【互感器】电压互感器二次回路的详细讲解


一、电压互感器及其二次回路的重要性

电压互感器作为一重要的一次设备在电力系统中发挥着重要的作用。同时,因为电压互感器是一种公用设备,无论是互感器本身出现问题或是其二次回路出现问题,都将给整个二次系统带来严重影响。保障电压互感器及其二次回路的稳定运行至关重要。

二、电压互是器的作用

1.将电力系统的一次电压按一定的变比缩小为要求的二次电压,供各种二次设备使用。

2.使二次设备与一次高压隔离,保证人身和设备的安全。

三、电磁式电压互感器的工作原理


(1)工作原理

电压互感器的主要结构和工作原理类似于变压器。如图所示,电压互感器的一次线圆匝数M1很多,并接于被测高压电网上,二次线圆匝数N2较少,二次负荷比较恒定,接于高阻抗的测量仪表和继电器电压线圈,正常运行时,电压互感器接近子空载状态。

(2)电压互感器的变比

电压互感器一、二次线圈额定电压之比,称为电压互感器的额定变比,即Kn=U1n/U2n。其中,一次线圆额定电压U1n是电网的额定电压(10、35、110、220、500KV等)二次电压则统一定为100或100√3V,所以Kn也标准化。

(3)电压互感器的分类

1、按照结构分类:

三相式:

三相三柱式

三相五柱式


单相电压互感器

2、按照安装位置不同

母线PT:测量母线电压

线路PT:测量线路电压

3、按照原理分类


4)单相电压互感器的接线方式

1、两个单相电压互感器接成VV形接线方式


两个电压互感器分别接于线电压UAB和UBC上,一次绕组不能接地,二次绕组为安全,一端接地,这种接线方式适用于中性点非直接接地或经消弧线圈接地系统

1)只用两个单相电压互感器可以得到对称的三个线电压

2)不能测量相电压

3)一次绕组接入系统线电压,二次绕组电压为100V.当继电保护装置和测量表计只需用线电压时,可采用这种接线方式。

2、三个单相电压互感器接星型接线方式



一次绕组接成星形,互感器接于相一地之间,因此,测量的是相对地电压,而并非各相与中性点之间电压,一次绕组接地属于工作接地,

电压互感器的一次绕组阻抗极高,即使是在中性点直接接地或经消弧线圈接地的系统中,虽然电压互感器一次绕组中性点接地,但并不表示该系统中性点接地。

四、电压互感器的保护措施

1、60kV及以下系统,一次侧一般经过隔离开关和熔断器接入高压电网。

电压互感器一次侧熔断器的作用:

(1)保护电压互感器本身,当电压互感器本身故障时,熔断器迅速熔断,防止事故扩大;

(2)防止高压电网受电压互感器本身及其引线的影响。

2、110kV及以上系统,电压互感器一次侧不装熔断器


(1)主要原因是考虑到系统灭弧问题较大,熔断器的断流容量亦很难满足要求,熔断器制造困难;

(2)这一类互感器采用单相串级式,绝缘强度高,发生事故的可能性比较小;

(3)110kV及以上系统,中性点一般采用直接接地,接地故障时,瞬时跳闸,不会过电压运行。

3、电压互感器的二次侧:

(1)装设熔断器或低压断路器,当电压互感器二次侧及回路发生故障时,能够快速熔

断或切断,保证电压互感器不遭受损坏及不造成保护误动。

(2)计量、测量二次绕组装设熔断器。

(3)保护用二次绕组装设快速低压断路器。

五、电压互感器高压侧熔丝熔断原因分析

1、互感器内部线圈发生匝间、层间或相间短路及一相接地故障。

2、电压互感器一、二次回路故障,可能造成电压互感器过流。

3、中性点接地系统中发生一相接地时,其他两相电压升高√3倍:或者由于间歇性电弧接地,可能产生数倍的过电压,使互感器铁芯饱和,电流增加造成熔丝熔断。

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,引起谐振,造成过压、过流。

电压互感器二次侧熔丝熔断原因

1、因人为原因引起的各种二次回路短路;

