变压器的工作原理

电压互感器此条目由“中国环境科学”百科全书科学条目编译和应用工作项目审查. 电压互感器[1]（电压互感器缩写为PT，电压互感器也缩写为VT）类似于变压器，并且是用于转换线路电压的工具. 但是，变压器电压转换的目的是传递电能，因此容量非常大，通常以千伏安或兆伏安为计算单位. 变压器电压转换的目的主要用于测量仪表和继电器. 保护装置的电源用于测量线路的电压，功率和能量，或保护线路中的贵重设备，电动机和变压器当线路出现故障时，变压器的容量很小，通常只有几伏特，几十伏特，最大不超过一千伏特. 条目描述了其基本结构，工作原理，主要类型，接线方法，注意事项电压互感器符号字母，例外和处理以及铁磁谐振. 基本结构变压器的基本结构与变压器非常相似. 它还具有两个绕组，一个称为初级绕组，另一个称为次级绕组. 两个绕组都安装或缠绕在铁芯上. 两个绕组之间以及绕组和铁心之间存在绝缘，因此两个绕组之间以及绕组和铁心之间存在电气隔离. 当电压互感器工作时，初级绕组N1连接到线路，次级绕组N2连接到仪器或继电器. 因此，在测量高压线上的电压时，尽管一次电压较高，但是二次电压较低，可以确保操作人员和仪器的安全.

工作原理工作原理与变压器[2]相同，基本结构也是铁心以及一次和二次绕组. 其特征是容量小且相对恒定，并且在正常操作期间接近空载状态. 电压互感器本身的阻抗非常小. 一旦次级侧发生短路，电流将急剧增加并烧毁线圈. 因此，电压互感器的一次侧连接有保险丝，并且二次侧可靠接地，以防止一次和二次侧受到损坏，并且二次侧对地呈现高电位，并导致人身和设备事故. 用于测量的电压互感器通常制成单相双线圈结构，一次电压是被测电压（例如电力系统的线路电压），可以单相使用，也可以两个单元使用可以连接形成一个VV，以供三相使用. 实验室中使用的电压互感器通常在一次侧上多次抽头，以满足测量不同电压的需求. 用于保护性接地的电压互感器还有一个第三线圈，称为三线圈电压互感器. 三相的第三线圈连接成一个空心三角形，空心三角形的两个端子连接到接地保护继电器的电压线圈. 在正常运行期间，电力系统的三相电压是对称的，并且第三线圈上的三相感应电动势的总和为零. 一旦发生单相接地，中性点将发生位移，并且在空心三角形的端子之间将出现零序电压，以激活继电器，从而保护电源系统. 当线圈中出现零序电压时，零序磁通量将出现在相应的磁芯中. 因此，该三相电压互感器使用侧轭铁心（10KV及以下）或三个单相电压互感器. 对于这种类型的变压器，第三线圈的精度不高，但是需要一定的过励磁特性（也就是说，当初级电压升高时，铁芯中的磁通密度也将相应增加而不损坏）.

[3]变压器是用于电力传输和供电系统（例如发电厂和变电站）的必不可少的电器. 精密变压器是用于电力测量实验室的一种仪器，用于扩展极限并测量电压，功率和电能. 电压互感器与变压器非常相似，用于转换线路上的电压. 为什么需要更改线路上的电压？这是因为根据发电，传输和消耗的不同情况，线路上的电压是不同的，并且差异也很大，有些是低压220V和380V，有些是几万或几千伏. 甚至数十万伏特为了直接测量这些低压和高压电压，必须根据线路电压的大小制作相应的低压和高压电压表以及其他仪器和继电器. 这不仅给仪器的生产带来很大的困难，而且更重要的是，不可能直接制造高压仪器并直接在高压线上测量电压，这是绝对不允许的. 主要类型1.根据安装位置可分为室内型和室外型[4] 35kV及以下的大多为室内型； 35kV以上为户外型. 2.根据相数，可分为35kV以上的单相型和三相型，不能超过35kV的三相型. 3.根据绕组数，可分为两绕组和三绕组变压器. 除了初级侧和基本次级侧，三绕组变压器还具有一组用于接地的辅助次级侧. 4.根据绝缘方式，可分为干式，浇注式，油浸式和充气式[1]. 干式变压器结构简单，无火灾或爆炸危险，但绝缘强度低，仅适用于6kV以下的室内设备. 铸型变压器结构紧凑，易于维护，适用于3kV〜35kV室内设备配电装置. 油浸式变压器具有良好的绝缘性能，可用于10kV以上的户外配电设备. 充气式变压器用于SF6全封闭电器.

