电位变压器的构造/连接/类型/比率和相位角误差

　　电位互感器可以定义为用于将电压从较高值转换为较低值的互感器。该变压器将电压降压到一个安全的极限值，可以通过普通的低压仪器（如电压表，瓦特表和电表等）轻松测量。

　　电位变压器的构造

　　电位变压器采用高质量磁芯制成，工作在低磁通密度下，因此磁化电流很小。变压器的端子应设计为电压比随负载的变化最小，输入和输出电压之间的相移也最小。

　　初级绕组的匝数很多，次级绕组的匝数要少得多。为了降低漏电抗，电位变压器中使用同轴绕组。通过将初级绕组划分为减少层间绝缘的部分，也可以降低绝缘成本。

　　电位变压器的连接

　　电位变压器与电路并联。电位变压器的初级绕组直接连接到要测量电压的电源电路。电位变压器的次级端子连接到测量仪器，如电压表、瓦特表等。电位变压器的次级绕组通过初级绕组的磁路进行磁耦合。

　　变压器的初级端子额定电压为400V至几千伏，次级端子的额定电压始终为400V。初级电压与次级电压的比值称为变频比或匝数比。

　　电位变压器的类型

　　电位互感器主要分为两种类型，即常规绕组型（电磁型）和电容电压电位互感器。

　　由于绝缘的要求，传统的绕线式变压器非常昂贵。电容电位互感器是电容分压器和磁电位互感器的组合，比值相对较小。

　　电容电位互感器的电路图如下图所示。高压电容器的堆栈由分电位器组成，两段电容器变为C1和 C2，而 Z 是负担。

　　施加到中间变压器初级的电压通常为10kV量级。分压器和中间变压器都具有适合经济施工的比率和绝缘要求。

　　中间变压器的比率误差必须非常小，相位角使整个单元具有令人满意的性能。次级端电压由如下所示的公式给出。

　　电位变压器的比率和相位角误差

　　在理想的电位变压器中，初级和次级电压与初级电压完全成比例，并且正好处于对相状态。但由于初级和次级压降，这实际上无法实现。因此，初级和次级电压都引入系统中。

　　电压比误差 – 电压比误差以测量电压表示，由如下所示的公式给出。

　　其中 Kn是标称比，即额定初级电压和额定次级电压的比率。

　　相位角误差 – 相位角误差是次级端电压之间的误差，与初级端电压正好相反。

　　连接到电位变压器次级的继电器中仪表数量的增加将增加电位变压器中的误差。

　　电位变压器的负担

　　负担是额定次级电压下次级上的总外部伏安负载。PT的额定负载是VA负载，如果变压器要以其额定精度运行，则不得超过VA负载。额定负载在铭牌上标明。

　　极限或最大负荷是最大VA负载，在该负载下，电位变压器将连续运行，而不会使其绕组过热超过允许的极限。该负担比额定负担大几倍。

　　电位变压器的相量图

　　电位变压器的相量图如下图所示。

　　在哪里，我s– 次级电流

　　Es– 次级感应电动势

　　Vs– 次级端电压

　　Rs– 次级绕组电阻

　　Xs– 次级绕组电抗

　　Ip– 初级电流

　　Ep– 主要感应电动势

　　Vp– 初级端子电压

　　Rp– 初级绕组电阻

　　Xp– 初级绕组电抗

　　Kt– 匝数比

　　Io– 励磁电流

　　Im– I 的磁化成分o

　　我w– I 的核心损耗成分o

　　Φm– 主磁通量

　　β-相位角误差

　　以主通量为参考。在互感器中，初级电流是励磁电流I的矢量和o电流等于反转次级电流Is乘以 1/k
的比率t.五世p是施加到电位变压器主端子的电压。

　　初级绕组的电阻和初级电流引起的电抗引起的电压降由IpXp和我pRp.当压降从电位变压器的初级电压中减去时，主要感应电动势将出现在端子上。

　　变压器的初级电动势将通过互感转换为次级绕组，并转换为次级感应电动势Es.该电动势将下降次级绕组电阻和电抗，产生的电压将出现在次级端电压上，用V表示s.

　　电位变压器的应用

　　它用于计量目的。

　　用于保护喂料器。

　　用于保护发电机的阻抗。

　　用于同步发电机和馈线。

　　电位变压器用于继电保护方案，因为在高电压的情况下，保护装置的电位线圈不直接连接到系统。因此，有必要降低电压，并将保护设备与初级电路绝缘。