電壓互感器及二次回路設(shè)備選擇

名目1、概述2、電壓互感器的配置345、電壓互感器二次側(cè)自動(dòng)開(kāi)關(guān)的選擇67、有待解決的問(wèn)題和建議概述電壓互感器是一種將系統(tǒng)的一次電壓按肯定比例縮小為要求的二次電壓，供測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置使用的設(shè)備。電壓互感器的選擇，除尚應(yīng)按供電負(fù)荷要求，確定其接線方式，二次繞組數(shù)量、容量及準(zhǔn)確等級(jí)。1)500kV112

接線，宜在每回出線及每回變壓器進(jìn)線上配置三相電壓互感器，在每組母線上配置單相或三相電壓互感器。500kV雙母線接線，宜在每回出線和每組母線上配置三相電壓互感器。220kV及以下雙母線或單母線接線，宜在每組母線上配置三相電壓互感器，出線側(cè)可依據(jù)要求配單相電壓互感器。220V雙母線接線，亦可在每回出線和每組母線上配置三相電壓互感器(按單元配置)。這種配置的主要優(yōu)點(diǎn)是取消了二次電壓回路的切換設(shè)備，簡(jiǎn)化了二次回路，便利運(yùn)行維護(hù)，但每回出線增加兩臺(tái)電壓互感器，增加了一次設(shè)備費(fèi)用。電壓互感器接線型接線，每相額定電壓為Un/3kV。主二次繞組三相組成中性點(diǎn)接地的星型接線，每相額定電壓為100/3V，在非有效接地系統(tǒng)中，供接于相間電壓的儀表和繼電保護(hù)使用，在有效接地系統(tǒng)中，供接于相間電壓和相電壓的儀表和繼電保護(hù)使用。關(guān)心二次繞組承受開(kāi)口三角型接線，非有效接地系統(tǒng)每相100/3V100V，正常時(shí)開(kāi)口三角線路單相電壓互感器，對(duì)于有效接地系統(tǒng)接于相地之間，其一次額定電壓為Un/3kV，二次額定電壓為100/3V和100V，對(duì)于非有效接UnkV，二次額定電壓為100V。3〕對(duì)非有效接地系統(tǒng)，可用兩臺(tái)單相電壓互感器接于A-B及B-C相V-V接線，供接于相間電壓的儀表和繼電器使用，電壓互感器額定UnkV，額定二次電壓為100V。組的準(zhǔn)確級(jí)、容量及繞組數(shù)量，應(yīng)滿足所供儀表和繼電器的要求。測(cè)量級(jí)和保護(hù)級(jí)。測(cè)量級(jí)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級(jí)為0.1、0.2、0.5、1.0、3.0級(jí)，保護(hù)級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確3P和6P級(jí)。測(cè)量級(jí)和保護(hù)級(jí)的電壓誤差和相位誤差應(yīng)不超過(guò)表4.1.1所列限值4.1.1電壓誤差和相位差限值誤差限值 適用運(yùn)行條件級(jí)

電壓誤差

相位差

電壓 頻率范

負(fù)荷負(fù)荷功±% ±m(xù)in ±crad

圍%

率因數(shù)0.10.150.150.20.2100.3測(cè)量0.50.5200.680～12099～1011.01.0401.23.03.0未規(guī)定未規(guī)定25～0.8〔滯保護(hù)繞組 6P

