potential transformer
简介
将一次侧交流电压按额定电压比转换成可供测量、保护或控制等仪器、仪表或继电保护装置使用的二次侧电压的变压设备。电压互感器的一次绕组，通常与需测量、保护或控制的电路并联，二次绕组则与测量、保护或控制装置的电压线圈连接，使一、二次侧高、低压电路互相隔离。正常使用时，电压互感器的变比约等于一、二次侧额定电压之比，即一、二次绕组的匝数比，电压的相位差接近于零。
类型 按结构原理的不同通常可分为电磁式电压互感器和电容式电压互感器两大类; 按用途不同可分为单相或三相电压互感器、双绕组或三绕组电压互感器、户内式或户外式电压互感器;按绝缘介质不同可分为树脂浇注式电压互感器、油浸式电压互感器和六氟化硫气体绝缘式电压互感器等。
电磁式电压互感器 常用的有油浸式电压互感器和树脂浇注式电压互感器， 此外还有与气体绝缘金属封闭开关设备组合用的六氟化硫气体绝缘式电压互感器。通常是在共用的铁芯上绕有一次绕组和1～3个二次绕组。一般测量和保护共同利用一个二次绕组，为提高测量精度，便分设两个二次绕组，也有的电压互感器再另设一个附加二次绕组，在其外部接成开口三角形，供接地保护用。
(1)油浸式单相电压互感器。一种具有钢制油箱和瓷套管结构的单相电磁式电压互感器。10kV级的通常为户内式，只有一个二次绕组，没有供接成开口三角形的附加绕组。这类电压互感器的额定电压为线电压，并具有二只相同的高压套管，可用以测量某一线电压，或按V—V接线接测量线电压的仪表或继电器。也可将三台油浸式单相电压互感器接成星形， 并将一次绕组中性点接地，用来测量相电压或线电压。35kV级的通常为户外式，可具有两个二次绕组，其一供测量和保护用，另一个为附加绕组，供接地保护用。这类互感器的额定电压为相电压， 并有一只高压套管和一只接地套管， 可供接成星形。
(2)油浸三相五柱式电压互感器。一种具有油箱和三相三绕组五个铁芯柱的电磁式电压互感器。这种电压互感器广泛应用于10kV及以下屋内配电装置。它有两个边柱铁芯，可作为零序磁通的通路，在系统发生单相接地故障时， 其铁芯发热程度要比三相三柱式电压互感器为轻。它有两个二次绕组，其一接成星形，供测量和保护用，另一个为附加绕组，供接地保护用。三个高压绕组的接线端和中性点均经套管引出。
(3)油浸串级式电压互感器。一种具有油箱和一次绕组均匀分布在有适当电磁耦合的一个或多个彼此绝缘的铁芯上， 二次绕组集中绕制在最下一个铁芯柱上的单相电磁式电压互感器。串级式电压互感器适用于中性点有效接地系统， 目前主要用于110 kV和220kV电力系统中。110 kV串级式电压互感器的一次绕组分为两段，分别绕在口字形铁芯的上下柱上，两段绕组之间与铁芯相接， 铁芯不接地。一次绕组的末端接地。220 kV串级式电压互感器是由两个110 kV串级式电压互感器单元叠加而成的。
(4)树脂浇注式电压互感器。一种以树脂浇注成型的电磁式电压互感器。一般为环氧树脂全密封浇注，不需要其他外壳。这种电压互感器的优点是体积小，重量轻， 耐潮湿， 耐污秽， 常用于户内10 kV及以下的配电装置， 其绕组的配置与油浸式的相同。
电容式电压互感器 由电容分压器和电磁单元(电磁式电压互感器)构成，一般为单相油浸式。电容分压器是由若干只电容器串联组成的， 接于高压导线与地之间，可通过载波通信电路接地或直接接地。从电容分压器适当位置引出的中压端子与电磁单元连接。电容分压器和电磁单元可分装成两个独立的部分， 常称分离式;也可将电容分压器叠装在电磁单元之上，常称单柱式。分离式的结构较松散，但便于检修;单柱式的结构紧凑，检修则不便。电容式电压互感器，除具有电磁式电压互感器作用外， 电容部分还可兼作耦合电容器，供高频载波通道使用。在110 kV及以上的屋外配电装置中广泛采用电容式电压互感器。此外，还有由电容分压器和电子放大器构成的电容式电压互感器，一般用作气体绝缘金属封闭开关设备的组成部分。