5. 根据工作原理电磁电压互感器: 它是一种利用电磁感应原理按比例变换电压或电流的设备. 电容式电压互感器: 电容式电压互感器（CVT）由串联电容器分压，然后降压并由电磁变压器隔离. 它用作电表和继电保护的电压互感器. 电容电压变压器还可以将载波频率耦合到传输线，以进行长距离通信，远程测量，选择线高频保护，远程控制，电传打字等. 电子电压互感器[5]: 由一个或多个组成的设备. 更多的电压或电流传感器连接到传输系统和次级转换器，用于传输与测量量成比例的量，并提供给测量仪器，仪表和继电保护或控制装置. 铭牌标志电压互感器模型由以下部分组成[1]，每个部分字母，符号表示内容: 第一个字母: J型电压互感器；第二个字母: D-单相； S-three该阶段的第三个字母: J油浸； Z浇铸；第四个字母: 数字电压电平（KV）. 例如: JDJ-10表示额定电压10KV的单相油浸式电压互感器. 额定初级电压，它是用作变压器性能基准的初级电压值. 额定次级电压，它是用作变压器性能基准的次级电压值. 额定变比，额定一次电压与额定二次电压之比. 精度等级，由变压器系统确定的等级，在指定的使用条件下，误差应在规定的极限范围内加载，并且次级电路的阻抗通常以视在功率（VA）表示.

额定负载，可用于确定变压器精度等级的负载值. 接线方法变压器的常用接线方法如下[6]: （1）单项接线可用于测量35kV及以下中性点以下的线电压，而无需直接接地系统或110kV以上中性点直接接地系统相对接地电压. （2）V / V布线是将两个完全绝缘的单相电压互感器的高压绕组和低压绕组连接在相之间，以形成不完整的三角形. 这种方法通常用于35kV及以下的高压三相系统中，其中性点不接地或通过消弧线圈接地，尤其是在10kV三相系统中. （3）使用三台单相三绕组变压器形成YN，yn，d0或YN，y，d0的接线形式，广泛用于3〜220KV系统中，其次级绕组用于测量相间电压和相对地电压和辅助次级绕组以空心三角形连接，用于连接到交流电网绝缘监测仪器和继电器. 用三相五柱式电压互感器代替三个单相三绕组式电压互感器的接线，除铁芯外，形式与图3基本相同，一般只使用适用于3〜15KV系统. （4）三相三绕组五柱式电压互感器，其初级绕组和主次级绕组成星形连接，中性点接地，辅助次级绕组呈空心三角形连接. 因此，这种类型的变压器可以测量线路电压和相对的接地电压，并且辅助次级绕组可以插入继电器和信号指示器中，以进行交流电网绝缘监测.

