电容式电压互感器

电容式电压互感器电气符号电容式电压互感器是一种电力系统中常用的变压器，用于测量高压电网中的电压。

它的电气符号用于电路图中，以表示其存在和连接方式。

本文将介绍电容式电压互感器的电气符号及其含义。

1. 电容式电压互感器的基本原理电容式电压互感器是通过测量电容器的电压来检测高压电网中的电压的。

它由一个电容器和一个电感器组成。

当高压电网上的电压施加在电容器上时，电容器的电压随之变化。

通过测量电容器上的电压，可以获得高压电网中的电压值。

2. 电容式电压互感器的电气符号在电路图中，电容式电压互感器的电气符号通常以一个圆形和一条直线表示。

这个圆形代表电容器，而直线代表电感器。

两者通过一条直线连接起来，表示它们是相互连接的。

电容式电压互感器的电气符号可以简化为以下形式：[插入电容式电压互感器电气符号图片]3. 电气符号的含义电容式电压互感器的电气符号中，圆形代表电容器，表明它是电路中的一个元件。

电容器的作用是储存电荷，并且随电压的变化而变化。

直线代表电感器，表示电容式电压互感器利用电感原理进行电压测量。

同时，直线也表示电容与电感器之间的连接关系。

4. 电气符号的使用示例在电路图中，电容式电压互感器的电气符号通常用于表示该元件的位置和连接方式。

下面是一个电气符号的使用示例：[插入电气符号使用示例图片]图中显示了一个电容式电压互感器连接在高压电网中，并通过测量电容器的电压来测量电网的电压。

电容式电压互感器的电气符号清晰地表示出其存在和连接方式，方便了电路图的分析和设计。

结论电容式电压互感器的电气符号是电路图中的重要元素，用于表示电容式电压互感器的存在和连接方式。

这种电气符号能够准确地表达出电容式电压互感器的工作原理和作用，为电路图的设计者和读者提供方便。

通过了解电容式电压互感器的电气符号及其含义，我们能够更好地理解和设计电力系统中的电路图。

电磁感应式电压互感器与电容分压式电压互感器对比电磁感应式电压互感器其工作原理与变压器相同，基本结构也是铁心和原、副绕组。

特点是容量很小且比较恒定，正常运行时接近于空载状态。

电压互感器本身的阻抗很小，一旦副边发生短路，电流将急剧增长而烧毁线圈。

为此，电压互感器的原边接有熔断器，副边可靠接地，以免原、副边绝缘损毁时，副边出现对地高电位而造成人身和设备事故。

测量用电压互感器一般都做成单相双线圈结构，其原边电压为被测电压（如电力系统的线电压），可以单相使用，也可以用两台接成V-V形作三相使用。

实验室用的电压互感器往往是原边多抽头的，以适应测量不同电压的需要。

供保护接地用电压互感器还带有一个第三线圈，称三线圈电压互感器。

三相的第三线圈接成开口三角形，开口三角形的两引出端与接地保护继电器的电压线圈联接。

正常运行时，电力系统的三相电压对称，第三线圈上的三相感应电动势之和为零。

一旦发生单相接地时，中性点出现位移，开口三角的端子间就会出现零序电压使继电器动作，从而对电力系统起保护作用。

线圈出现零序电压则相应的铁心中就会出现零序磁通。

为此，这种三相电压互感器采用旁轭式铁心（10kV及以下时）或采用三台单相电压互感器。

对于这种互感器，第三线圈的准确度要求不高，但要求有一定的过励磁特性（即当原边电压增加时，铁心中的磁通密度也增加相应倍数而不会损坏）。

电磁感应式电压互感器的等值电路与变压器的等值电路相同。

电容分压式电压互感器在电容分压器的基础上制成。

其原理接线见图2。

电容C1和C2串联，U1为原边电压，为C2上的电压。

空载时，电容C2上的电压为由于C1和C2均为常数，因此正比于原边电压。

但实际上，当负载并联于电容C2两端时，将大大减小，以致误差增大而无法作电压互感器使用。

为了克服这个缺点，在电容C2两端并联一带电抗的电磁式电压互感器YH，组成电容分压式电压互感器(图3)。

电抗可补偿电容器的内阻抗。

YH有两个副绕组，第一副绕组可接补偿电容Ck供测量仪表使用；第二副绕组可接阻尼电阻Rd，用以防止谐振引起的过电压。

第四章电容式电压互感器Capacitor Voltage Transformer第一节电容式电压互感器的应用在110kV及以上的电力系统中要采用电容式电压互感器，特别是在超高压系统中都采用电容式电压互感器，其理由如下：1 可以抑制铁磁谐振60kV及以下的电磁式电压互感器和架空线对地的分布电容可能发生并联铁磁谐振；110kV及以上的电磁式电压互感器和少油断路器断口电容（均压用）可能发生串联铁磁谐振。

