电容式电压互感器的工作原理

    电容式电压互感器最基本的部分是电容分压器，另外还包括中间变压器、补偿电抗器、阻尼器等电磁部分。其原理接线如图3-10所示。

    图3-10    电容式电压互感器原理接线图

    电容分压器由主电容C1和分压电容C2串联组成，不考虑电磁部分，则按电容反比分压，C2上的电压为

   (3-9)

式中：K为分压比。

    当C2两端接入二次负荷时，由于C1、C2的存在而形成较大的容性内阻抗，使UC2小于电容分压值，负荷电流越大，误差越大。为了减小容性内阻抗，可串联一个补偿电抗器L，尽量使UC2与负荷无关。实际上由于电容器有损耗，电抗器也有电阻，使内阻抗不可能为零，因此当负荷变化时，总会有误差产生。为进一步减少负荷电流的影响，将测量仪表经中间变压器TV升压后与分压器相连。

    当互感器二次侧发生短路时，由于电路中的电阻和经电抗器L补偿后的总电抗均很小，短路电流可能会达到额定电流的几十倍，将在L和C2上产生很高的共振过电压，为了防止过电压引起绝缘击穿，在电容器C2两端并联放电间隙F1。

    电容式电压互感器中含有电容和非线性电感（如TV的激磁电感等），当互感器一侧突然合闸或受到二次侧突然短路又消除等冲击时，暂态过程中的过电压可能使非线性电感饱和，从而激发产生铁磁谐振过电压，如1/3次谐波谐振。由于电阻很小，谐振会长时间持续下去，对电压互感器、仪表和继电器等造成损害，并可能导致保护装置误动作。因此常在电容式电压互感器二次侧装设阻尼电阻rd或阻尼器来尽快消耗谐振能量，抑制铁磁谐振。对一般的电容式电压互感器，可采用谐振型阻尼器，它是电容和电感先并联然后再加入阻尼电阻。在超高压电网中，电容式电压互感器常采用速饱和型阻尼器，它由速饱和电抗和阻尼电阻串联组成。