特高压电压互感器的应用与优势

电压互感器的类型有柱式电容式电压互感器、罐式电压互感器（包括罐式电容式电压互感器、罐式电磁式电压互感器）以及电子式电压互感器。

1）柱式电容式电压互感器

特高压柱式电容电压互感器（CVT）与其余电压等级柱式CVT原理相同，其原理图如图11-10所示，利用许多电容器串联而成的电容分压器对一次电压分压，然后通过中压变压器、补偿电抗器、阻尼器组成的电磁单元获得二次电压，用于测量或继电保护。承受主绝缘的部分是耦合电容分压器，其电压分布比较均匀，从工程安全可靠上考虑，敞开式变电站选择柱式CVT比较适宜。

图11-10　柱式电容电压互感器（CVT）原理图

其中，C1、C2—电容分压器，Lk—补偿电抗器，T—中压变压器，ZL—二次负荷，ZX—阻尼器。

电压等级的升高，对特高压CVT的绝缘水平提出了更高的要求，国家电网公司规定的1000kV柱式CVT的绝缘水平如表11-3所示。

表11-3　国家电网公司规定的1000kV柱式CVT绝缘水平

西安西电电力电容器有限责任公司（简称西容公司）研制的1000kV CVT应用于中国1000kV“晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程”南阳开关站，其主要参数如表11-4所示[6]。

表11-4　西容公司研制的1000kV CVT主要参数与性能(www.xing528.com)

2）罐式电压互感器

罐式电压互感器分为罐式电容式电压互感器和罐式电磁式电压互感器。

1000kV罐式电容式电压互感器原理与柱式电容式电压互感器原理相同，都是利用电容的分压作用，而两者的主要区别在于主绝缘材料，罐式CVT的分压电容处于充有绝缘性能可恢复的SF6气体的同轴圆柱罐体中，而柱式CVT的电容分压器由多个电容元件串联而成，其绝缘介质为绝缘性能不可恢复的有机绝缘材料。图11-11为独立舱式结构罐式CVT示意图。

图11-11　独立舱式结构罐式CVT示意图

其中，1为密封罐体，2为高压电极，3为中压电极，4为电磁单元，5为出线套管，6为小阻值感抗，7绝缘支撑件

而罐式电磁式电压互感器与普通电磁式电压互感器的原理一样，都是利用电磁原理进行电压转换，区别在于罐式电磁式电压互感器采用SF6气体作为主绝缘介质，主要用于GIS站。

另外，罐式电磁式电压互感器和罐式电容式电压互感器相比，前者在电压等级较高的情况下误差性能更优，因为罐式电容式电压互感器内部储能元件多，影响误差的因素比电磁式要多。而罐式电容式电压互感器则在绝缘性能方面更加优越，因为罐式电容式电压互感器可以降低雷电波头陡度，提高了耐雷冲击性能，同时电磁式电压互感器是线圈设备，易与断路器断口电容发生串联铁磁谐振。

3）电子式电压互感器

1000kV电子式电压互感器处于研制阶段，目前的研究情况是其传感器部分仍采用分压器原理，可以选择电阻式分压器、电感式分压器、电容式分压器或阻容式分压器。虽然目前电子式电压互感器的可靠性还不如传统电压互感器，但电子式电压互感器具有体积小、暂态性能好、方便配合继电保护及控制的实施，因此，电子式电压互感器是未来数字化变电站技术的发展方向。