1、高壓電壓互感器及其二次回路,電壓互感器及其二次回路的重要性： 電壓互感器作為一重要的一次設(shè)備在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。同時，因為電壓互感器是一種公用設(shè)備，無論是互感器本身出現(xiàn)問題或是其二次回路出現(xiàn)問題，都將給整個二次系統(tǒng)帶來嚴(yán)重影響。保障電壓互感器及其二次回路的穩(wěn)定運行至關(guān)重要。,電壓互感器的作用 1.將電力系統(tǒng)的一次電壓按一定的變比縮小為要求的二次電壓，供各種二次設(shè)備使用。 2.使二次設(shè)備與一次高壓隔離，保證人身和設(shè)備的安全。 電磁式電壓互感器的工作原理,（1）工作原理 電壓互感器的主要結(jié)構(gòu)和工作原理類似于變壓器。如圖所示，電壓互感器的一次線圈匝數(shù)N1很多，并接于被測高壓電網(wǎng)上，二次線圈

2、匝數(shù)N2較少，二次負(fù)荷比較恒定，接于高阻抗的測量儀表和繼電器電壓線圈，正常運行時，電壓互感器接近于空載狀態(tài)。,（2）電壓互感器的變比 電壓互感器一、二次線圈額定電壓之比，稱為電壓互感器的額定變比，即 Kn=U1n/U2n 其中，一次線圈額定電壓U1n是電網(wǎng)的額定電壓（10、35、110、220、500KV等），二次電壓則統(tǒng)一定為100(或100/ )V，所以Kn也標(biāo)準(zhǔn)化。 （3）電壓互感器的分類 1.按照結(jié)構(gòu)分類： 三相三柱式 三相五柱式 單相電壓互感器 2.按照安裝位置不同 3.按照原理分類 母線PT:測量母線電壓 電磁式電壓互感器 線路PT:測量線路電壓 電容式電壓互感器,三相式,(4)單

3、相電壓互感器的接線方式 1.兩個單相電壓互感器接成V-V形接線方式,兩個電壓互感器分別接于線電壓UAB和UBC上，一次繞組不能接地，二次繞組為安全，一端接地，這種接線方式適用于中性點非直接接地或經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)。 1) 只用兩個單相電壓互感器可以得到對稱的三個線電壓； 2）不能測量相電壓； 3）一次繞組接入系統(tǒng)線電壓，二次繞組電壓為100V。當(dāng)繼電保護裝置和測量表計 只需用線電壓時，可采用這種接線方式。,A B C,a,b,c,100V,2.三個單相電壓互感器接成星形接線方式,i,一次繞組接成星形,互感器接于相地之間,因此,測量的是相對地電壓,而并非各相與中性點之間電壓，一次繞組接地屬于工作

4、接地。 電壓互感器的一次繞組阻抗極高，即使是在中性點直接接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中，雖然電壓互感器一次繞組中性點接地，但并不表示該系統(tǒng)中性點接地。,電壓互感器的保護措施,60kV及以下系統(tǒng)，一次側(cè)一般經(jīng)過隔離開關(guān)和熔斷器接入高壓電網(wǎng)。 電壓互感器一次側(cè)熔斷器的作用： （1）保護電壓互感器本身，當(dāng)電壓互感器本身故障時，熔斷器迅速熔斷，防止事故擴大； （2）防止高壓電網(wǎng)受電壓互感器本身及其引線的影響。 110kV及以上系統(tǒng)，電壓互感器一次側(cè)不裝熔斷器 （1）主要原因是考慮到系統(tǒng)滅弧問題較大，熔斷器的斷流容量亦很難滿足要求，熔斷器 制造困難； （2）這一類互感器采用單相串級式，絕緣強度高，發(fā)生事故

