第一篇变电站的电气设备3.doc

个人收集整理 勿做商业用途第二章 电压互感器及电流互感器 1、电压互感器的原理、结构及铭牌数据意义 电压互感器实际上是一个降压变压器，它的一次线圈匝数很多，二次线圈匝数很少，一次侧并联地接在电力系统中,二次侧可并接仪表、继电保护和自动装置的电压线圈等负载，由于这些负载阻抗很大,通过的电流很小，因此,电压互感器的工作状态相当于变压器的空载运行。电压互感器一次侧作用着一个恒压源,它不受互感器二次负载的影响（因电压互感器二次线圈阻抗很小，吸取系统功率很小）。 电压互感器二次回路不允许短路，因为其正常运行时二次基本上是开路状态，二次绕组匝数少，阻抗较小。若二次短路后,铁芯中的磁势失去平衡，在二次回路中会产生很大的短路电流,造成继电保护和自动装置误动作，甚至烧毁互感器。 电压互感器一次线圈中性点必须接地（工作接地),二次线圈及辅助线圈的中性点（不完全星形接线B相）必须接地（保护接地)。 35KV及以下电压互感器一般采用电磁型干式、环氧树脂浇注和油浸式三种。35KV采用JDJJ型或JDJ型,三个单相一次星形接线，二次线圈两套,其一主线圈接保护和表计,辅助线圈接成开口三角形用来反映系统接地零序电压的变化。 110KV及以上电压互感器采用单相串级瓷箱式结构或单相电容分压式结构。二次线圈一般有三套,保护、测量及计量各用一套，以保证计量的准确性。 TYD220/0。0075型由一台OWF110/0.015型耦合电容器及一台OWF110/0.015D型分压电容器叠装串联组成。 铭牌技术参数:A、变比及额定电压：35000/100/100/V；220000/100/100B、变比误差U为测得的二次侧电压并归算至一次侧的电压于一次侧实际电压值的差，对一次电压实际值的百分比。 即: U=100C、角误差的大小主要与二次负载及其功率因数有关.D、等级与容量：由于电压互感器的误差随它的负荷值改变而改变，所以其容量是和一定的准确度相适应的。一般说的电压互感器的额定容量指的是对应于最高准确度的容量值。负荷功率越大,准确度会降低。铭牌上也标出其他准确度时的对应容量.如：0.2 0。5 1 3 2P。 2、电压互感器的二次接线方式是根据其用途、所接系统的特点而定的。A、V/V型接线（不完全三角形接线）：这种接线仅用于中性点不接地或经消弧线圈接地的系统末端中，只需测量三相线电压，不需测相电压的场合(不能反映接地电压和零序电压）。二次B相保护接地。B、Y0/Y0/接线：即可测量线电压和相电压，其二次辅助线圈串联接成开口三角形,用于绝缘监察装置和供单相接地保护电源用。C、Y/Y0型接线：这种接线方式可以满足仪表和继电保护装置接线电压和相电压的要求，但不能用来供电给绝缘监察装置电压表，即不能用来测量对地电压。D、/Y0接线：发电厂用，可充分利用电压互感器的容量，二次电压高。 3、电压互感器的运行与操作规定 电压互感器在额定容量下允许长期运行,但在任何情况下,不允许超过最大容量运行。 电压互感器在运行中不能短路.如果在运行中，发生短路现象，二次电路的阻抗值大大减少，就会出现很大的短路电流，使二次线圈严重过热而烧毁。因此,在运行中值班人员要注意检查高、低压侧熔断器应良好,如果发现有发热及熔断现象，应及时处理。 在双母线接线中,两个母线上的电压互感器如需二次并列运行时，则应先将一次侧实连，即合上母联开关，然而再合上电压互感器二次并列小开关。否则，若高压侧电压不平衡,低压侧并列后回路内会产生较大的环流,容易引起低压熔断器熔断,致使保护装置失去电压互感器电源。 电压互感器在运行中，发生一次侧高压熔断器熔断时,运行人员应正确判断,汇报调度,停用有关保护及自动装置,然而拉开电压互感器的隔离开关，取下二次侧熔丝（或断开电压互感器二次小开关）。在排除电压互感器本身故障后,更换熔断的高压熔丝，将电压互感器投入运行,正常后投上保护及自动装置. 造成电压互感器高压侧熔丝熔断的原因有:1）互感器内部线圈发生匝间、层间或相间短路及一相接地等故障。