電壓互感器接線方式應(yīng)用分析

1、第30卷第2期2013年6月長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)J o u r n a l o f C h a n g j i a n g E n g i n e e r i n g V o c a t i o n a l C o l l e g e V o l .30N o .2J u n e 201 3收稿日期:2012-12-25作者簡介:施喜平(1982-,女,湖北麻城人,講師,大學(xué),主要從事自動化教學(xué)工作。電壓互感器接線方式應(yīng)用分析施喜平,汪鋒(長江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,武漢430212摘要:電壓互感器是發(fā)電廠和變電站中的重要電氣一次設(shè)備,是一次側(cè)和二次側(cè)電壓聯(lián)系的紐帶。本文對電壓互感器接線方式的特

2、點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié),可供學(xué)習(xí)者和電力工程設(shè)計(jì)者參考。關(guān)鍵詞:電壓互感器;一次繞組;二次繞組;接線方式;接地方式中圖分類號:TM 452+.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1673-0496(201302-0028-03A p p l i e d A n a l y s i s o f V o l t a g e T r a n s f o r m e r W i r i n g M o d e S H I X i -p i n g ,W a n g F e n g (C h a n g j i a n g E n g i n e e r i n g V o c a t i o n a l C o l l

3、 e g e ,W u h a n 430212,C h i n a A b s t r a c t :V o l t a g e t r a n s f o r m e r i s i m p o r t a n t e l e c t r i c a l p r i m a r y e q u i p m e n t i n p o w e r p l a n t s a n d s u b -s t a t i o n s .I t i s a l s o a l i n k b e t w e e n p r i m a r y s i d e a n d s e c o n d a

4、r y s i d e .T h i s p a p e r h a s c o n c l u d e d t h e f e a t u r e s o f v o l t a g e t r a n s f o r m e r w i r i n g m o d e w h i c h c o u l d b e a r e f e r e n c e f o r l e a r n e r s a n d d e s i g n e r s o f e l e c t r i c p o w e r e n g i n e e r i n g .K e y w o r d s :v o

5、 l t a g e t r a n s f o r m e r ;p r i m a r y w i n d i n g ;s e c o n d a r y w i n d i n g ;w i r i n g m o d e ;g r o u n d i n g m o d e1電壓互感器常用接線方式在發(fā)電廠和變電站,由于測量儀表和繼電保護(hù)裝置要求接入的電壓不同,電壓互感器有不同的接線方式,現(xiàn)將電壓互感器幾種常用接線方式介紹如下。1.1單相電壓互感器接線方式圖1為1臺單相電壓互感器接于A B 線電壓上的接線方式。這種接線方式應(yīng)用于單相或三相系統(tǒng)中,只能反映一個線電壓。1.2兩臺單相電壓互

6、感器V -V 接線方式圖2為2臺單相電壓互感器V -V 接線方式。圖中兩臺互感器分別接于A B 線電壓和B C 線電壓上。這種接線方式只用2臺單相電壓互感器就可以取得3個線電壓,但是不能取得相電壓。1.33臺單相電壓互感器星形接線方式圖3為3臺單相電壓互感器Y -Y 接線方式。3臺互感器分別接于3個相電壓,一次繞組中性點(diǎn)可以引出接地,二次繞組可以從中性點(diǎn)引出中性線,能夠取得相電壓和線電壓。1.4三相三柱式電壓互感器星形接線方式圖4為1臺三相電壓互感器Y -Y 接線方式。這種接線與3臺單相電壓互感器Y -Y 接線方式相同,能夠取得相對電網(wǎng)中性點(diǎn)相電壓和線電壓,不同的是一次側(cè)中性點(diǎn)不能接地(在后面