5、的可能性比較??； （3）110kV及以上系統(tǒng)，中性點一般采用直接接地，接地故障時，瞬時跳閘，不會過電 壓運行。 電壓互感器的二次側(cè)： （1）裝設(shè)熔斷器或低壓斷路器，當(dāng)電壓互感器二次側(cè)及回路發(fā)生故障時，能夠快速熔 斷或切斷，保證電壓互感器不遭受損壞及不造成保護誤動。 （2）計量、測量二次繞組裝設(shè)熔斷器。 （3）保護用二次繞組裝設(shè)快速低壓斷路器。,電壓互感器高壓側(cè)熔絲熔斷原因分析,1、互感器內(nèi)部線圈發(fā)生匝間、層間或相間短路及一相接地故障。 2、電壓互感器一、二次回路故障，可能造成電壓互感器過流。 3、中性點接地系統(tǒng)中發(fā)生一相接地時，其他兩相電壓升高 倍；或者由于間歇性電弧接地，可能產(chǎn)生數(shù)倍的過電壓

6、 。使互感器鐵芯飽和，電流增加造成熔絲熔斷。 4、系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振。在中性點不接地系統(tǒng)中，由于發(fā)生單相接地或用戶電壓互感器數(shù)量的增加，使母線或線路的電容與電壓互感器的電感構(gòu)成振蕩回路，引起諧振，造成過壓、過流。,電壓互感器二次側(cè)熔絲熔斷原因,1、因人為原因引起的各種二次回路短路 2、保護及自動裝置元件損壞，引起電壓二次回路短路。 3、二次回路導(dǎo)線受潮、腐蝕及損傷而發(fā)生一相接地，及二相接地短路故障。 4、電壓互感器內(nèi)部存在著金屬性短路，也會造成電壓互感器二次回路短路。,二次熔絲熔斷時，運行人員應(yīng)及時更換二次熔絲。若再次熔斷，則不應(yīng)再更換，應(yīng)查明原因后再處理。此時禁止進行兩臺TV二次側(cè)的并列操作，

7、防止將故障引入另一臺TV。,電壓互感器操作注意事項 1、電壓互感器送電時必須先合一次側(cè)后合二次側(cè)，停電時先停二次側(cè)后停一次側(cè)，防止反送電危及設(shè)備安全。 （反充電：運行中的電壓互感器由二次向不帶電的電壓互感器反充電，造成運行中電壓互感器二次熔斷器熔斷，低壓開關(guān)跳開,引起保護裝置及自動裝置失壓） 2、兩段PT二次并列時，一次必須先并列（防止反充電）。 3、在倒換PT前必須先將PT并列運行。 （防止二次設(shè)備在PT倒換過程中失壓）。,4、雙母線各有一組電壓互感器，在母線元件倒閘操作時，保護裝置用的交流電壓應(yīng)與元件所在母線相一致。 5、二次電壓回路使用中間繼電器，由隔離開關(guān)輔助觸點聯(lián)動實現(xiàn)自動切換方式時

8、： 5.1 當(dāng)兩組電壓切換繼電器同時動作供給電壓時應(yīng)發(fā)出信號，此時不允許操作母聯(lián)斷路器。（雙母線運行的保護都有“切換繼電器同時動作”這一信號） 5.2 當(dāng)電壓自動切換回路發(fā)生不正?，F(xiàn)象時，應(yīng)報告調(diào)度，將涉及范圍的保護停用或切換到另一組母線電壓回路上，然后才能進行處理。 5.3 運行中的隔離開關(guān)不允許進行輔助觸點維修工作。,6、220kV空載母線停送電操作時（帶電壓互感器），由于斷路器觸頭間并聯(lián)電容與母線電壓式互感器極易發(fā)生串聯(lián)諧振過電壓，造成電壓互感器暴炸。因此要求： 6.1 220kV母線電壓互感器有隔離開關(guān)時，母線充電之后，再合電壓互感器隔離開關(guān)送電；空載母線停電時，先拉開電壓互感器隔離開

