CVT电容式电压互感器内部结构分析

电容式电压互感器（CVT）是由串联电容器分压，再经电磁式互感器降压和隔离，作为表计、继电保护等的一种电压互感器，电容式电压互感器还可以将载波频率耦合到输电线用于长途通信、远方测量、选择性的线路高频保护、遥控、电传打字等。因此和常规的电磁式电压互感器相比，电容式电压互感器器除可防止因电压互感器铁芯饱和引起铁磁谐振外，在经济和安全上还有很多优越之处。

电容式电压互感器基本结构

电容式电压互感器是利用电容器的分压原理工作的，其基本结构包括电容分压器、电磁装置、保护装置等，有些还设有载波耦合装置。

（1）电容分压器，由高压电容器C1（主电容器）和串联电容器C2（分压电容器）组成。分压电容器C2的作用是进行电容分压。

分压电容器不能作为输出端直接与测量仪表等相连接，因为二次回路阻抗相对比较小，将影响其准确度，所以要经过一个电磁式电压互感器降压后再接仪表等二次设备。

（2）电磁装置，由电磁式电压互感器TV和电抗器L组成。它的作用是将分压电容器上的电压降低到所需的二次电压值。由于分压电容器上的电压会随负荷变化，所以，在分压回路串入电抗器L，可以补偿电容器的内阻抗，使二次电压稳定。

（3）保护装置，由火花间隙P1和P2和阻尼电阻RD组成。

1）火花间隙P1和P2，用来限制补偿电抗器、电磁式电压互感器、分压器的过电压。

2）阻尼电阻RD，用来防止持续的铁磁谐振。阻尼装置由阻尼电阻与饱和电抗器串联组成，跨接在二次绕组上。在正常情况下阻尼装置有很大的阻抗，当发生铁磁谐振引起过电压时，电抗器已经饱和，只剩电阻负载，使谐振能量很快降低。一般在110～330kV电容式电压互感器二次侧装设400～600W的阻尼电阻，但长期投入限制了电压互感器的容量，也降低了准确度，很不经济。因此，在500～750kV电容式电压互感器二次侧采用装设谐振型阻尼器的方法，也有在阻尼回路中装设电子开关线路，或两种方式联合使用。

（4）载波耦合装置，是一种能接收载波信号的线路元件，它可将载波频率耦合到输电线路上用于长途通信、远方遥测、选择性的高频保护、遥控、电传打字等。把它接到接地开关S两端，其阻抗在工频电压下很小，完全可以忽略不计，但在载波频率下其阻抗却很大，若不接入载波耦合装置时，接地开关S可合上。

电容式电压互感器的工作原理

电容式电压互感器实质上是一个电容分压器，为便于分析起见，将电容器串分成主电容C1和分压电容C2两部分，如左上图所示。设一次侧相对地电压为U1，则C2上的

电压为：

UC2=C1/（C1+C2）U1=KU1

式中，K=C1/（C1+C2）为分压比，改变C1和C2的比值，可得到不同的分压比。由于UC2与一次电压U1成正比，故测得UC2就可得到U1，这就是电容式电压互感器的工作原理。

电容式电压互感器通过中间变压器降压后再接仪表，如左下图所示，其主要原因是电容分压器的输出端不能直接与仪表相连，不然，二次负荷阻抗将影响其准确度。保护间隙的作用是当分压电容上出现异常过电压时，间隙先击穿，以保护补偿电抗器、分压电容和中间变压器不致被过电压损坏。

电容式电压互感器的特点

电容式电压互感器与电磁式电压互感器相比，具有冲击绝缘强度高、制造简单、重量轻、体积小、成本低、运行可靠、维护方便并可兼做高频载波通信的耦合电容等优点。主要缺点是其误差特性比电磁式电压互感器差，且输出容量较小，影响误差的因素较多（如温度、频率等）。目前我国制造的YDR型电容式电压互感器准确度已提高到0.5级，在110KV及以上中性点直接接地系统中得到了广泛的应用。

电容式电压互感器接线图

电容式电压互感器接线图：在中性点不接地或经消弧线圈接地的系统中，为了测量相对地电压，PT一次绕组必须接成星形接地的方式。

在3~60KV电网中，通常采用三只单相三绕组电压互感器或者一只三相五柱式电压互感器的接线形式。必须指出，不能用三相三柱式电压互感器做这种测量。当系统发生单相接地短路时，在互感器的三相中将有零序电流通过，产生大小相等、相位相同的零序磁通。在三相三柱式互感器中，零序磁通只能通过磁阻很大的气隙和铁外壳形成闭合磁路，零序电流很大，使互感器绕组过热甚至损坏设备。而在三相五柱式电压互感器中，零序磁通可通过两侧的铁芯构成回路，磁阻较小，所以零序电流值不大，对互感器不造成损害。