7、電壓互感器接圖1單相電壓互感器接線圖22臺單相電壓互感器V -V 接線82 圖33臺單相電壓互感器Y -Y/ 接線圖4三相三柱式電壓互感器Y -Y 接線地方式中分析,一次側(cè)中性點(diǎn)一般不引出,這種接線不能取得零序電壓。1.5三相五柱式電壓互感器接線方式三相五柱式電壓互感器是具有五個磁柱的三相三繞組電壓互感器,如圖5所示。二次側(cè)有兩個二次繞組,一個主二次繞組,一個輔助二次繞組。一次繞組和主二次繞組成星形接線,輔助二次繞組接成零序電壓回路。這種接線方式可以取得相電壓、線電壓和零序電壓 。圖5三相五柱式電壓互感器Y -Y/接線2電壓互感器接地方式的選擇電壓互感器接地分為一次繞組接地、二次繞組接地和鐵芯

8、接地。在電壓互感器外殼上有一個接地樁頭,這是鐵芯和外殼的接地點(diǎn),起安全保護(hù)作用。下面主要分析電壓互感器一次繞組和二次繞組接地方式的選擇。2.1一次繞組接地選擇電壓互感器一次繞組接地主要是工作接地的需要,為了取得零序電壓,用于零序保護(hù)回路。電壓互感器是負(fù)載,發(fā)電機(jī)、變壓器是電源,電壓互感器中性點(diǎn)接地與發(fā)電機(jī)、變壓器中性點(diǎn)接地的作用是不同的。由3只單相電壓互感器組成星形接線時,其一次側(cè)中性點(diǎn)一般接地。因?yàn)殡妷夯ジ衅髟谙到y(tǒng)中不僅有電壓測量,而且還起繼電保護(hù)的作用。當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時,系統(tǒng)中會出現(xiàn)零序電流。如果一次側(cè)中性點(diǎn)沒有接地,一次側(cè)就沒有零序電流通路,二次側(cè)開口三角形線圈兩端也就不會感應(yīng)出零

9、序電壓,零序電壓繼電器就不會動作,不發(fā)接地信號。對于三相五柱式電壓互感器,其一次側(cè)中性點(diǎn)同樣要接地。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時,構(gòu)成零序電流回路。由1臺單相電壓互感器接線和2只單相電壓互感器組成的V -V 形接線時,其一次側(cè)是不允許接地的,因?yàn)檫@相當(dāng)于系統(tǒng)的一相直接接地。三相三柱式電壓互感器一次繞組中性點(diǎn)不能接地。因?yàn)楫?dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時,鐵芯中將出現(xiàn)大小相等、相位相同零序磁通,由于鐵芯是三相三柱的,同方向的零序磁通不能在鐵芯內(nèi)形成閉合回路,只能通過氣隙和鐵芯外殼形成閉合磁路,使磁阻變得很大,零序電流將增加很多,可能使互感器的繞組過熱而被燒毀。2.2二次繞組接地選擇二次繞組接地主要是安全接地

10、,當(dāng)一次、二次側(cè)繞組間的絕緣被高壓擊穿時,一次側(cè)的高壓會竄到二次側(cè),有了二次側(cè)的接地,能確保人員和設(shè)備的安全,所以規(guī)程規(guī)定電壓互感器二次繞組必須接地。電壓互感器二次繞組接地方式與保護(hù)、測量表計(jì)、同步電壓及電壓互感器二次接線有關(guān),一般有中性點(diǎn)接地和B 相接地兩種方式,但是中性點(diǎn)和B 相不能同時接地。2.2.1B 相接地應(yīng)用分析同步回路中,中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng),單相接地時,中性點(diǎn)發(fā)生位移,不能用相電壓同步,必須用線電壓同步,同步點(diǎn)兩側(cè)電壓互感器采用B 相接地,B 相公用,可以簡化同期接線,減少二次電纜芯數(shù)和同期開關(guān)的檔數(shù),節(jié)省設(shè)備。在測量回路中,大多數(shù)表計(jì)均接線電壓,B 相接地公用,引線方便,對只