9、關(guān)，再拉斷路器，母線停電。 6.2 220kV母線電壓互感器無隔離開關(guān)時，系統(tǒng)有條件，可利用線路與母線配合操作，用對側(cè)線路斷路器代母線一并充電或停電。 6.3 220kV母線電壓互感器無隔離開關(guān)時，在用母聯(lián)斷路器停送空載母線操作過程中，如發(fā)生串聯(lián)諧振過電壓，應(yīng)立即合上母聯(lián)斷路器，母線送電；如母聯(lián)斷路器合不上，應(yīng)檢查斷路器在開位，拉開諧振母線側(cè)隔離開關(guān)。,停用電壓互感器時注意事項,1、不使保護及自動裝置失去電壓。 2、必須進行電壓切換。 3、防止反充電，取下二次熔斷器（包括電容器）。 4 二次負(fù)荷全部斷開后，斷開互感器一次側(cè)電源。,電壓諧振,1、鐵磁諧振：電網(wǎng)中大量非線性電感元件（變壓器、電磁式

10、電壓互感器）在正常狀態(tài)下，工作在勵磁特性的非飽和區(qū)，但在暫態(tài)過程中（例如由于接地故障或斷路器操作），電感工作狀態(tài)會躍變到飽和區(qū)，電感上電壓或其中通過電流突然異常上升，這種現(xiàn)象就是鐵磁諧振。 2、諧振原因：中性點接地系統(tǒng)的110、220kV變電站母線上，通常連接電磁式電壓互感器，因而PT是一種非線性電感元件，當(dāng)發(fā)生斷路器或刀閘操作，導(dǎo)致母線通過斷路器的均壓電容供電時，暫態(tài)過程可誘發(fā)鐵磁諧振，結(jié)果引起PT和母線上電壓急劇增加，PT中電流大幅上升，導(dǎo)致PT燒毀，外絕緣閃烙或避雷器爆炸等事故。 3、諧振分類：依據(jù)諧振電壓的頻率，鐵磁諧振可分為工頻、分頻、和高頻諧振，在中性點接地系統(tǒng)空母線上發(fā)生較多的是

11、工頻諧振。,電壓互感器的巡視檢查,電壓互感器運行于母線上，互感器故障相當(dāng)于母線故障，因此，必須加強巡視： 1、互感器瓷瓶是否清潔、完整，有無損壞及裂紋，有無放電現(xiàn)象。 2、電壓互感器的油位，油色是否正常，有無漏油現(xiàn)象， 3、互感器內(nèi)部聲音是否正常。 4、高壓側(cè)引線是否接觸良好，有無過熱現(xiàn)象，二次回路電纜及導(dǎo)線有無損傷，高壓熔斷器限流電阻及斷線保護用電容器是否完好。 5、互感器二次側(cè)和外殼接地是否完好。 6、端子箱是否清潔、受潮。,電壓互感器在異常情況下必須退出運行,1、高壓側(cè)熔斷器連續(xù)熔斷二、三次。 2、引線端子松動過熱。 3、內(nèi)部出現(xiàn)放電異音或噪聲。 4、見到放電，有閃絡(luò)危險。 5、發(fā)出臭味

12、或冒煙。 6、溢油。 發(fā)現(xiàn)上述情況，立即匯報調(diào)度，解除有關(guān)保護，取下PT二次保險，并轉(zhuǎn)移PT一、二次負(fù)荷將故障PT斷開。禁止使用刀閘或打破熔斷器法斷開故障的PT，應(yīng)讓保險自動熔斷。嚴(yán)禁就地用隔離開關(guān)或高壓熔斷器拉開有故障的電壓互感器。,雙母線倒單母線倒閘操作順序,1、檢查母聯(lián)開關(guān)在合閘位置。 2、取下母聯(lián)開關(guān)操作保險。 3、將停電母線負(fù)荷倒至另一母線。 4、送上母聯(lián)開關(guān)操作保險。 5、斷開停電母線PT二次聯(lián)絡(luò)開關(guān)。 6、拉開停電母線電壓互感器、避雷器刀閘。 7、斷開母聯(lián)開關(guān)并解除備用。 8、驗電后將停用的母線接地。,PT二次電壓引入主控室,公用電壓回路失壓分析,1、檢查隔離開關(guān)重動繼電器是否失

