电压互感器的操作、应用和精度

了解电压互感器的操作和准确性。

电线上常见的高电压对于在电线上或附近工作的技术人员来说是一种危险。设计电压表来测量这些高电压是一项艰巨的任务。电压互感器主要是一种精密双绕组变压器，用于降低高电压以实现安全电压测量。

运营

电压互感器降压后的电压可以直接用电压表测量。线电压可以通过将测量的电压乘以变压器的匝数比来计算。然而，更好的解决方案是使用改进的电压表。

仪表的显示可以用新的仪表面进行修改或编程以显示与实际线电压相对应的值，即使实际测量的是降压值。仪表可将测量值乘以匝数比，显示实际线电压。

电压互感器的初级侧连接在电源线上（见图 1）。为了安全起见，可以添加保险丝，并且可以轻松地从电路中拆下电压互感器进行维护。为了确保电压测量尽可能，电压互感器上的负载必须保持在限度。电压表应该是高阻抗模型，以便从变压器吸取尽可能少的电流。这种不变的负载使电压比保持恒定，并且随着初级电压的变化，次级电压也成比例地变化。

 

图 1. 电压互感器用于降低电源线的高压，以便于测量。

电压互感器几乎可以设计成任何匝数比，以便电压始终可以降至 120V。这允许使用标准电压表。例如，匝数比为60：1的电压互感器可用于测量7200V。如果使用匝数比为 287.5:1 的电压互感器将线路电压降压至 120V，则可以使用同一仪表测量 34.5kV。在这种情况下，在显示器中使用不同的倍增系数或在仪表上安装不同的面。

电压互感器通常相当小。它们的额定功率通常为 500 VA 或更低。电压互感器的大部分尺寸是初级绕组上的重绝缘，以承受电力线上的高电压。

电压互感器的准确度

电压互感器通常用于计量和计费。因此，电压互感器的精度至关重要。ANSI 制定了对电压互感器的精度和负载进行分类的标准方法。精度分类包括标准负载以及允许的百分比误差。

变压器的设计、构造和安装都会影响精度。额定负载必须包括所有负载的总和，包括连接到变压器次级的电路接线。必须计算总负载，并从制造商提供的表格中选择合适的变压器。

变压器修正系数是制造商提供的一个数字，用作修正误差的乘数。校正因子可校正磁化电流或变压器内部电感产生的内部相角偏移的影响。

变压器修正系数用于定义精度等级。精度等级的典型值为 0.3、0.6 和 1.2。准确度等级数字越低意味着电压互感器越准确。

应用领域

电压互感器有多种常见用途。电压互感器的重要用途是用作电压表、为电压继电器供电以及在高峰负载期间用于减载。

电压继电器

电压互感器通常用作系统的一部分来监测电力线上的电压。电压突然下降或上升会激活欠压或过压继电器。当电压降至设定点以下时，欠压继电器就会切换。当电压上升到设定点以上时，过压继电器就会切换。欠电压和过电压继电器用于保护设备免受欠电压或过电压的影响。例如，继电器可以向分接开关发出升压或降压信号，或者欠压继电器可以在电源故障时启动将负载从一个电源转移到另一个电源（见图 2）。

 

 

图 2. 电压互感器可用于为电压继电器供电，该电压继电器用于在电源故障时转移负载。

减载

电压继电器也用于减载应用。电压互感器可用于监控电源线。当电源线过载并且电压降至设定值以下时，继电器会切换并从电源线上移除部分负载。例如，具有自己的发电设备的大型工业设施可以设计成在发电系统过载时自动移除负载。要卸载的负载是预先指定的。