電壓互感器二次回路常見故障分析

1、電壓互感器二次回路常見故障分析摘要：本文對(duì)電壓互感器二次回路的進(jìn)行了介紹，結(jié)合等效電路圖，對(duì)電壓互 感器二次回路的一些常見故障進(jìn)行了分析探討，指出了需要進(jìn)一步進(jìn)行研究的方 向。關(guān)鍵詞：電壓互感器 故障斷線回路阻抗多點(diǎn)接地 微機(jī)保護(hù)引言電壓互感器1 簡稱TV或PT,其作用是將電力系統(tǒng)中的高壓通過電磁作用轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪?，?夠?yàn)槔^電保護(hù)、計(jì)量及測量等二次回路所承受，一般為100V，并且可以在一次回路與二次回 路間起到隔離作用。電壓互感器二次回路的故障，會(huì)對(duì)電力保護(hù)、測量及計(jì)量等功能產(chǎn)生影 響，對(duì)保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性及計(jì)量、測量的準(zhǔn)確性造成危害，進(jìn)而影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn) 定性。本文擬就電壓互感器二次回路

2、的一些常見故障進(jìn)行分析，并對(duì)保護(hù)的影響進(jìn)行探討。 1電壓互感器二次回路介紹電壓互感器互感器二次回路示意圖見圖1。如圖所示，電壓互感器二次回路的接地點(diǎn)，按照反事故措施的有關(guān)規(guī)定，只允許有一點(diǎn) 接地。目前的變電站，為了便于檢修的要求，這個(gè)接地點(diǎn)一般設(shè)在控制室內(nèi)。電壓互感器二 次回路設(shè)置一個(gè)接地點(diǎn)，是為了設(shè)備和人身安全著想，防止將高壓通過互感器引入二次側(cè)。為了保證二次回路接地的可靠有效，電壓互感器的中性線上不可以接入空開或熔斷器。在N線中，為了防止遭受雷擊過電壓等極端高壓的沖擊，一般還會(huì)設(shè)置放電間隙或氧化鋅閥 片接地2。圖中L630為零序電壓3U0，對(duì)于采用自產(chǎn)3UO的裝置，可以不接入此線，或者根據(jù)

3、需 要接入備用。電壓互感器二次回路可以等效為如下電路。圖2中，UA為電壓互感器等效的且能夠反映一次電壓的二次電壓，在圖中用一個(gè)受控電 壓源來表示，ZI為回路電阻，ZL為負(fù)荷阻抗，UB為電壓互感器負(fù)荷上的電壓降落。理想情 況下，我們認(rèn)為UA=UB，但是實(shí)際情況是存在電壓降UAB。為了使UAB盡可能的小，就需 要降低回路電阻ZI。但實(shí)際中回路電阻可能很大，從而使UB嚴(yán)重偏離。2電壓互感器二次回路常見故障以上是對(duì)電壓互感器特性的一些介紹，在實(shí)際工作中，筆者發(fā)現(xiàn)電壓互感器二次回路容 易發(fā)生一些如下的故障：2.1二次回路斷線電壓互感器二次回路發(fā)生開路現(xiàn)象，稱為斷線。一般可以分為對(duì)稱斷線與不對(duì)稱斷線。 對(duì)

4、稱斷線是指三相都發(fā)生斷線的情況。不對(duì)稱斷線，顧名思義，則是指電壓互感器二次回路 發(fā)生一相或兩相斷線的情況。三相斷線三相斷線往往是由外力破壞等原因造成的。三相斷線的結(jié)果是保護(hù)裝置、計(jì)量裝置、測 量裝置都無法獲得電壓，產(chǎn)生母線失壓的情況。不對(duì)稱斷線（1）若電壓互感器二次回路發(fā)生一相斷線，則斷線相的二次電壓為零，而其他兩相顯示 正常。對(duì)于零序電壓，如圖1中所示，由于其回路完整，并不受單相斷線的影響，所以數(shù)值 顯示正常。（2）兩相斷線時(shí)，只有不斷線的另外一相電壓顯示是正常的。對(duì)于 線仍然不存在影響。（3）若零序電壓獲取回路線發(fā)生斷線，則會(huì)對(duì)零序電壓的獲取產(chǎn)生影響。但存在的一 個(gè)問題是，在正常情況下，顯

