电容式电压互感器

CVT电容式电压互感器1. 介绍CVT电容式电压互感器（Capacitive Voltage Transformer）是一种常用的电气测量设备，用于将高压系统的电压转换为低压系统能够接受和处理的信号。

它是一种非接触式的电压传感器，通过使用电容原理来实现电压的测量和转换。

CVT电容式电压互感器广泛应用于发电厂、变电站、工业生产等领域，用于保护和控制系统中对电压测量要求较高的场合。

它具有线性度高、频率响应宽、相位误差小等优点，是现代化电力系统中不可或缺的重要组成部分。

2. 工作原理CVT电容式电压互感器利用了两个金属板之间的空气介质构成一个可变的平行板电容器。

当高压系统中的信号输入到平行板之间时，会在两个金属板之间形成一个等效的平行板电容。

根据平行板电容公式，可以得到输入信号与输出信号之间的比例关系。

在CVT中，输入端通常连接到高压侧，输出端连接到低压侧，通过变压器的原理将输入的高压信号转换为输出的低压信号。

通过调整平行板之间的距离和面积，可以实现不同范围、不同精度的电压测量和转换。

3. 结构和组成CVT电容式电压互感器通常由以下几个主要部分组成：3.1 电容单元电容单元是CVT的核心部分，由两个金属板构成。

金属板之间的间隙可以通过机械结构进行调整，以适应不同的电压测量范围和精度要求。

3.2 绝缘材料绝缘材料用于隔离高压系统和低压系统，以确保安全可靠的信号传输。

绝缘材料通常采用高绝缘性能、耐高温和耐腐蚀性能较好的材料。

3.3 屏蔽层CVT通常会添加屏蔽层，用于防止外界干扰对测量结果产生影响。

屏蔽层通常由金属网或金属箔构成，并与地线相连，以实现有效的屏蔽效果。

3.4 终端箱终端箱用于连接CVT的输入和输出端子，提供电气连接和保护功能。

终端箱通常采用防护等级较高的外壳材料，具有较好的密封性和耐腐蚀性能。

3.5 辅助电路CVT通常还包括一些辅助电路，用于滤波、放大和调节输出信号。

这些辅助电路可以根据具体的应用需求进行设计和调整。

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。

电容式电压互感器引言电容式电压互感器是一种常用于电力系统中的电气设备，用于测量高电压系统中的电压值。

它具有精确度高、稳定性好、响应速度快等特点，因此在电力系统的监测、保护和控制中起着重要作用。

本文将介绍电容式电压互感器的工作原理、结构组成以及其在电力系统中的应用。

工作原理电容式电压互感器是利用电容器在电压作用下的反应来测量电压值的。

其基本工作原理如下：1.电容式电压互感器的核心部分是一个绕组，它由一对互相绝缘的金属板组成。

这对金属板之间形成了一个电容。

当待测电压施加在金属板上时，会在板之间产生电场。

2.待测电压的电场会导致金属板上产生极化电荷，从而改变电容器的电容值。

这种变化可以通过测量电容器的电容值来得到待测电压的大小。

3.为了减小金属板之间的漏电流，电容式电压互感器通常会采用绝缘材料来隔离金属板，从而提高测量的精确度。

结构组成电容式电压互感器主要由以下组成部分构成：1.金属板：金属板是电容式电压互感器的关键部分。

它负责承受待测电压，并通过电场改变电容器的电容值。

2.绝缘材料：绝缘材料用于隔离金属板之间，以减小漏电流。

绝缘材料需要具有良好的绝缘性能和耐电压能力。

3.线圈：电容式电压互感器中的线圈用于接收电容器中的信号，并将其转化为可测量的电压信号。

4.外壳：外壳是电容式电压互感器的保护部分，它可以防止电容器受到外界环境的干扰，同时提供机械强度。

应用电容式电压互感器具有广泛的应用范围，主要包括以下方面：1.电力系统监测：电容式电压互感器可以用于电力系统中对电压进行精确测量，从而确保电力系统的稳定运行。

它可以用于测量各个节点的电压值，并及时反馈给监控系统。

2.电力系统保护：电容式电压互感器用于电力系统的保护，例如过压保护、欠压保护等。

当电压超出预设范围时，电容式电压互感器会发出警报信号，以便采取相应的措施。

3.电力系统控制：电容式电压互感器可以用于电力系统的控制，例如自动电压调节器（AVR）的控制。

电容式电压互感器 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】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。