13、磁 2、檢查PT端子箱處低壓斷路器、熔斷器是否斷開 3、隔離開關(guān)輔助接點接觸不好 3.1 電壓切換接點接觸不好 3.2重動繼電器接點接觸不好 4、某使用單元出現(xiàn)問題 5、二次回路絕緣等其他問題,電壓二次回路反措要求,1、電壓二次回路只能有一點接地，經(jīng)控制室零相小母線（N600)連通的幾組電壓互感器二次回路，只應(yīng)在控制室將N600一點接地，,各電壓互感器二次中性點在開關(guān)場的接地點應(yīng)斷開。,2、為保證可靠接地，各電壓互感器的中性線不得接有可能斷開的,斷路器或接觸器。,3、已在控制室一點接地的電壓互感器二次繞組，如認(rèn)為必要，可已在開關(guān)場將二次繞組中性點經(jīng)放電間隙或氧化鋅閥片接地。,4、來自電壓互感器

14、及其二次回路的4根開關(guān)場引入線和互感器三次回路的2（3）根開關(guān)場引入線必須分開，不得公用。,1、用隔離開關(guān)輔助觸點控制的電壓切換繼電器，應(yīng)有一對電壓切換 繼電器觸點作監(jiān)視用；不得在運行中維護隔離開關(guān)輔助觸點。,2、檢查并保證在電壓切換過程中，不會產(chǎn)生電壓互感器二次回路反 充電。,保護回路電壓切換反措要求,3、手動進行電壓切換的，應(yīng)有專門的運行規(guī)程，由運行人員執(zhí)行。,4、用隔離開關(guān)輔助觸點控制的切換繼電器，應(yīng)同時控制可能誤動作 的保護的正電源；有處理切換繼電器同時動作與同時不動作等異常 情況的專用運行規(guī)程。,關(guān)于PT二次繞組： 主二次繞組：接成星形，反映一次系統(tǒng)線電壓、相電壓（相對地電壓）,一次

15、繞組接入系統(tǒng)相電壓時，繞組電壓為100/ 輔助二次繞組：接成開口三角形，一次系統(tǒng)為中性點直接接地系統(tǒng)時，繞組電壓為100V，一次系統(tǒng)為中性點非直接接地或經(jīng)消弧線圈接地時，電壓為100/3V,一次系統(tǒng)中的3倍零序電壓,電壓互感器一次繞組對輔助二次繞組的變比,可以看出，開口三角形繞組的輸出電壓僅反映一次系統(tǒng)的零序電壓，從而可反應(yīng)系統(tǒng)的接地短路故障。,A相接地后系統(tǒng)零序電壓,UA,UA,UB,UB,3U0,3U0,中性點直接接地系統(tǒng),中性點非直接接地系統(tǒng),二次繞組的配置 雙線圈：一個主二次繞組 保護、測量、計量公用 一個輔助二次繞組 三線圈： 兩個主二次繞組：計量專用一組，保護測量公用一組 一個輔助

16、二次繞組 四線圈：三個主二次繞組，一個輔助二次繞組 計量專用一組，因為220KV設(shè)備保護要求雙重化，兩套保護要求分別用不同的 PT 二次繞組，因此，兩套保護各用一組，測量和保護公用。 各繞組的精度不一樣，計量回路繞組精度高，計量回路專用一繞組減少了二次負(fù)載，提高了電能表的計量精度，保護和測量對電壓精度要求不高，因此可以公用精度不太高的二次繞組。,二次設(shè)備的電壓切換,1、電壓切換的作用：雙母線系統(tǒng)上所連接的電氣元件，為了保證其一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)在電壓上保持對應(yīng)，以免發(fā)生保護或自動裝置誤動、拒動，要求保護及自動裝置的二次電壓回路隨同主接線一起進行切換。用隔離開關(guān)輔助觸點去啟動電壓切換中間繼電器，利

17、用其觸點實現(xiàn)電壓回路的自動切換。要求保護、測量、計量都有自動切換功能。 2、切換方式： （1）保護、測量、計量共用一個隔離開關(guān)接點。計量有專用的切換繼電器屏。測量電壓在保護屏切換后輸出。 （2）一個隔離開關(guān)接點啟動保護電壓切換箱，測量、計量依靠電壓切換箱重動繼電器進行電壓切換。 （3）計量用獨立的隔離開關(guān)輔助接點，獨立的切換繼電器。,要求切換回路相互獨立：切換回路獨立，切換電源獨立 1、有利于減小設(shè)備異常時的影響面 2、便于運行人員判斷問題，應(yīng)急處理。,保護裝置失壓分析,公用外部電壓,保護屏端子排,隔離開關(guān)重動繼電器接點,保護裝置低壓開關(guān),保護裝置交流輸入插件進行電壓變換,模數(shù)變換,采樣回路,

18、CPU,1、檢查隔離開關(guān)輔助接點是否切換到位，觀察隔離開關(guān)位 置指示燈。 2、檢查電壓開關(guān)是否跳開。 3、用萬用表測量電壓開關(guān)下口交流電壓，判斷電壓是否正常。 4、打印保護裝置采樣值，檢查交流采樣。 5、觀察直流電源插件輸出電壓指示燈是否正常。 6、檢查裝置有無自檢報告。,檢查措施,電壓互感器二次電壓異常處理,運行中電壓互感器可能會發(fā)生二次電壓異常，比如電壓輸出三相不平衡、空開及二次保險熔絲熔斷等。 異常原因： 1、互感器本身有問題，通過二次電壓切換后，將互感器二次負(fù)載轉(zhuǎn)移，在PT端子箱處PT二次回路斷開，檢查PT二次輸出電壓。 2、PT二次公共回路及負(fù)載有問題，在上述正常情況下，沒有發(fā)現(xiàn)異常

19、，說明問題有可能在二次回路及二次負(fù)載上上，可以通過倒閘操作將有問題的一段PT二次回路騰空。 3、若在操作某一分路的過程中，電壓恢復(fù)正常，則說明問題在該二次負(fù)載上；二次負(fù)載全部轉(zhuǎn)移后，電壓異常仍然不能消失，說明問題在二次回路上，需要保護人員逐級斷開二次回路進行查找回路異常。,電壓回路的編號,N600,A601,A603,A630,開關(guān),隔離開關(guān),公用二次回路,電壓切換繼電器接點,A710,保護裝置空開,保護,遙測屏,功率表,線路PT,作用：用于監(jiān)視線路電壓。 1、用于手動檢同期、檢無壓合閘用 2、用于重合閘檢同期、檢無壓用 3、用于備自投及其他自動裝置 二次繞組 57V 用于重合閘 100V 用

20、于手動合閘檢同期,母線PT開口角電壓用途,1、用于小電流接地系統(tǒng)接地選線裝置、絕緣監(jiān)察 2、用于保護裝置，主變后備、線路保護 3、開口角A相電壓用于手動檢同期 4、用于小電流接地系統(tǒng)消諧裝置,檢同期、檢無壓、不檢定,1、手動合閘：就地、遠(yuǎn)方 2、自動合閘：重合閘、備自投 檢同期：檢查母線電壓和線路側(cè)電壓同期 檢無壓：檢查線路無壓時合閘 不檢定：不檢查兩側(cè)電壓,手動檢同期和重合閘自動檢同期區(qū)別 手動檢同期：用母線開口角A（Sa710）相電壓和線路PT100V電壓比較 新投運的無人值班站合閘檢同期：利用測控裝置將母線57V星形二次繞組電壓和線路PT二次57V電壓檢同期 重合閘檢同期用母線主二次繞組57V電壓和線路PT57V（100V）電壓比較,電壓互感器投運后檢驗項目,1、測量每