电磁式电压互感器的原理和误差

电磁式电压互感器原理和变压器相似，类似于一台小容量的变压器，其基本结构主要由绕组、铁芯和绝缘等部分构成。它的一次绕组匝数很多，并联在一次电路中，二次绕组匝数很少，并联接人高阻抗的电压表和继电器等的电压线圈，故负荷阻抗很大，正常工作时通过的二次电流很小，其二次侧接近于空载状态。

电压互感器的二次电压主要取决于一次电压。其一次侧额定电压UIN与二次侧额定电压U2N之比称为电压互感器的额定电压比，用Ku表示。

(1)

由于电磁式电压互感器存在着励磁电流和内阻抗，使二次电压乘上电压比后与一次电压大小不相等，相位也出现偏移，也就是说电压互感器的测量结果出现了误差。通常电压互感器的误差分为电压误差和相位差。

(1)电压误差。电压误差是指二次电压的测量值与电压互感器额定电压比相乘所得的乘积与实际一次电压值之差，并以实际一次电压值的百分数表示，即

(2)

由于一、二次绕组阻抗的压降，使电压误差通常是一个负值。

(2)相位差。相位差为旋转180°的二次电压相量与一次电压相量之间的夹角，通常以(′)分表示。

电压互感器的误差不但与电压互感器的励磁电流和内阻抗等内部参数有关，还与一次电压、二次负荷和功率因数等运行参数有关。当电压互感器运行的一次电压偏离额定电压太远，励磁电流会随着发生变化，电压互感器的误差也会随之改变。除了一次电压，二次负荷及功率因数也会影响误差的大小。当所带二次负荷过多时，二次电流增大，在电压互感器绕组上的电压降增大，使误差增大，因此，要保证电压互感器的误差不超过规定值，应将其二次负荷限制在相应的范围内。二次负荷的功率因数过大或过小时，除影响电压误差外，还会影响相位差。为了减小电压互感器的误差，一方面要尽可能减小绕组阻抗和铁芯的励磁电流，例如采用高磁导率的冷轧硅钢片等做铁芯，合理设计绕组结构，适当加大导线截面，采取措施使绕组间磁耦合尽可能紧密，以降低各绕组的电阻和漏磁电抗等；另一方面可以对误差进行补偿，如通过适当减少一次绕组的匝数来补偿负的电压误差。