电容式电压互感器本身即是一个谐振回路，XL ≈XC。

如果CVT采取阻尼措施后确认不会发生铁磁谐振，那么与系统并联运行后只是增加了振荡回路的电容，破坏了铁磁谐振发生的条件XL =XC，回路不会发生铁磁谐振。

关于铁磁谐振的理论分析，另有资料介绍。

2 载波需要高压电力系统经常通过高压输电线进行通讯。

是用耦合电容器和阻波器将高电压变成低电压，调谐成需要的各种波段，称作载波通讯。

变电站如选用电磁式电压互感器，为了载波需要，还要选用一个耦合电容器。

如选用电容式电压互感器，既可当电压互感器，又可当耦合电容器用。

显然造价低了，占地面积小了。

3 电容式电压互感器冲击电压分布均匀，绝缘强度高。

尤其是超高压电力系统用的电压互感器，电磁式绝缘结构冲击分布很不均匀，制造十分困难。

第二节电容式电压互感器的工作原理1 利用串联电容进行分压，即大的容抗上承受高电压，小的容抗上获得较低的电压。

将较低的电压施加在一个电磁装置上，通过电磁装置感应出标准规定的电压互感器的二次电压，如100/√3V，100/3V，100V。

电容式电压互感器由电容分压器和电磁单元两部分组成。

如有载波要求，电容分压器低压端还应接有载波附件。

电容式电压互感器的原理接线电路见图124。

2 电容分压器2.1 它既作电容式电压互感器的分压器用，又作载波时的耦合电容器用。

2.2 电容分压器的组成电容器元件：由绝缘介质和被它隔开的电极构成的部件。

电容器单元：有一个或多个电容器元件组装在同一外壳中并有引出端子的组装体。

1 电容式电压互感器（CVT）电压互感器[1]（PT/VT）是用来变换线路电压的设备，主要功能是测量线路的电压、功率和电能。

电压互感器是电力系统中不可缺少的一种设备，在各电压等级都发挥着重要作用，其主要用于电压测量、电能计量、继电保护和自动控制等方面。

电压互感器根据结构型式主要分为电磁式、电容式和电子式三种。

目前新型的电子式互感器发展迅猛，其具有很多优异性能，但是由于其稳定性和可靠性较差，无法成为法定计量设备，所以电力系统中使用最广泛的电压互感器仍为电磁式电压互感器（PT）和电容式电压互感器（CVT）[2]。

文献[3]中统计了截至2015年广州电网各类电压互感器的使用情况，电磁式、电容式、电子式使用量占比依次是18.58%、81.30%、0.12%，可见电容式电压互感器的使用数量占据绝对优势。

PT本质上是一台容量不大的变压器，其在低压等级的测量准确度较高，但随着电压等级的升高，其绝缘可靠性变低，成本也更为昂贵。

CVT是由电容分压器和电磁单元组成，先通过串联电容进行分压后接入电磁单元，电磁单元与PT相似，所以CVT具有PT的全部功能外还有以下特点：电容分压器的分压大大提高了CVT的绝缘性能，使得它在电磁单元绝缘水平较低时也可以对高电压进行转换；内部电容器可以通过耦合作用在长距离通讯、远方测量、线路高频保护等方面发挥载波作用；制作工艺不复杂、易于维护、经济性显著[4]。

所以CVT广泛应用于110kV及以上电压等级的电网中。

从结构上看，CVT比PT多出一套电容分压装置，且其多用于电压等级较高的电网中，所以其故障率也会有所升高。

我们最大CVT被广泛应用于超高压、特高压电网中，所以会经常出现在高海拔、大温差、易覆冰、易污秽等复杂地理环境中，环境因素会很大程度地影响其测量准确度，它的故障发生率也会有所上升[2]。

