电容分压式电压互感器的工作原理及应用

随着电力系统电压的生高，电磁式电压互感器的体积越来越大，成本越来越高，因此采用了电容式电压互感器。其原理见图4-21。

图4-20　JCC1—110型串级式电压互感器

1—油扩张器；2—磁外壳；3—上柱绕组；4—铁芯；5—下柱绕组；6—支撑电木板；7—底座

电容式电压互感器实质是电容分压器。

式中　K——分压比，；

U1——装置的相对地电压。

改变C1和C2的比值，可得到不同的分压比。由于C2上的电压UC2与一次电压U1成比例地变化，故可测出“相”对地的电压。

当负荷接通时，C1和C2有容性阻抗影响，使UC2小于电容分压值，在a、b回路加入补偿电抗L，使输出电压Uc2与负荷无关。但实际上由于电容器有损耗，电抗器也有电阻，即使串入L后，其内阻抗也不可能真正为零，因而当负荷变化时，还会有误差产生。通过减小分压器的输出电流可减少误差，将测量仪表经中间变压器（电磁式电压互感器）TV后与分压器连接。(www.xing528.com)

TV在付边单独设置一只线圈，在此线圈中接入阻尼电阻rd，用以抑制铁磁谐振过电压。

CK是补偿电容器，用来补偿电磁式电压互感器TV的磁化电流和付边负荷电流的无功分量，亦能减小测量装置的误差。

放电间隙F1是用以保护TV的原绕组和补偿电抗器L，防止因受二次侧短路所产生的过电压而造成的损坏。

图4-21　电容式电压互感器原理

图4-22　电容分压式电压互感器接线图

电容式电压互感器的误差是由空载误差、负载误差和负载电流等几部分组成，除受到U1、ZL和负载功率因数的影响外，还与电源频率有关，当系统频率变化超过Δf=±0.5Hz时，会产生附加误差。

这种电压互感器是在电容套管电压抽取装置的基础上研制而成的，其接线见图4-22，可供110kV级及以上中性点直接接地系统测量电压之用。与电磁式电压互感器相比，电容式电压互感器具有结构简单、质量小、体积小、占地少，成本低，且电压越高越显著的特点。电容分压式电压互感器除作为电压互感器用外，还可将其分压电容兼做高频载波通讯的耦合电容；并且它的冲击绝缘强度比电磁式电压互感器高；电容式电压互感器的主要缺点是，误差特性和暂态特性比电磁式电压互感器差，输出容量较小。