2）电压互感器一、二次回路故障，可能造成电压互感器过电流。若电压互感器二次侧熔丝容量选择不合理，也有可能造成一次侧熔丝熔断。3）当中性点不接地系统中发生一相接地时，其他两相电压升高倍;或由于间歇性电弧接地，可能产生数倍的过电压。这些过电压都会使互感器铁芯饱和,将使电流急剧增加而造成熔丝熔断.4）系统发生铁磁谐振。在中性点不接地系统中,由于发生单相接地或用户电压互感器数量的增加,使母线或线路的电容与电压互感器的电感构成振荡回路,在一定的条件下,会引起铁磁谐振故障.这时,电压互感器上将产生过电压或过电流.电流的激增,除了造成一次侧熔丝熔断外，还常导致电压互感器的烧毁事故。 在电压互感器运行中，发生二次侧熔丝熔断（或电压互感器小开关跳闸)，运行人员应正确判断,汇报调度，停用有关保护及自切装置。造成电压互感器二次侧熔丝熔断的原因有:1）二次回路导线受潮、腐蚀及损伤而发生一相接地，便可能发展成二相接地短路。2)电压互感器内部存在着金属性短路,也会造成电压互感器二次电路短路。在二次短路后，其回路阻抗减少，所以通过二次电路的电流增加,导致二次侧熔丝熔断.3）二次熔丝熔断时,运行人员应及时调换二次熔丝.若更换后再次熔断,则不应再更换，应查明原因后再处理. 电压互感器二次故障查找方法.1)将该电压互感器所在母线上的电源线、馈线电压互感器二次熔丝拉开,再合上电压互感器二次熔丝,如正常则说明故障在电压互感器负载上。如合上电压互感器二次熔丝即熔断,则说明故障在电压互感器小母线上,应通知继电保护工作人员进行处理.2)如电压互感器小母线正常，则分别合上电源线、馈线电压互感器二次熔丝，当合上某一回路电压互感器熔丝时,发现电压互感器二次熔丝熔断，则说明故障点在该回路电压互感器二次负载上,应将该回路电压互感器二次熔丝拉开,然后再照前述做法进行试送,直至正常。查清后通知继电保护工作人员对故障熔断器进行检查处理。 电压互感器的操作。 电压互感器投入运行时，一般在母线送电前投入运行（本系统有谐振者除外），相应母线停电后，即退出运行。 电压互感器送电时,先合一次刀闸,再投入二次保险器或快速小开关，停电时与此相反。母线充电后应检查该母线三相电压指示正确。 电压互感器单元接地或本身内部有劈啪声或其它噪声，禁止用隔离开关切除故障电压互感器，应采用断路器切除。 为什么平时电压互感器的开口三角两端无电压，而当一次系统发生单相接地时就出现电压?电压互感器由辅助二次线圈组成的开口三角是反映零序电压的。按对称分量法，零序电压Uo等于三相相电压的向量和的三分之一，即Uo=1/3(UA+UB+Uc）.所以，凡是三个电压的向量和不为零,平常就说出现零序电压了。正常时,电力系统三相电压UA、UB、UC是对称的,感应到电压互感器三相辅助二次线圈中的三个电压Ua、Ub、uc也是对称的，它们的接线图和向量图如图，所示.三个相的辅助二次线圈是按首尾顺序串联的，开口三角两个端头a、x间的电压Uax应是各线圈中的电压向量相加,在所论的正常情况下，Uax=Ua+Ub+Uc=3Uo=0，式中Uo表示二次侧的零序电压。现在假如C相发生接地,看看在单相接地情况下，电压互感器开口三角的电压情况:如图所示,当电力系统C相发生接地故障时,显然C相对地电压Ucd为零，所以电压互感器一次侧的C相线圈上没有电压。A相对地电压UAd从A0K所组成的回路来看,应为A相对中性点0的电压UA，加上中性点O对C相端头的电压Uc,即UAd=UA+（-Uc）。同理可得B相对地电压UBd=UB+-Uc。这两个对地电压UAd和UBa也就是此时加在电压互感器A相和B相一次线圈上的电压，把上述几个电压表示出来了。从向量图看，UAd和UBa的大小都是相电压的倍,即其数值上等于线电压,而其夹角为60。在这情况下,显然加在电压互感器一次侧的三个相的电压UAd、UBd、Ucd就不对称了,出现了零序电压,即UAd+UBd+UCd=UAd+UBd=U=3Uo。合成电压U就是3倍的零序电压。