摘要：  本文简要介绍电压互感器的分类及性能要求，对设计电压互感器有一定的参考价值。

关键字：  电压互感器，准确级，偏差计算，偏差补偿电压互感器，准确级，偏差计算，偏差补偿

电压互感器的作用是把高电压按比例关系变换成低等级的标准二次电压，供保护、计量、仪表装置使用。同时，使用电压互感器可以将高电压与电气工作人员隔离。电压互感器虽然也是按照电磁感应原理工作的设备，但它的电磁结构关系与电流互感器相比正好相反。电压互感器二次回路是高阻抗回路，二次电流的大小由回路的阻抗决定。当二次负载阻抗减小时，二次电流增大，使得一次电流自动增大一个分量来满足一、二次侧之间的电磁平衡关系。可以说，电压互感器是一个被限定结构和使用形式的特殊变压器。电压互感器也是一种电量传变装置，通过互感器将电压按规定比例变换而频率保持不变，将高电压系统的电压变为标准低电压，主要用途是：与测量仪器、仪表配合，测量线路的电压、电流和功率（或电能）、其次与继电器基其它控制、保护设备配合，对系统的重要设备进行过电压、过电流和接地故障保护。
1 电压互感器的分类：
1) 按用途来分：测试用和保护用；
2) 按工作原理来分：电磁式和电容式；
3) 按相数来分：单相和三相；
4) 按绝缘介质来分：干式、浇注、油浸式；
5) 按绕组数分：两绕组和多绕组。
2 额定值和性能要求：
1) 额定一次和二次电压标准值：供三相系统相间连接的单相电压互感器，其额定一次电压0.1，0.3，3，6kV等，对接三相系统相与地间的电压主互感器，其额定一次电压应为上述额定电压的1/√3。供相间连接的单元相互感器的二次额定电压标准值为100V，而接在相与地间的单相电压互感器的二次额外负担额定电压标准为100/√3。
2) 额定输出是指在额定二次电压及接有额定负荷条件下，互感器所供给二次回路的视在功率，也就是二次回路在规定的功率因数和额定二次电压下所汲取的视在功率，以VA表示。额定输出标准值为10，15，25，30，50，75，100，150，200VA。
3)额定电压因数：是指互感器在时间内仍能满足热性能和准确级要求的最高一次电压与额外负担额定一次电压的比值，它主要决定于一次绕组接法和系统的接地方式。一般地，当额定电压 因数为1.2时，连续时间无故障出现。
4) 温升限值：在最高气温为+40℃，日平均气温不超过+30℃，海拔不超过去时1000m 条件下，在0.8（滞后）到1范围内，电压互感器各部分温升不应超过耐热等级值。
绕组：耐热等级A   60K MAX
绕组：耐热等级E   75K MAX
绕组：耐热等级B   85K MAX
绕组：耐热等级F  110K  MAX
绕组：耐热等级H  135K  MAX
铁心温升：以不超过所绝缘等级或邻近的绝缘升限值
3 准确级与误差限值
3.1 测量用电压互感受器的准确级是以在额定电压及规定的额定负荷下的最大允许电压误差百分值标称的。标准准确级有0.1，0.2，0.5，1和3，其相应的电压误差（比值差）和相位差最大允许值如下表所示，表中所列数值是指互感器在额定频率下，电压为80%~120%额定电压的任一值，负荷为25%~100%额外负担负荷的任一值（功率因数为0.8（滞后）时，最大的允许误差值。
准确级 电压误差±% 相位差±分
0.1 0.1 5
0.2 0.2 10
0.5 0.5 20
1 1.0 40
3 3.0 无要求

3.2 保护用电压互感器的准确级是以在5%额定电压到与额定电压因数相应电压范围内最大电压误差百分值标称的。标准准确级有3P和6P，其误差限值如下所示额定频率下，电压为5%额定电压和额定电压因数相对应的电压值间的任一值，负荷为25*/%~100%定额负荷的任一值，功率因数为0.8（滞后）时，最大的允许误差值；其它条件不变，仅电压变为2%额定电压，最大允许误差不应超过如下表值。
准确级 电压误差±% 相位差±分
3P 3 120
6P 6 240

3.3 空载误差是空载电流造成的，对确定的铁心来说，只和磁通密度有关，也就是与电压U1有关。当U1=aU1N时U2=aU12N，对于恒定负载阻抗，有I2=aI12n故有S= a2SN，对于任一电压U1=aU1N；a不等于0时，空载误差的一般计算式为：

（K12 =U1N/U2N为互感器的额定电压比）故双绕组电压互感器的电压误差及相位差为以上之总和： 
  f= f0+ fb+  fz12
δ=δ0+δb
4 电压互感器的误差补偿：
由于电压互感器误差的产生主要与建立铁心中主磁场所汲取的无功功率，有功功率及各绕组中的负载电流所引起的阻抗压降有关，而一次电压与二次负荷变化范围是由技术条件规定的，因此要减小电压互感器的误差，最直接的方法是设计时采用优质的铁心材料和较低的工作磁通密度，以降低铁心的有功和无功损耗，适当降低各绕组的电流密度，以减小其电阻；准确及要求高的绕组间磁耦合尽可能紧密些，以降低其漏磁电抗，但是应该看到，过分地降低电磁负荷，将使铁心和绕组的材料消耗量大量增加，这意味着产品的重量、尺寸和价格增加，这不是最有效的方法。减少电压互感器误差的常用方法是误差补偿：
4.1 匝数补偿：励磁电流和各绕组的负载电流在相对应的影响阻抗中产生电压降，使二次各输出绕组的输出电压总是低于额定值，即比值总出现负值。因此如果减少一次线圈的额定匝数或增加二次输出绕组的匝数，都可以补偿负的比值差。通常二次各绕组的匝数很少，调整困难，所以一般采用一次绕组的减匝补偿方式。但是只能改善比值差，对于相角差不起改善作用，且适用所有的电压互感器。
4.2 Z形接线补偿：电压互感器中，相角差一般为正值，即二次电压反转180°后，超前于一次电压一个δ角。如果设法将一次电压移前一个角度，就可以补偿正的相角差。在三相双绕组电压互感器中，一次绕组采用Z形接线，可以补偿正值的相角差。
电压互感器的比值差和相位差随一次电压和二次负荷的不同而不同。为了在不同的运行条件下都有足够的准确度，通常取互感器在最低一次电压和最低二负次荷下的误差值与最高一次电压和额定二次负荷下误差的平均值作为误差补偿值。
为了更详细说明以上内容，现举例如下：
已知：一次电压为380V，二次电压：100V
二次负荷为：15VA  0.5级
          　           25VA  1.0级
          　           60VA  3级
极限负荷：100VA MAX   接法：1/1-12  频率50Hz；
解答如下：
铁心尺寸选取如同电源变压器方法一样。同样根据输出容量来进行选取。
 如经验公式如：S=1~18√ VA 本文按其最大输出负荷为100VＡ进行选取，
所以其S（截面积）=1.5x√ 100   =15cm2（左右）
由于铁心损耗相对要小，所以在选取磁通密度时也要相对小些：取为1.2T~1.4T之间
而且铜线损耗也要相对减少，电流密度相对要取小些：1.2~2.0 A/mm2之间
由于较复杂，现以表格形式体现出来：