工作原理 电磁式电压互感器的工作原理与作降压用的电力变压器类似， 由于仅是借助电磁感应作用传递电压信息，因此在正常工作时其容量很小。电磁式电压互感器的测量误差，包括电压误差和相位差，不仅与励磁电流有关， 而且也与一次电压的变动状况和负荷大小有关。电压误差是由于实际电压比与额定电压比不同产生的，其值为：△u(%)=[Kn(U2—U1)/U1]×100(%)，式中Kn为额定电压变比，U1和U2为一次和二次电压实测值。相位差δ是实际的一次电压相量与转过180°的二次电压相量间的夹角。
电容式电压互感器的电容分压器的中压端子与电磁单元一次绕组相连， 使其二次绕组的输出电压与施加到电容分压器上的一次电压成正比， 相位差接近于零。电容式电压互感器的误差取决于内部阻抗的电压降，并随电源频率和环境温度的变动而变化。
参数及特性 电压互感器的参数及特性主要有：额定值、准确级、暂态特性、铁磁谐振及其阻尼等。
额定值 额定一次电压和额定二次电压值是电压互感器的基准值。额定一次电压为标准中规定的系统或设备的额定电压，额定二次电压有100 V、(100/
)V、(100/3) V等。电压互感器的容量通常为15～1000 VA。
准确级 在规定的使用条件下，其电压误差和相位差不超过规定等级的限值。测量用电压互感器的准确级有0.1、0.2、0.5、1、3级等，保护用电压互感器的准确级有3P、6P级等。
暂态特性 超高压电力系统中装设有高速动作的继电保护装置，当系统发生短路故障时，要求二次电压立即衰减。但因电容式电压互感器具有电容和电感等储能元件，在其一次侧发生对地短路时，回路中可能产生低频衰减振荡。通常规定在一次接线端子与接地之间的电源短路后，要求二次输出电压在额定频率的一个周期内衰减到短路前电压峰值的10%。
铁磁谐振及其阻尼 因电容式电压互感器装有电容分压器、带铁芯的补偿电抗器和电磁式电压互感器，具有产生铁磁谐振的条件，因此标准规定：在负荷为零二次侧短路后又突然消失时，在额定频率的10个周期内，二次电压峰值应恢复到与短路前正常值相差不大于10%的电压值，铁磁谐振的持续时间不超2s。为此，通常在电压互感器的附加绕组的出线端子间装设阻尼器。阻尼器的型式有固定接入电阻型、谐振型、饱和电抗型和电子型等。
运行使用要求 主要有：①电压互感器有供中性点有效接地系统使用和供中性点非有效接地系统使用之分，两者在铁芯设计上有很大差异，要针对系统条件选用。②在中性点非有效接地系统中，当中性点接地的电磁式电压互感器接于空母线时，母线对地电容与电压互感器的非线性电感有可能发生并联谐振过电压。通常是在电压互感器的附加绕组回路接入阻尼电阻予以防止，亦可用调整母线对地电容与电压互感器非线性电感的配合条件的办法来消除。③在中性点有效接地系统中，当使用带断口均压电容器的断路器开断空载线路时，断路器的断口均压电容、母线对地电容和电磁式电压互感器的非线性电感有可能发生串联谐振。通常要通过改变系统操作方式、适当选择电压互感器的励磁特性、在中性点接地的电压互感器二次绕组或附加绕组内加阻尼电阻等办法予以抑制。④二次绕组和附加绕组的一端要接地，防止二次侧出现高电位危及设备和人身安全。
现状与发展 目前在超高压电力系统中多采用电容式电压互感器。电磁式电压互感器主要用于220 kV及以下的电力系统中。六氟化硫气体绝缘式电压互感器和将电压互感器与电流互感器装在同一外壳内的组合式互感器，正在得到发展。电子式电压互感器和光电式电压互感器，是正在研制的新型电压互感器，其主要特点是尺寸小、重量轻、性能稳定和运行可靠。
参见彩图插页第18页58、59图。
拓展资料
电压电流互感器 光电互感器 高压互感器 电子式互感器 互感电压 高压电压互感器 电子式电流互感器 标准电压互感器 接地电压互感器 高电压互感器