详解电压互感器：定义，作用和工作原理，接线方式和原理图

　　电压互感器的定义

　　电压互感器（Potential transformer 简称PT，Voltage transformer也简称VT）和变压器很相像，都是用来变换线路上的电压。但是变压器变换电压的目的是为了输送电能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位；而电压互感器变换电压的目的，主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能，或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器，因此电压互感器的容量很小，一般都只有几伏安、几十伏安，最大也不超过一千伏安。

　　电压互感器有一次绕组、二次绕组、铁芯接线端子和绝缘支持物等组成，其工作原如图所示。电压互感器一次绕组具有较多的匝数N1，并联接于被测电路的两端，其绝缘等级与实际系统的电压相应。二次绕组具有较少的匝数N2，可接通测量仪表或电能表的电压线圈，二次额定电压通常为100V。

　　电压互感器的作用和工作原理

　　电压互感器结构如图（a）所示，其作用是可用它扩大交流电压表的量程，将高电压与电气工作人员隔离。其工作原理与普通变压器空载情况相似。使用时，应把匝数较多的高压绕组跨接至需要测量其电压的供电线路上，而匝数较少的低压绕组则与电压表相连，如下图（b）所示。

　　因为U1/U2=K，所以U1=KU2，由此可见高压线路的电压等于副边所测得的电压与变压比的乘积（回顾：变压器工作原理、原副边电压计算公式及变压器变压比讲解）。当电压表同一只专用的电压互感器配套使用时，伏特表的刻度就可以按电压互感器高压侧的电压标出，这样就可不必经过换算，而直接从该电压表上读出高压线路的电压值。

　　通常电压互感器副边线绕组的额定电压均设计同一标准值为100伏。因此，在不同电压等级的电路中所用的电压互感器，其变压比是不同的，例如1000/100，600/100等等。

　　为了工作安全，电压互感器的铁壳机副边绕组的一端必须接地，以防高、低压线圈间绝缘损坏时，使低压线圈的测量仪表对地产生一个高电压，危机工作人员的人身安全。

　　电压互感器正常工作时可以看作是一台空载运行的降压变压器。当一次绕组接于电源电压时，在一次绕组中流过空载电流 ，在铁芯中产生磁通 ，使二次绕组中产生感应电压

　　

　　式中U1--电压互感器一次电压，V；

　　U2--电压互感器二次电压，V；

　　N1--电压互感器一次匝数，匝；

　　N2--电压互感器二次匝数，匝；

　　K--电压互感器变比。

　　在电能计量装置中，采用电压互感器后，电能表上的读数，乘以电压互感器的变比，就是实际使用电量。电压互感器的型号由字母符号和数字组成，其含义如下：

　　双绕组电压互感器工作原理图

　  电压互感器的接线方式和原理图

　　（a）一台单相互感器接线：（b）、V-V接线；（c）Y-Y。接线；（d）三相五柱式电压互感器接线；（e）三台单相三绕组电压互感器接线

　　图（a）所示为一台单相电压互感器的接线，可测量35kV及以下系统的线电压，或110kV以上中性点直接接地系统的相对地电压。

　　图（b）为两台单相电压互感器接成V-V形接线，它能测量线电压，但不能测量相电压。这种接线方式广泛用于中性点非直接接地系统。

　　图（c）所示是一台三相三柱式电压互感器的Y-Y。形接线：它只能测量线电压，不能用来测量相对地电压，因-次侧绕组的星形接线中性点不能接地，这是因为，在中性点非直接接地系统中发生单相接地时，接地相对地电压为零，未接地相对地电压升高 倍。

　　图（d）是一台三相五柱式电压互感器的Y。-Y。/△接线，其一次侧绕组和基本二次绕组接成星形，且中性点接地，辅助二次绕组接成开口三角形。因此，三相互感式电压互感器可测量电压和相对地电压，还可作为中性点非直接接地系统中对地的绝缘监察以及实现单相接地的继电保护，这种接线广泛应用于6～10kV屋内配电装置中。