2、保护及自动装置元件损坏,引起电压二次回路短路;

3、二次回路导线受潮、腐蚀及损伤而发生一相接地,及相接地短路故障;

4、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回路短路。

注:二次熔丝熔断时,运行人员应及时更换二次熔丝。若再次熔断,则不应再更换,应查明原因后再处理。此时禁止进行两台TV二次侧的并列操作,防止将故障引入另一台TV。

电压互感器操作注意事项

1、电压互感器送电时必须先合一次侧后合二次侧,停电时先停二次侧后停一次侧,防止反送电危及设备安全。(反送电:运行中的电压互感器由二次向不带电的电压互感器反送电,造成运行中电压互感器二次熔断器熔断,低压开关跳开,引起保护装置及自动装置失压)


2、两段PT二次并列时,一次必须先并列(防止反送电)

3、在倒换PT前必须先将PT并列运行(防止二次设备在PT倒换过程中失压)。

4、双母线各有一组电压互感器,在母线元件倒闸操作时,保护装置用的交流电压应与元件所在母线相一致。

5、二次电压回路使用中间继电器,由隔离开关辅助触点联动实现自动切换方式时:

5.1当两组电压切换继电器同时动作供给电压时应发出信号,此时不允许操作母联断路器。(双母线运行的保护都有“切换继电器同时动作”这一信号)

5.2当电压自动切换回路发生不正常现象时,应报告调度,将涉及范围的保护停用或切换到另一组母线电压回路上,然后才能进行处理。

5.3运行中的隔离开关不允许进行辅助触点维修工作。

停用电压互感器时注意事项

1、不使保护及自动装置失去电压。

2、必须进行电压切换

3、防止反充电,取下二次熔断器(包括电容器)。

4、二次负荷全部断开后,断开互感器一次侧电源。

六、电压谐振

1、铁磁谐振:电网中大量非线性电感元件(变压器、电磁式电压互感器)在正常状态下,工作在励磁特性的非饱和区,但在暂态过程中(例如由于接地故障或断路器操作),电感工作状态会跃变到饱和区,电感上电压或其中通过电流突然异常上升,这种现象就是铁磁谐振。

2、谐振原因:中性点接地系统的110、220kV变电站母线上,通常连接电磁式电压互感器,因而PT是一种非线性电感元件,当发生断路器或刀闸操作,导致母线通过断路器的均压电容供电时,暂态过程可诱发铁磁谐振,结果引起PT和母线上电压急剧增加,PT中电流大幅上升,导致PT烧毁,外绝缘闪烙或避雷器爆炸等事故。

3、谐振分类:依据谐振电压的频率,铁磁谐振可分为工频、分频、和高频谐振,在中性点接地系统空母线上发生较多的是工频谐振。



七、电压互感器的巡视检查

电压互感器运行于母线上,互感器故障相当于母线故障,因此,必须加强巡视:

1、互感器瓷瓶是否清洁、完整,有无损坏及裂纹,有无放电现象。

2、电压互感器的油位,油色是否正常,有无漏油现象,

3、互感器内部声音是否正常。

4、高压侧引线是否接触良好,有无过热现象,二次回路电缆及导线有无损伤,高压熔断器限流电阻及断线保护用电容器是否完好。

5、互感器二次侧和外壳接地是否完好。

6、端子箱是否清洁、受潮。

八、电压互感器在异常情况下必须退出运行

1、高压侧熔断器连续熔断二、三次。

2、引线端子松动过热。

3、内部出现放电异音或噪声。

4、见到放电,有闪络危险。

5、发出臭味或冒烟。

6、溢油。

发现上述情况,立即汇报调度,解除有关保护,取下PT二次保险,并转移PT一、二次负荷将故障PT断开。禁止使用刀闸或打破熔断器法断开故障的PT,应让保险自动熔断。严禁就地用隔离开关或高压熔断器拉开有故障的电压互感器。