电压互感器在电路系统出现故障时的表现

当电力系统发生故障或异常工况时，在可能实现的最短时间和最小区域内，自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，或发出信号由值班人员消除异常工况根源，使故障元件免于继续遭受破坏，以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。

继电保护装置必须具有正确区分被保护元件是处于正常运行状态还是发生了故障，是保护区内故障还是区外故障的功能。保护装置要实现这一功能，需要根据电力系统发生故障前后电气物理量变化的特征为基础来构成。

电力系统对继电保护的基本要求
选择性：指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小；
速动性：发生故障时，继电保护装置能迅速动作，切除故障；
灵敏性：是对于其保护的范围内，发生故障或不正常运行状态的反应能力；
可靠性：发生故障的部分不应该拒动，没有发生故障的部分不能误动。(可依赖性、安全性)

电力系统发生故障后，工频电气量变化的主要特征是：

  (1)电流增大。短路时故障点与电源之间的电气设备和输电线路上的电流将由负荷电流增大至大大超过负荷电流。
  (2)电压降低。当发生相间短路和接地短路故障时，系统各点的相间电压或相电压值下降，且越靠近短路点，电压越低。
  (3)全硅胶电压互感器，电流与电压之间的相位角改变。正常运行时电流与电压间的相位角是负荷的功率因数角，一般约为20°，三相短路时，电流与电压之间的相位角是由线路的阻抗角决定的，一般为60°～85°，而在保护反方向三相短路时，电流与电压之间的相位角则是180°+(60°～85°)。

  (4)测量阻抗发生变化。测量阻抗即测量点(保护安装处)电压与电流之比值。正常运行时，测量阻抗为负荷阻抗;金属性短路时，测量阻抗转变为线路阻抗，故障后测量阻抗显著减小，而阻抗角增大。

  不对称短路时，出现相序分量，如两相及单相接地短路时，出现负序电流和负序电压分量;单相接地时，出现负序和零序电流和电压分量。这些分量在正常运行时是不出现的。
  
利用短路故障时电气量的变化，便可构成各种原理的继电保护。除了上述反应工频电气量的保护外，还有反应非工频电气量的保护，如瓦斯保护。变压器内部故障，但故障电流较小时，反映电流的保护往往不能动作。对于油冷却的变压器，当油箱内发生短路故障时，在短路电流和短路电弧的作用下，绝缘油和其它绝缘材料因受热分解，产生气体。这些气体必然会从油箱流向油枕上部，故障越严重，产生的气体就越多，流向油枕的气流速度也越大。利用这种气体来动作的保护装置，称为瓦斯保护。