这些电压都会按一定的变比反映到辅助二次线圈里。从图可以看到，a相辅助二次线圈里有与UAd成比例关系的Ua；b相辅助二次线圈里有与UBd成比例关系的Ub，而Uc=0。开口三角端头a、x 间的电压Uax应为Ua、Ub、Uc之向量和。从图所示的向量图看，由于Ua与UAd同相,Ub与UBd同相，Ua和Cb之间的夹角也为60，所以,此时开口三角端头的电压Uax=Ua +Ub=3Uo也就是说,这时开口三角的两个端头间出现3倍的零序电压。这就是当一次系统发生单相接地的互感器开口三角两端出现电压的道理。本文为互联网收集，请勿用作商业用途本文为互联网收集,请勿用作商业用途 中性点不接地系统的电压互感器高压熔断器一相熔断,与系统单相接地现象有何区别？当这种系统发生单相接地时，或电压互感器高压容丝熔断时，都可能发出系统母线接地信号,并且绝缘监察电压表的指示都有变化，往往容易引起运行人员的误判断。但只要通过相、线电压表的切换分析一下，是可以区别的.如图。在高压系统中，各相对地都有相当大的电容,其通过的电容电流不可忽视；各相对地电容与电压互感器线圈是并联的；等效后可以看作每相都有一个容抗和感抗并联,三相形成一个星形负载；负载中性点电位的变化,或加于电压互感器一次线圈的电压对称、不对称,主要取决于容抗；容抗还是原来系统的，三相近于对称,故加在各相线圈上的电压也还是接近于对称，即接近于相电压；熔断相的电压还有指示，简单地说，这和电压互感器的三相磁路、三相电路连在一起有关；开口三角的电压应是其向量相差120的相电压UA、UB的向量和。即：3U0=UA+UB，此电压大约能有33伏左右，而绝缘监察监视继电器一般整定30伏。插记：电压互感器的一、二次熔断器的有关问题：A、电压互感器二次侧（高压侧）装熔断器的作用是： 防止高压系统（即电压互感器所接的那个电压等级的系统)受电压互感器本身或其引线上的断路故障的影响； 保护电压互感器本身。但装高压侧熔断器不能防止电压互感器二次侧过流的影响。因为熔丝的截面积是根据机械强度的条件而选的最小可能值，其额定电流比电压互感器的额定电流大很多倍，二次过流时可能断不了。所以，为了防止电压互感器二次回路中短路所引起的持续过电流,在电压互感器的二次侧还得装低压熔断器。在110千伏及以上的配电装置中,电压互感器高压侧不装熔断器。这是由于高压系统灭孤问题较大，高压熔断器制造较困难，价格也昂贵,且考虑到高压配电装置相间距离大，故障机会较少，故不装设.二次侧短路的保护由二次侧熔断器担负。二次侧出口是否装熔断器有几个特殊情况:1二次开口三角的出线一般不装熔断器.这是唯恐接触不良发不出接地信号，因为平常开口三角端头无电压，无法监视熔断器的接触情况。但也有的供零序过电压保护用的三角出线是装熔断器的.2中线上不装熔断器.这是避免熔丝熔断或接触不良使断线闭锁装置失灵,或使绝缘监察电压表失去指示故障的作用。3110千伏及以上的电压互感器二次侧现在一般都装快速小开关而不用熔断器.B、二次侧熔断器选择原则 熔丝的熔断时间必须保证在二次回路发生短路小于保护装置动作时间； 熔断器的容量应满足以下条件：熔丝额定电流应大于负荷电流，且取可靠系数为1.5. 一般屋内配电装置的电压互感器二次侧可选用250伏、10/4安的熔断器,屋外装置的电压互感器二次侧可选用250伏、15/6安的熔断器. 4、 电压互感器的故障分析及处理法.。电压互感器实际上就是一种容量很小的降压变压器，其工作原理、构造及连接方式都应与电力变压器相同。正常运行时,应有均匀的轻微的嗡嗡声，运行异常时常伴有噪声及其它现象：1电压互感器响声异常：若系统出现谐振或馈线单相接地故障，电压互感器会出现较高的哼哼”声。如其内部出现劈啪声或其它噪声,则说明内部故障,应立即停用故障电压互感器。2高压熔断器熔体，接连熔断23次.3电压互感器因内部故障过热如匝间短路、铁芯短路产生高温,使其油位急剧上升，并由于膨胀作用产生冒油。4电压互感器内发生臭味或冒烟,说明其连接部位松动或互感器高压侧绝缘损伤等。