专题十四 电压互感器（教案）-河北省对口升学《电机与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测

专题十四 电压互感器（教案）-河北省对口升学《电机与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测 一、考纲解读 1.需熟记电压互感器的定义、基本结构及工作原理，掌握额定二次电压（通常为100V）等关键参数，这是理解后续内容的基础，属于必记知识点。 2.能准确分析常见电压互感器型号的构成，明确各符号对应的含义，具备根据型号判断设备基本属性的能力，体现对产品规格的认知。 3.理解并掌握电压互感器使用中的核心安全规则，能结合实际场景判断操作合理性，强调理论与实操安全的结合，符合职业岗位的实操需求。 4.能根据具体设备或场景，判断其中电压互感器的结构及工作原理，并简要分析选择的原因。 二、知识点梳理 一、电压互感器 1.电压互感器的结构及工作原理 电压互感器的结构及工作原理与小型双绕组降压变压器相同。图 3-4所示为两种电压互感器的外形结构。 电压互感器实质是一个降压变压器,其工作原理和结构与其他变压器没有区别,也是由铁心和一次,二次绕组两个主要部分组成。它的主要特点在于:一次绕组匝数较多,并联在被测电路中,二次绕组匝数较少,接在高阻抗的测量仪表上,有很准确的变压比。根据测量的目的不同,次绕组接被测量的高电压端,二次绕组接电压表,功率表或电能表的电压线圈,所接仪表的阻抗都很大,因此,电压互感器的二次绕组电流很小,近似于零。 所以电压互感器正常运行时接近于空载运行,电压互感器的接线原理图如图 3-5 所示。 根据变压器原理,它的一次绕组与二次绕组的电压之比同它们的匝数成正比,即 式中 ——电压互感器的变压比,也称电压互感器的变换倍率。 上式表明,可将被测的高电压变为低电压,然后用电压表来测量这个低电压,电压表上的读数乘以倍率K 就是被测量的高电压 U。 2.电压互感器的型号及规格 为了减小误差,要尽量减小空载电流和一次、二次绕组的漏抗,以得到准确的电压比,电压互感器的铁心大都用性能良好的硅钢片制成,并尽量减小磁路中的气隙,铁心磁感应强度一般设计为0.6~0.8T(特),使铁心处于不饱和状态。在绕组绕制上,也应设法尽量减小两个绕组的漏磁通。 电压互感器的准确度等级可分为:0.2级、0.5级、1.0级和3.0级。 电压互感器二次绕组的额定电压规定为100V,这样规定的优点在于与电压互感器二次绕组相连接的各种仪表和继电器,都可以统一制造,以实现标准化。在测量不同等级的高电压时,只要换上不同等级的电压互感器就行了。常用的电压互感器变比有等。 电压互感器有干式、油浸式、浇注绝缘式等类型,图3-6所示为油浸式电压互感器。 电压互感器型号由符号和数字两部分组成。电压互感器铭牌中符号的含义见表3-2。 数字部分表示高压侧额定电压,单位为 kV(千伏),如 JDJJ1-35 即表示 35 kV,单相油浸式具有保护接地的电压互感器,其中“1”表示第一次改型设计。电压互感器铭牌如图 3-7 所示。 3.电压互感器使用规则 在使用电压互感器时,应注意以下三点: (1)电压互感器在运行时,二次绕组绝不可短路。因为二次绕组匝数少,阻抗小,如果发生短路,短路电流将很大,足以烧坏电压互感器。使用时,低压侧电路要串联熔断器作短路保护。 (2)电压互感器的铁心和二次绕组的一端必须可靠接地。最好在同一点接地。以防止高压绕组绝缘被破坏时,铁心和二次绕组带上高压电而造成事故。 (3)电压互感器的准确度等级与其使用的额定容量有关,如 JDG-0.5 型电压互感器,其最大容量为 200 V·A,输出不超过 25 V·A 时,准确度等级为 0.5级;输出 40 V·A 以下时为 1.0级:输出 100 V·A 以下时为3.0级。这是因为输出电流越大,电压比误差越大的缘故。为了保证所接仪表的测量准确度等级,电压互感器的准确度等级比所接仪表的准确度等级要高两级。 三、真题练讲 1.（2021年河北省统一考试）某高压电路电压为10kV，应选择额定一次电压为（ ）的电压互感器 A. 1kV B. 10kV C. 110kV D. 220kV 答案：B 解析：电压互感器额定一次电压需与被测电路电压等级匹配，才能准确测量。 2.（2023年山东省统一考试）电压互感器原、副绕组电压比与匝数比的关系是（ ） A. 电压比等于匝数比 B. 