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CVT电压式互感器的结构及工作原理、内

在逻辑

CVT结构的结构及工作原理、内在逻辑

电容式电压互感器（下文简称“CVT”）作为电力系统的电

压测量工具已有数十年的历史。相比于电磁式电压互感器，

CVT凭借其“抑制谐振”、“一专多能”等优越的技术及经济指标，

逐渐成为了电压测量单元的主流设备。

正如XXX在其《法哲原理》一书中写道，“凡是合乎理

性的东西都是现实的；凡是现实的东西都是合乎理性

的。”CVT的出现及其内部组成结构是电机学、电路原理等诸

多学科内在逻辑的具象化。

本文将结合CVT三维模型，对设备进行拆解分析，从具

体与抽象两个维度，讨论CVT的设计逻辑，透过表象认清其

实质。

一、CVT的内部结构与设计逻辑

结合CVT外观与等效电路图，对设备整体结构进行划分，

CVT可分为电容分压器与电磁单元两大部分。

电容分压器：

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其中，电容分压器由多个串联电容组成，并封装于绝缘套

管中，内部充满绝缘油。

依据一定的比例在电容分压器内部设立抽头，将其分为高

压电容区C1与中压电容区C2。并通过高压电容区（容抗较

大）承受来自一次系统的高压，而在中压电容区（容抗较小）

获得较低电压。

由电路原理中串联电容的分压原理可知，在中压电容区

（抽头处）测得的电压Uc可通过以下关系折算出整个电容分

压器承担的电压（一次系统电压）：

Un=Uc*K；其中，K=（C1+C2）/C1

电磁单元：

为测量中压电容区所分得的电压值，在中压电容抽头处装

设中压变压器。中压变压器与补偿电抗器以及阻尼元件组成电

磁单元，一同封装于CVT套管下部的油箱中，结构及油路上

与电容分压器独立。

由电路道理中串联电容的分压道理可知，在中压电容区

(抽头处)测得的电压Uc可通过以下关系折算出整个电容分压

器承担的电压(一次系统电压)：Un=Uc*K；

其中，K=（C1+C2）/C1

二、加装补偿电抗的内在逻辑

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电容分压器正常工作的情况下，等效电路满足以下方程：

其中，U1表示一次系统高压，XXX表示中压电容抽头处

电压；I表示中压变压器原边电流，Ic2表示流经中压电容电

流；Zc1、Zc2分别表示高压、中压电容容抗。

由以上方程可知：

其中，

Zc表示电容分压器的等效容抗，综上，可得到：

阐发公式可知，可得到以下两个结论：

1）在电容分压器分压比K一定的情况下，中压电容抽头

处电压Uc只与中压变压器原边电流I相关；

2）由于Zc数值较大，Uc及U2（实践测量电压）必将遭

到原边电流I较大影响，其精度不满足标准划定的负荷变化范

围内的要求。

若以中压电容抽头与接地端子为基准，将左侧接线看成二

端口网络，右侧接线看成网络负