11、需線電壓的回路,可采用V -V 接線的電壓互感器。B 相接地時,當(dāng)A 、C 相任一相發(fā)生接地時,及構(gòu)成二次繞組兩相短路,熔斷器熔斷,失去接地點(diǎn),一般又在中性點(diǎn)經(jīng)擊穿保險(xiǎn)接地。這樣增加了設(shè)備,同時,在正常情況下如擊穿保險(xiǎn)擊穿,將使B 相繞組短路。B 相接地對距離保護(hù)也是不利的,因?yàn)槿绻憔€上串接的隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)G S 不可靠而斷開,110k V 以上電壓距離保護(hù)有斷線閉鎖裝置失去作用,這時再發(fā)生一相或兩92施喜平,汪鋒電壓互感器接線方式應(yīng)用分析相斷線時,距離保護(hù)會誤動作。2.2.2中性點(diǎn)接地應(yīng)用分析電壓互感器中性點(diǎn)接地,中性點(diǎn)無任何斷開觸點(diǎn),可靠性高,對距離保護(hù)無影響,也無B 相接地相關(guān)問題,

12、接線簡單。另外,中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng),電壓互感器中性點(diǎn)接地,同步回路中,可以采用輔助二次繞組的相電壓同步。對測量回路,表計(jì)均需三相接入,引線較復(fù)雜。3非有效接地系統(tǒng)三相五柱式電壓互感器接線分析在35k V 及以下非有效接地系統(tǒng)中,母線電壓互感器二次繞組一般采用B 相接地,如圖6所示。這種接地方式可以簡化同期系統(tǒng)接線,在發(fā)電廠中應(yīng)用較普遍。3.1接地點(diǎn)的設(shè)置B 相接地點(diǎn)一般設(shè)在端子箱內(nèi)熔斷器之后,這樣當(dāng)中性線發(fā)生接地故障時,形成B 相繞組短路,熔斷器可以保護(hù)。接地點(diǎn)設(shè)在熔斷器之后也有缺點(diǎn),一旦熔斷器熔斷,則整個互感器二次側(cè)將失去保護(hù)接地點(diǎn),如果高壓絕緣損壞,電壓串到二次側(cè),危及設(shè)備和人身安全。所以

13、,在熔斷器之后接地情況下,一般在中性點(diǎn)增加一個擊穿保險(xiǎn)接地點(diǎn),當(dāng)電壓超過一定值,間隙擊穿,起保護(hù)接地作用。電壓互感器引出線除接地B 相外,其他各引出線端都經(jīng)電壓互感器輔助觸點(diǎn)Q S 1引出。這樣,當(dāng)電壓互感器停電檢修時,在斷開隔離開關(guān)的同時,二次接線也自動斷開,防止二次側(cè)向一次側(cè)反送電,造成事故。由于隔離開關(guān)現(xiàn)場輔助觸點(diǎn)常出現(xiàn)接觸不良情況,而中性線如果接觸不良難以發(fā)現(xiàn),一般在中性線采用兩對輔助觸點(diǎn)并聯(lián),以增加其可靠性 。圖6非有效接地系統(tǒng)電壓互感器接線分析3.2輔助二次繞組的作用輔助二次繞組接成開口三角形,額定電壓為100/3V ,起絕緣監(jiān)察作用。正常運(yùn)行時,三相電壓對稱,開口三角形無電壓輸出

14、。當(dāng)一次系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時,開口三角形繞組回路中出現(xiàn)零序電壓,絕緣監(jiān)察繼電器動作,發(fā)出單相接地信號。開口三角形不裝設(shè)熔斷器保護(hù),正常時,開口三角形無電壓輸出,引出端子上無電壓,熔斷器不起作用,如果熔斷器熔斷未被發(fā)現(xiàn),當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障時,反而影響絕緣監(jiān)察裝置正確動作。4有效接地系統(tǒng)三相五柱式電壓互感器接線分析在110k V 及以上有效接地系統(tǒng)中,電壓互感器二次繞組一般采用中性點(diǎn)接地方式,如圖7所示。4.1中性點(diǎn)接地的特點(diǎn)110k V 及以上線路一般裝有距離保護(hù)裝置,互感器中性點(diǎn)接地,二次側(cè)中性線不接任何開關(guān)和輔助觸點(diǎn),距離保護(hù)電壓回路斷線閉鎖裝置可靠性高。同時為保證在電壓互感器較遠(yuǎn)處發(fā)生短路,能迅速將故障相斷