关于变压器的注意事项（4张照片）1.变压器投入运行之前，应根据法规中的规定进行测试和检查. 例如，测量极性，连接组，震动绝缘，核相序等[7]. 2.变压器的接线应确保其正确性. 初级绕组与被测电路并联，次级绕组应与所连接的测量仪器，继电保护装置或自动装置的电压线圈并联. 同时，必须注意极性的正确性. 3.连接到变压器次级侧的负载的容量应适当，连接到变压器次级侧的负载的容量应不超过其额定容量，否则，变压器的误差会增加并且误差会增大. 难以达到测量的准确性. 4.不允许在变压器的次级侧短路. 由于变压器的内部阻抗非常小电压互感器符号字母，如果次级电路短路，则会出现大电流，这会损坏次级设备，甚至危及人身安全. 电压互感器可在次级侧安装保险丝，以保护自身免受次级侧短路引起的损坏. 如有可能，还应在初级侧安装保险丝，以保护高压电网免受因变压器高压绕组或导线故障而造成初级系统危害的危险. 5.为了确保人员触摸测量仪器和继电器时的安全，变压器的次级绕组必须稍微接地. 因为接地后，当初级绕组和次级绕组之间的绝缘层损坏时，它可以防止仪器和继电器出现高压并危及人身安全. 6.变压器的次级侧不允许短路. [8]异常和常见异常（1）三相电压指示不平衡: 一相减少（可以为零），其他两相正常，线路电压异常，或伴有声光信号，可能是高压或低压保险丝熔断[9]； （2）中性点无效接地系统，三相电压指示不平衡: 一相减少（可以为零），另一相增加（最高为线电压）或指针摆动，可能是单相接地故障或基频谐振. 如果三相电压同时上升并且超过线电压（指针可以朝头部摆动），则可能是分频或高频共振； （3）高压保险丝烧断多次，内部绝缘可能会严重损坏，例如绕组层之间或匝之间的短路故障； （4）中性点有效接地系统，当母线断开时，相电压以低频上升和摆动，一般为串联谐振现象；如果不进行任何操作，则相电压的突然升高或降低可能是变压器的内部绝缘损坏，例如绝缘支架绕组，绕组层或匝间短路故障； （5）中性点有效接地系统，电压互感器电压表指示调试期间不稳定，这可能是由于高压绕组N（X）端的接地不良所致.

（6）断开电压互感器电路. [10]处理方法1.根据继电保护和自动装置的有关规定，退出有关保护措施，防止误操作. 2.检查高压保险丝和低压保险丝以及自动空气开关是否正常. 如果保险丝烧断，应立即更换原因. 当再次融合时，应小心处理. 3.检查电压电路的所有接头是否松动或已断开，以及开关电路是否接触不良. [10]铁磁谐振的产生磁谐振是由运行或系统故障期间铁芯饱和引起的跳跃过程. 电网中的铁磁谐振分为并联铁磁谐振和串联铁磁谐振. [11]主要特征1）对于铁磁共振电路，在相同的电源电位下，该电路可能具有多个稳定工作状态. 电路的工作状态取决于内发生. 4）工频电源提供维持谐振和补偿环路电阻损耗的能量.

为了将工频能量转换为其他共振频率的能量，转换过程必须是周期性且有节奏的，即... 1/2（1,2,3 ...）倍于共振频率. 5）由于铁磁共振会损坏PT. 电磁谐振（分频）通常应满足以下三个条件. ①铁磁电压互感器（PT）的非线性效应是产生铁磁谐振的主要原因. ②PT电感电抗在电容电抗的100倍以内，即参数在谐振范围内匹配. ③必须存在励磁条件，如PT突然关闭，单相接地突然消失，系统外部干扰或系统运行引起的过电压. 根据测试，分频谐振电流是正常电流的240倍以上，工频谐振电流是正常电流的40至60倍左右，高频谐振电流较小. 在这些共振中，交叉共振具有最大的损害. 如果PT绝缘良好，则工频和高频不会危害设备的安全，并且6kV系统具有上述条件. 从技术上考虑了消除方法. 为了避免发生铁磁共振，可以采取以下措施: 选择具有良好激励特性的电视或切换至电容式电视；在同一10kV配电系统中，应尽可能减少电视数量；将三相电视的中性点串联到单相电视上，或者在电视的次级开口三角形处连接阻尼电阻. 将一定尺寸的电容器连接到母线，以使容抗与感抗之比小于0.01，以避免谐振. 系统中性点装有消弧线圈. 地面补偿装置采用自动调节原理，并采用过补偿，全补偿和欠补偿两种工作方式来解决. [11]入门地图集入门地图集的更多图片（2）

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