5、示值為零，所以即便是發(fā)生了斷線，也很難發(fā)現(xiàn)。只有當(dāng)一次 系統(tǒng)發(fā)生接地，產(chǎn)生零序電流，而此時(shí)零序電壓仍然為零，方可判定為零序電壓獲取回路發(fā) 生了斷線。2.2電壓互感器二次回路多點(diǎn)接地電壓互感器二次回路中除外，由于某種原因又出現(xiàn)其他接地點(diǎn)，即是出現(xiàn)了多點(diǎn)接地3 的情況。如圖3所示，出現(xiàn)兩相接地的情況，造成了中性點(diǎn)電壓的偏移，則會(huì)造成ABC三相 電壓均發(fā)生變化，還會(huì)產(chǎn)生零序電流。零序電流的方向與中性點(diǎn)電壓偏移方向反向，其電流 值得大小與中性點(diǎn)電壓數(shù)值及兩接地點(diǎn)間的阻抗有關(guān)系，成正比。中性點(diǎn)電壓的偏移會(huì)造成 相電壓的變化，但是對(duì)于線電壓無影響。2.3電壓互感器二次回路阻抗大如圖2所示，電壓互感器二次回

6、路阻抗過大的情況下，將會(huì)變小，其與的差異變大。 若回路三相回路阻抗不相同，會(huì)造成三相電壓不平，進(jìn)而造成中性點(diǎn)電壓偏移。電壓互感器二次回路故障對(duì)保護(hù)影響的分析通過對(duì)電壓互感器二次回路常見故障及電壓變化的分析與討論，可得知其對(duì)保護(hù)的影響 如下：電壓互感器二次回路斷線對(duì)保護(hù)的影響與電壓量有關(guān)的保護(hù)，容易受電壓互感器二次回路斷線的影響。以距離保護(hù)為例，若某 項(xiàng)電壓變小，則造成保護(hù)裝置處測量阻抗變小，容易造成誤動(dòng)作。如今，微機(jī)保護(hù)裝置都采 用自檢機(jī)制，當(dāng)裝置檢測到電壓互感器二次回路發(fā)生斷線，則退出相關(guān)保護(hù)，防止誤動(dòng)現(xiàn)象 的發(fā)生。對(duì)于電壓互感器斷線的不同情況，采取不同的判據(jù)進(jìn)行判別。電壓互感器單相斷線和兩

7、相斷線這兩種不對(duì)稱斷線現(xiàn)象的判定，各類保護(hù)裝置采用的判 別方法不盡相同，一種較常用判別方法是負(fù)序電壓大于8V，其原因?yàn)椴粚?duì)稱斷線時(shí)，裝置內(nèi) 部經(jīng)過計(jì)算會(huì)有負(fù)序電壓存在，而對(duì)小電流接地系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，其負(fù)序電流為零。對(duì)于電壓互感器三相斷線，可以通過判定三相無電壓，而有電流(電流互感器正常工作) 來判定。還有一些判定方法，諸如三相電壓相量求和、求出線電壓模值差、自產(chǎn)零序電壓與 外接零序電壓進(jìn)行對(duì)比等。電壓互感器二次回路多點(diǎn)接地對(duì)保護(hù)的影響電壓互感器二次回路多點(diǎn)接地，根據(jù)前面的分析，可以看出中性點(diǎn)電壓會(huì)產(chǎn)生偏移現(xiàn)象， 進(jìn)而會(huì)造成有關(guān)保護(hù)誤動(dòng)作，如距離保護(hù)、工頻變化量保護(hù)等，對(duì)于高頻保護(hù)的功率

8、方向判 定也會(huì)產(chǎn)生影響。電壓互感器二次回路阻抗過大對(duì)保護(hù)的影響電壓互感器二次回路阻抗過大，通過前面的分析可知，得到的二次電壓不能夠準(zhǔn)確的反 映一次側(cè)電壓，若各相阻抗不一致，還會(huì)引起三相電壓的不平衡，進(jìn)而造成產(chǎn)生零序電壓的 情況。這種情況一方面會(huì)造成保護(hù)誤動(dòng)的可能，或者造成保護(hù)裝置發(fā)PT斷線信號(hào)，進(jìn)而閉 鎖有關(guān)保護(hù)，引起保護(hù)拒動(dòng)。另外，電壓互感器二次回路過大，還會(huì)影響計(jì)量電壓，需要引 起足夠的重視。結(jié)語本文結(jié)合電壓互感器二次回路及等效電路的介紹，分析了電壓互感器二次回路的一些常 見故障及其對(duì)保護(hù)造成的影響。在電力系統(tǒng)檢修工作的實(shí)踐中，我們還會(huì)碰到更加復(fù)雜多樣 的電壓互感器二次回路問題。本文介紹的是一些常見的故障，對(duì)這些故障及其影響進(jìn)行深入 的理解，便于指導(dǎo)我們提高電壓互感器二次回路檢修工作質(zhì)量。其中，在檢修或驗(yàn)收過程中， 電壓互感器二次回路阻抗過大的情況，很難被發(fā)現(xiàn)，也容易受到忽視，如何避免這種情況， 值得相關(guān)工程人員進(jìn)行深入研究和思考。參考文獻(xiàn)：林用劍.淺談電壓互感器在電力系統(tǒng)的應(yīng)用J.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2010(6):109-110