电压比大于匝数比 C. 电压比小于匝数比 D. 无固定关系 答案：A 解析：理想状态下，电压互感器原、副绕组电压比等于其匝数比（）。 3.（2024年河北省统一考试）一台电压互感器原绕组匝数为1000匝，副绕组匝数为10匝，其电压比为（ ） A. 10:1 B. 100:1 C. 1:10 D. 1:100 答案：B 解析：电压比=原绕组匝数/副绕组匝数=1000/10=100:1，即原边100V对应副边1V。 4.（2021年河北省统一考试）若上述互感器原边接入10kV高压，副边输出电压为（ ） A. 10V B. 100V C. 1000V D. 10kV 答案：B 解析：副边电压=原边电压/电压比=10000V/100=100V，符合额定二次电压标准。 5.（2025年江苏省统一考试）电压互感器工作时，其励磁电流（ ） A. 很大 B. 很小 C. 等于负载电流 D. 等于原绕组电流 答案：B 解析：电压互感器接近空载运行，副绕组电流小，因此励磁电流（建立磁通的电流）也很小。 四、限时练讲 1.下列哪种情况会导致电压互感器测量误差增大（ ） A. 负载容量小于额定容量 B. 负载容量等于额定容量 C. 负载容量大于额定容量 D. 与负载容量无关 答案：C 解析：负载过大时，副绕组电流增大，励磁电流变化，破坏匝数比与电压比的理想关系，误差增大。 2.三相电压互感器采用Y/Y0接线时，可测量（ ） A. 线电压和相电压 B. 仅线电压 C. 仅相电压 D. 零序电压 答案：A 解析：Y/Y0接线中，原、副绕组均为星形连接，副绕组既能输出线电压，也能输出相电压。 3.三相电压互感器采用V/V接线时，适用于（ ） A. 三相三线制电路 B. 三相四线制电路 C. 单相电路 D. 直流电路 答案：A 解析：V/V接线用两台单相电压互感器模拟三相，只能测量线电压，适合三相三线制电路。 4.电压互感器的绝缘电阻测量主要是检查（ ）的绝缘性能 A. 铁心与绕组间 B. 原、副绕组间 C. 绕组与外壳间 D. 以上都是 答案：D 解析：绝缘电阻测量需检测铁心与绕组、原副绕组间、绕组与外壳的绝缘，确保无漏电风险。 5.运行中的电压互感器发热严重，可能的原因是（ ） A. 负载过小 B. 副绕组开路 C. 副绕组短路 D. 电压过低 答案：C 解析：副绕组短路时电流骤增，绕组损耗急剧增大，导致设备严重发热。 6.电压互感器副绕组开路时，会出现（ ） A. 副绕组电压为零 B. 副绕组电压升高 C. 原绕组电流增大 D. 无明显异常 答案：D 解析：电压互感器副绕组开路时，副边电流为零，原边电流仅为励磁电流，设备运行无明显异常（区别于电流互感器严禁开路）。 7.下列不属于电压互感器常见故障的是（ ） A. 绕组短路 B. 绝缘老化 C. 铁心饱和 D. 换向器磨损 答案：D 解析：电压互感器无换向器，不存在换向器磨损故障；铁心饱和可能由过电压引起。 8.选择电压互感器时，首要考虑的参数是（ ） A. 准确度等级 B. 额定一次电压 C. 容量 D. 绝缘方式 答案：B 解析：额定一次电压必须与被测电路电压匹配，否则无法正常工作，是首要选择参数。 9.解释电压互感器型号“JDZ-10”中各符号的含义。 答案：“J”表示电压互感器；“D”表示单相；“Z”表示浇注式绝缘；“10”表示额定一次电压为10kV。 10. 为什么电压互感器副绕组必须可靠接地？ 答案：主要是为了人身和设备安全。若电压互感器原、副绕组之间的绝缘损坏或击穿，高压会直接窜入低压侧；副绕组可靠接地后，窜入的高压会通过接地线导入大地，避免低压侧的测量仪表、操作人员接触高压而发生触电事故，同时保护设备不受高压损坏。 五、学法建议 重点复习知识点： 1.结构与原理：电压互感器由铁心、原绕组、副绕组和绝缘部件组成，基于电磁感应原理工作。原绕组并联于被测高压电路，匝数多；副绕组接测量仪表，匝数少，将高压按比例降至100V安全电压，供仪表测量或继电保护使用。 2.型号与规格：型号由字母和数字组成，字母表示产品类型、结构形式、绝缘方式等，数字表示额定一次电压等级。规格需关注额定电压比、准确度等级等参数，匹配不同用电场景需求。 3.使用安全规则：核心规则包括副绕组必须可靠接地、严禁副绕组短路（避免烧毁绕组）、负载容量不得超过额定值，操作时需严格遵守以确保设备和人员安全。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $