电磁式电压互感器引起的异常现象及其处理方法

电磁式电压互感器引起的异常现象及其处理方法电磁式电压互感器引起的异常现象及其处理方法 接线错误引起的异常现象 （一）中性点不接地系统 在 35kV 及以下中性点不接地系统中，国内目前都是利用电磁式电压互感器开口三角构成的 绝缘监察装置来监视系统的绝缘状况的，其接线及相量图如图2－1 所示。 图 2－1 中性点不接地系统母线的电压测量及绝缘监察接线及相量图 （a）接线图；（b）正常情况下的相量图 其工作原理是当高压电网的绝缘正常时， 由于电网三相电压对称， 辅助二次绕组开口三角 两端电压为零，即认 U Ua’x’U U’aU U’bU U’c0，绝缘监察装置不动作；当高压电网发生 单相接地故障时，在辅助二次绕组开口三角两端将产生零序电压，此时，认 U Ua’x’U U’aU U’bU U’c3U U’0≠0U’0 表示辅助二次绕组每相零序电压）。著A 相完全 接地，其相量图如图 2－2 所示，由相量国可求出队。Ua’x’3U’a，即开口三角绕组两端 的零序电压是辅助二次绕组在正常情况下相电压的3 倍。 图 2-2 A 相接分时的相量图 （a一次电压相量；（b开口三角电压相量 通常，绝缘监察装置的电压整定值为15～30V。若开口三角绕组两端的零序电压3U’a0。大 于该整定值，则使绝缘监察装置发出援地信号。 由于上述绝缘监察装置是根据中性点不接地系统中发生单相接地时在开口三角绕组两端出 现零序电压的原理工作的， 而实际电网中除单相接地外， 还有多种原因如铁磁谐振、 耦合传 递等都会使开口三角绕组两端出现零序电压， 并可能导致绝缘监察装置动作。 由于此时系统 并没有真正接地，而装置却发出了接地信号， 所以称之为“虚幻接地”。 本部分仅对由电磁 式电压互感器接线错误引起的“虚幻接地”及其他异常现象进行分析，并指出处理方法。 接线错误引起的异常现象在现场时有发生。例如吉林、辽宁、安徽、湖南等地都曾出现过， 它给运行人员迅速分析、判断故障带来一定的困难，所以研究这类异常现象具有实际意义。 常见的异常现象如下； （1）绝缘监视用电压表中性点没有直接接地，而是经开口三角绕组接地，如图2－3a）所 示。 （a 图 2－3 错误接线之一 （a）接线图； （b）相量图 正常运行时，电压互感器二次测三相电压对称， 开口三角绕组两端电压为零。 由于电压表作 星形连接，虽然中性点经开口三角绕组接地，但是每块电压表测得的仍然是实际的相电压。 然而，若系统发生单相接地如 A 相接地，显然， A 相对地电压为零。由图2－3（a）可知， a 相电压表 V。测得的电压即为开口三角绕组两端的电压，由于系统一次例接地时开口三角 绕组两端的电压为 100V，所以，电压表 V。的指示值即为 100V 所对应的电压值， 此值较正常时为高，实属异常。对于b、C 两相电压可由国 2－3（b）所示的错误接线下的 相量图求出。 在相量图（按到边实际电压计算）中 UbUc100V Ua’x’100V 则 U″bU″c2100COS7552V b 即 U″bU″cU Ua（正常值） b 相电压表 Vb 的读数|U U’’b/||U Ub-U U’c|U Ua（正常值） C 相电压表 Vc 的读数|U Uc-U’c/||U Uc|-|U U’c|U Ua（正常值） 图 2－4 错误码接线之二 （a）接线图；（b）相量图 所以，对正常情况而言， 此时 a、b 两相电压升高， c 相电压降低（容易被认为是。 相接地）。 下面再用数值来进行计算分析。着电网为6kV 系统，则正常情况下 Ua6000／√33464（V） Uc6000／√32000（V） 此时 U“b U“a √3464 2000 23464＋2000COS604788.2（V） C 相电压 U″c3464_2000＝1464V 与现场的实测结果 4800V 和 1500V 基本相符。 避免的方法是接线后由专人进行检查。确认无误后方可投入运行。 （3）辅助二次绕组极性接错。如图2－1 所示，在中性点不接地系统中。绝缘监察装置的正 确接线是开口三角绕组每相首尾依次相接串联成开口三角， 正常情况下相量图是个闭合的三 角形，即开口三角绕组两端电压为零。若一相接反，如图2－－5（a）所示，则在系统正常 的情况下，辅助二次绕组的相量如图2－5（b）所示。可见，此时开口三角绕组两端电压的 Ua’c’2U0（认为辅助二次绕组在系统正常时每相绕组的相电压）。因此也会导致绝缘监 察装置动作而发出援地信号，出现“虚幻接地”现象。 避免的方法是辅助二次统组串接好后， 测量开口三角绕组两端电压， 系统正常情况下其电 压为零则正确，反之接线错误。 （4）误接二次线。在某35kV 变电所的 10kV 电压互感器柜（GG 一 1A 一 54）中，电压互感 器中性点是通过去穿保险器 FN 接地的， 且 b 相的接地点 M 与击穿保险器 N 连接 （用虚线表 示），如图2-6（a）所示。这种接线在投产运行时正常，但在运行中遇到雷电波的冲击后， 却发生了烧毁事故。 事故后误认为是电压互感器的质量问题， 于是就更换损坏的电压互感器 和击穿保险器，并投入运行。投运后无异常现象， 但在线路遇到雷电袭击时，又发生了类似 事故。 22 图 2-6 电压互感器的二次侧接线 （a）错误； （b）正确 图 2-5 一相接反的接线图和相量图 （a）接线图； （b）相量图 分析表明， 产生上述异常现象的原因是由于厂家误将击穿保险器的接地端与电压了感器二次 侧 b 相接地点直接连接，而且，b 相接地点 M 置于绕组与熔断器民之间。对于这个接线， 当击穿保险器击穿时，就形成了二次测b 相统组直接短路，从而导致电压互感器烧损。 避免的方法是。将二次侧 b 相接地点 M 移至 b 相熔断器民外侧，如图 2-6（b） 所示。且应定期检查击穿保险器，使其保持完好。 中性点直接接地系统中性点直接接地系统 在中性点直接接地系统中， 保护和测量用的电压互感器大多是单相串级电磁式的， 其工作原 理与一般单相变压器相似； 但是，正常运行时，电压互感器的二次负载仅是仪表和继电器的 电压线圈，其阻抗很大且不变化，通过的二次电流很小， 接近于空载状态。串级式电压互感 器的电压比为UN/√3|0.1/√3|0.1Kv,UN为系统额定线电压。 现场常用的接线方式如图2－7．图 2－8 和图 2－9 所示。但是，由于在检修和试验时，均 需将二次端子从本体拆下， 待工作结束后恢复。 在拆接二次端子的过程中， 如果工作人员没 有做好标记或稍有疏忽，就可能将二次端子接错，或使接线板上邻近的两接线鼻碰到一起， 无论哪种情况， 都会使电压工感器二次电压或开口三角电压发生变化， 轻者影响保护装置动 作和仪表指示， 重者烧坏二次引线、 端子排或电压互感器， 给电压互感器运行带来很大威胁。 图 2-8 电压互感器辅助绕组反接 图 2-7 电压互感器辅助绕组顺接 （a）原理接线图； （b）端子箱二次端子 （a原理接线图 （b）端子箱二次端子排 排实际接线 实际接线 图 2-9 电压互感器 A 相