所以我们主要针对电网中使用最为广泛的电容式电压互感器进行了研究。

1.1 CVT的基本原理图1-1 电容式电压互感器基本原理图电容式电压互感器主要由电容单元和电磁单元两部分组成，其并联在线路上，先通过电容分压得到10~20kV的电压，然后再经过电磁单元变换成所需的检测电压[5]。

电容式电压互感器(CVT)CVT的中文全名为电容式电压互感器，在国外已有四十多年的发展历史，在72.5～800 kV电力系统中已被普遍应用。

国产CVT于1964年在西安电力电容器厂诞生，到如今也积累了三十五年的制造和运行经验，逐渐进入成熟期。

尤其是近几年，国产CVT在准确度及输出容量的提高以及成功地采用速饱和电抗型阻尼器使铁磁谐振阻尼特性和瞬变响应特性明显改善等方面有了突破性进展。

电容式电压互感器CVT的定义编辑本段回目录CVT(电容式电压互感器)是一种由电容分压器和电磁单元组成的电压互感器。

其设计及内部接线使电磁单元的二次电压实质上与施加到电容分压器上的一次电压成正比，并且在连接方法正确时其相位差接近于零。

CVT的构成及原理编辑本段回目录CVT（电容式电压互感器）主要由电容分压器和中压变压器组成。

电容分压器由瓷套和装在其中的若干串联电容器组成，瓷套内充满保持0.1MPa正压的绝缘油，并用钢制波纹管平衡不同环境以保持油压，电容分压可用作耦合电容器连接载波装置。

中压变压器由装在密封油箱内的变压器、阻尼装置和补偿电抗器组成，油箱顶部空间充氮。

一次绕组分为主绕组和微调绕组，一次侧和一次绕组间串联一个低损耗电抗器。

由于电容式电压互感器的非线性阻抗和固有的电容有时会在电容式电压互感器内引起铁磁谐振，因而用阻尼装置抑制谐振，阻尼装置由电阻和电抗器组成，跨接在二次绕组上，正常情况下阻尼装置有很高的阻抗，当铁磁谐振引起过电压，在中压变压器受到影响前，电抗器已经饱和了只剩电阻负载，使振荡能量很快被降低。

CVT的准确度及额定输出容量编辑本段回目录国外的CVT最高准确度为0.2级，额定输出容量正在逐步降低。

以厂商ABB为例，目前其标准产品在0.2级下的输出从250VA已降低到120VA，其它国外公司各种电压等级CVT额定输出也不超过250VA，这主要是由于现代继电保护装置和测量系统所需负荷大幅减小。

国内情况则相反。

根据需求，国产CVT在0.2级条件下的额定输出容量在不断提高。

电容式电压互感器1、概述电容式电压互感器（简称CVT）,1970年研制出国产第一台330KVCVT,1980年和1985年研制出第一代和第二代500KVCVT,1990年和1995年研制出第三代和第四代500KVCVT,30多年来积累了丰富的科研、开发设计和生产经验，在国内开发出一代又一代的CVT新产品，带动了国产CVT的发展。

CVT最主要的特点是：——耐电强度高，绝缘裕度大，运行可靠。

——能可靠的阻尼铁磁谐振。

成功采用新型组尼期，严格进行质量控制，确保出厂的每一台CVT均能在从低到高的任何电压下有效阻尼各种频率的铁磁谐振。

——优良的顺变响应特性。

当一次短路后其二次剩余电压能在20MS内降到5%以下，特别适应于快速继电保护。

——具有电网谐波监测的专利技术。

2、应用电容式电压感器可在高压和超高压电力系统中用于电压和功率测量、电能计量、继电保护、自动控制等方面，并可兼作耦合电容器用于电力线载波通信系统。

如有需求，可提供用于谐波电压测量的内部附件及外部接线端子。

（1）安装运行场所：户外或户内。

（2）海拔：330kv及以下产品不超过2000m。

500kv产品不超过1000m，根据订货要求，可提供直至4000m的高原型产品。

（3）环境温度：-40/+40度，-25/+45度。

由用户在订货时选定（也可选择其他温度类别）。

（4）风速：不超过42m/s。

（5）污秽等级：Ⅰ级污秽（外绝缘爬电比距≥17mm/kv)；Ⅲ级污秽（外绝缘爬电比距≥25mm/kv)；Ⅳ级污秽（外绝缘爬电比距≥31mm/kv）。

污秽等级由用户在订货时选择。

（6）复冰厚度：不超过10mm。

（7）地震烈度：不超过8度。

根据用户要求，也可提供更高抗震能力的产品。

（8）系统额定频率：50Hz或60Hz有用户在订货是确定。

（9）系统接地条件：中性点有效接地或中性点非有效接地；由用户在订货时确定。

3、型号说明CTV的型号组成如下：TYD☆◇—□△其中：TYD—电容式电压互感器，☆—角注，设计序号，◇—CVT的额定电压（及系统的额定相电压），单位为KV，□—额定电容量，单位为uF，△—尾注，特征代号其中：F—产品用于中性点非有效接地系统，无此字母时用于有效接地系统；G—高原型产品；H—耐污秽等级Ⅲ级以上；TH—湿热带地区L—内充SF6的产品；运行在张家口沙岭子变电站中的500千伏电容式电压互感器。