如B相可以不装熔断器等。
5电压互感器一二次熔断保护
电压互感器的一、二次测一般都要求装有熔断保护。
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熔断器的作用是：
（1）保护电压互感器本身，当电压互感器本身故障时，熔断器迅速熔断，防止事故扩大；
（2）防止电压互感器或其高压引线上发生故障时对系统造成影响。
电压互感器一、二次熔丝容量一般取额定电流的1.5倍，一次熔丝额定电流通常取0.5A。
要注意的是二次开口三角的出线，一般不装熔断器，因为开口三角无电压，无法监视熔断器的接触是否不良，可能造成断线闭锁装置失灵。
6电压互感器操作注意事项
（1）电压互感器送电时必须先合一次侧后合二次侧，停电时先停二次侧后停一次侧，防止反送电危及设备安全。反充电是指运行中的电压互感器由二次向不带电的电压互感器反充电，造成运行中电压互感器二次熔断器熔断，低压开关跳开，引起保护装置及自动装置失压）
两段PT二次并列时，一次必须先并列（防止反充电）。在倒换PT前必须先将PT并列运行。（防止二次设备在PT倒换过程中失压）。双母线各有一组电压互感器，在母线元件倒闸操作时，保护装置用的交流电压应与元件所在母线相一致。
（2）二次电压回路使用中间继电器，由隔离开关辅助触点联动实现自动切换方式时：当两组电压切换继电器同时动作供给电压时应发出信号，此时不允许操作母联断路器。（双母线运行的保护都有“切换继电器同时动作”这一信号）；当电压自动切换回路发生不正常现象时，应报告调度，将涉及范围的保护停用或切换到另一组母线电压回路上，然后才能进行处理；运行中的隔离开关不允许进行辅助触点维修工作。
（3）220kV空载母线停送电操作时（带电压互感器），由于断路器触头间并联电容与母线电压式互感器极易发生串联谐振过电压，造成电压互感器暴炸。因此要求：
220kV母线电压互感器有隔离开关时，母线充电之后，再合电压互感器隔离开关送电；空载母线停电时，先拉开电压互感器隔离开关，再拉断路器，母线停电。220kV母线电压互感器无隔离开关时，系统有条件，可利用线路与母线配合操作，用对侧线路断路器代母线一并充电或停电。
220kV母线电压互感器无隔离开关时，在用母联断路器停送空载母线操作过程中，如发生串联谐振过电压，应立即合上母联断路器，母线送电；如母联断路器合不上，应检查断路器在开位，拉开谐振母线侧隔离开关。
7 电压互感器时的停用
停用时要注意不使保护及自动装置失去电压，必须进行电压切换；防止反充电，取下二次熔断器（包括电容器）；二次负荷全部断开后，断开互感器一次侧电源。
8 电压谐振
铁磁谐振是指电网中大量非线性电感元件（变压器、电磁式电压互感器）在正常状态下，工作在励磁特性的非饱和区，但在暂态过程中（例如由于接地故障或断路器操作），电感工作状态会跃变到饱和区，电感上电压或其中通过电流突然异常上升，这种现象就是铁磁谐振。
谐振原因在于中性点接地系统的110、220kV变电站母线上，通常连接电磁式电压互感器，因而PT是一种非线性电感元件，当发生断路器或刀闸操作，导致母线通过断路器的均压电容供电时，暂态过程可诱发铁磁谐振，结果引起PT和母线上电压急剧增加，PT中电流大幅上升，导致PT烧毁，外绝缘闪烙或避雷器爆炸等事故。
依据谐振电压的频率，铁磁谐振可分为工频、分频、和高频谐振，在中性点接地系统空母线上发生较多的是工频谐振。
9 电压互感器的巡视检查
电压互感器运行于母线上，互感器故障相当于母线故障，因此，必须加强巡视：互感器瓷瓶是否清洁、完整，有无损坏及裂纹，有无放电现象；电压互感器的油位，油色是否正常，有无漏油现象，互感器内部声音是否正常。；高压侧引线是否接触良好，有无过热现象，二次回路电缆及导线有无损伤，高压熔断器限流电阻及断线保护用电容器是否完好；互感器二次侧和外壳接地是否完好；端子箱是否清洁、受潮。
结束语
通过对高压电压互感器及其二次回路原理即构成方式的研究，针对其运行维护，提出来方向性明确的运行方式和维护方法，并对部分易出现的故障进行了定量解析。这些方法在实践中亦起到了积极的作用。
参考文献：
[1]史国生 主编.电气二次回路全套技术[J].化学工业出版社，2009.
[2]凌子恕 著.高压互感器技术手册[J].中国电力出版社，2005.
论文作者:周楚
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2017/6/28
标签：电压互感器论文; 母线论文; 电压论文; 回路论文; 谐振论文; 断路器论文; 接线论文; 《电力设备》2017年第7期论文;