国际电工委员会标准 IEC 61869-3 确立了用于电气测量与保护系统的电磁式电压互感器的全球规范。

它是 IEC 61869 系列中取代 IEC 60044-2 的那一部分。为中国以外的项目选型电压互感器时,应直接引用本标准——GB/T 20840.3 与之对齐,按其中一份完成型式试验的产品,通常可被另一份接受。

IEC 61869-3 规定的是准确级、额定负荷与绝缘/局部放电三方面要求。只写准确级的报价是不完整的:额定负荷范围、电压因数、局部放电水平都要一并索取。

在为国际公用事业项目选型电压互感器时,工程公司必须重点关注三个核心参数:

1. 额定负荷与准确级:负荷表示连接在二次绕组上的总视在功率(VA)。若 0.2 级 PT 在其规定负荷窗口(例如额定 VA 的 25% 至 100%)之外运行,将导致变比误差漂移超出等级限值。

电磁式电压互感器铭牌上可能出现的准确级,以及它们对应的限值:

准确级典型用途额定电压 80%–120% 下的比值差相位差
0.1实验室与基准计量±0.1%±5′
0.2关口/贸易计量±0.2%±10′
0.5工商业计量±0.5%±20′
1.0仅作指示±1.0%±40′
3P保护额定电压因数下 ±3%不作规定
6P保护额定电压因数下 ±6%不作规定

S 后缀(0.2S、0.5S)属于 IEC 61869-2 定义的电流互感器,要求准确度一直保持到额定电流的 1%。电磁式电压互感器没有 S 级;同样的意图应写成“0.2 级 + 需要保持准确的负荷范围”。

2. 电压因数(Vf)与持续时间:对有效接地系统,电压因数通常为 1.2 连续运行、1.5 持续 30 秒。对不接地或谐振接地网络,则要求 1.9 Un 持续 8 小时的电压因数以耐受接地故障。

系统接地方式连续故障时持续时间
有效接地(直接接地)1.2 Un1.5 Un30 秒
非有效接地/谐振接地1.2 Un1.9 Un8 小时

3. 局部放电(PD)试验:浇注树脂或纸油绝缘中的 PD 表明存在微观气隙。PotentialTransformers.com 对我方高压法拉第笼内的 100% 出厂产品进行试验,保证在 1.2 Un 下 PD < 5pC。

JDZX11-35R 35kV 户内环氧树脂浇注电压互感器
JDZX11-35R——35kV 户内环氧树脂浇注电压互感器。每台出厂前都在屏蔽室内按 1.2 Um/√3 做局部放电试验。

温升:几年之后才显形的那项要求

温升在额定电压与损耗最大的负荷下测量,直到热稳定。标准限制的是温升而不是绝对温度——变电站环境温度并不固定,这正是两台铭牌相同、寿命却可能差很多的原因。浇注树脂 PT 的热点在一次绕组内部;油浸式的热点是顶层油温。比值差与局放都合格、但运行温度偏高的设计,几年内就会漂出准确级,所以型式试验报告要与出厂试验报告一起索取。

试验项目一览(IEC 61869-3)
试验证明什么出厂(100%)型式试验
工频耐压一次/二次绝缘完整性是—
1.2 Um/√3 局部放电无气隙、无分层是—
80/100/120% Un 比值差与相位差准确级与负荷窗口是—
额定电压与负荷下温升热设计裕度—是
1.9 Un 持续 8 小时电压因数中性点不接地系统的接地故障耐受—是
雷电冲击与系统 BIL 的绝缘配合—是

选择按 IEC 61869-3 指南制造且通过 KEMA 认证的 PT,公用事业运营商可确保数十年可靠的营收计量与保护继电器性能。