后〕3P3.01203.56P6.02407.03P3.01203.56P6.02407.0或〔5～6.0 240 7.0 190〕1：括號(hào)內(nèi)數(shù)值適用于中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)用電壓互感器。2：當(dāng)二次繞組同時(shí)用于測(cè)量和保護(hù)時(shí)，應(yīng)對(duì)該繞組標(biāo)出其測(cè)量和保護(hù)等級(jí)及額定輸出?；ジ衅鳒?zhǔn)確級(jí)的選擇1〕測(cè)量用電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)測(cè)量用電壓互感器的準(zhǔn)確等級(jí)應(yīng)與測(cè)量?jī)x表的準(zhǔn)確等級(jí)相匹配，參見(jiàn)表4.2.14.2.1儀表與配套的電壓互感器準(zhǔn)確等級(jí)儀表準(zhǔn)確級(jí)儀表準(zhǔn)確級(jí)互感器準(zhǔn)確級(jí)0.51.01.52.50.50.51.01.00.5級(jí)指數(shù)字式儀表等級(jí)微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)用電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)沒(méi)有明文規(guī)定，建議用0.5級(jí)。2〕和計(jì)量電能的多少分為五類：Ⅰ類電能計(jì)量裝置月平均用電量500萬(wàn)kWh及以上或變壓器容量為10000kWA及以上的高壓計(jì)費(fèi)用戶、200MW及以上發(fā)電機(jī)、發(fā)電企業(yè)上網(wǎng)電量、電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)企業(yè)之Ⅱ類電能計(jì)量裝置月平均用電量100萬(wàn)kWh及以上或變壓器容量為2023kVA及以上的高壓計(jì)費(fèi)用戶、100MW及以上發(fā)電機(jī)、供電企業(yè)之間的電量交換點(diǎn)的電能計(jì)量Ⅲ類電能計(jì)量裝置月平均用電量10萬(wàn)kWh及以上或變壓器容量為315kVA及以上的計(jì)費(fèi)用戶、100MW以下發(fā)電機(jī)、發(fā)電企業(yè)廠〔站〕用電量、供電企業(yè)內(nèi)部用于承包考核的計(jì)量點(diǎn)、考核有功電量平衡的110kV及以上的送電線路電能計(jì)量裝置。Ⅳ類電能計(jì)量裝置315kVA以下的計(jì)費(fèi)用戶、發(fā)供電企業(yè)內(nèi)部經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)分析、考核用的電能計(jì)量裝置。V類電能計(jì)量裝置單相供電的電力用戶計(jì)費(fèi)用電能計(jì)量裝置。4.2.2所示值。別準(zhǔn)確度等級(jí)有功電能表無(wú)功電能表別準(zhǔn)確度等級(jí)有功電能表無(wú)功電能表電壓互感器電流互感器ⅠⅡⅢⅣV0.5S或0.5S或1.02.02.00.20.20.50.50.50.52.00.20.2S0.52.00.20.2S2.00.50.5S3.00.50.5S0.5S3〕保護(hù)用電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)保護(hù)用電壓互感器的準(zhǔn)確級(jí)為3P和6P。4〕電壓互感器二次繞組的數(shù)量對(duì)Ⅰ、Ⅱ類計(jì)費(fèi)用途的電能計(jì)量裝置，宜按計(jì)量點(diǎn)設(shè)置專用電壓互感110kV及以上電壓等級(jí)沒(méi)有單獨(dú)設(shè)置專用電壓互感器或?qū)Ｓ枚卫@組時(shí)，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類電壓計(jì)量裝置的電壓回路，應(yīng)單獨(dú)由電壓互感器端子箱引接，并裝設(shè)熔斷器或自動(dòng)開(kāi)關(guān)，并應(yīng)對(duì)電壓互感器的完整性進(jìn)行監(jiān)視。目前220kV及以上電網(wǎng)的系統(tǒng)保護(hù)和組件保護(hù)皆承受了雙重化配置，綜合4.3.1〕和4.3.2〕的要求，220kV及以上的母線或線路三相電Y0/Y0/Y0/Y0/0.2級(jí)用于計(jì)量，0.5/3P級(jí)用于第一套0.5/3P對(duì)于微機(jī)保護(hù)，當(dāng)由保護(hù)裝置自產(chǎn)零序電壓時(shí)，可不設(shè)剩余繞組。－4－此種電壓互感器尚不多見(jiàn)，應(yīng)與制造廠協(xié)商供給。當(dāng)無(wú)法選用三個(gè)二次主繞組電壓互感器時(shí)，應(yīng)選用兩個(gè)二次主繞組及一個(gè)剩余繞組的電壓互感器Y0/Y0/Y0/△接線。第一二次繞組為0.2/3P級(jí)，用于計(jì)量和第一套保護(hù)〔計(jì)量由電壓互感器端子箱單獨(dú)引接〕0.5/3P級(jí)，用于測(cè)量和其次套保護(hù)，開(kāi)口三角供給零序電壓。4〕110kV及以下的系統(tǒng)保護(hù)及組件保護(hù)，皆承受單套配置。母線上的三相電壓互感器，宜選用帶兩個(gè)二次主繞組和一個(gè)剩余繞組的電壓互感器，組Y0/Y0/Y0/△接線。第一二次繞組為0.2級(jí)，用于電能計(jì)量，其次二次0.5/3P級(jí)，用于測(cè)量和保護(hù)，開(kāi)口三角供給零序電壓。25～100%范圍內(nèi)。由于目前廣器各二次繞組的額定容量。常用微機(jī)保護(hù)測(cè)控裝置的溝通電流，電壓及直流回路的功率消耗見(jiàn)表4.4.1。表4.4.1 常用測(cè)控及保護(hù)裝置溝通電流、電壓及直流回路功耗回路〔 回

流稱 VA名 1A柜動(dòng)

/相〔〕 路〔V/5相電

(W正W)常 作器器A 差005

0505

4005 40TSPG〕線接柜 動(dòng)〔器/ 〔器B 差屏-0021保

0505

4005 40護(hù) 機(jī)TSPG柜C-0021

05〕線接/2〔護(hù)保路線Vk005

TSPG4CRPDS

404040404040053550053550

0505障 0505障 05

05355005355030 30器 10-A1屏護(hù)保 CRP

05

05 30 50/路

回 〔稱 〔相 W〔VA名 1A

〕 路V/相電

)正 動(dòng)常 作90護(hù)-ECRP護(hù)保 機(jī)線母Vk BPB-0-5

05 456605 4566護(hù)保 -器壓變?nèi)θ齎k022-

0511105111

30 3005 50 702 2量RCCS裝 置

05母0550507070母05505070703030053550〔護(hù)保路線 DS02-

05105 11

35 50Vk022

CCRP

05 1 0

35 50機(jī)打印電流回路電壓回路

直流回名稱

〔VA/ 路1A 5A相〕 正 動(dòng)常 作CZX-12R分相操作箱 30 30〕 RCS-901A線路保護(hù)重合閘裝置0.5 1雙母 FOX-40X光纖接口裝置雙護(hù)〔 打印機(jī)護(hù)保路 RCS-923A失靈啟動(dòng)裝置 0.5 1線

0.5 35 5035 50Vk02Vk2

RCS-902A線路保護(hù)重合閘裝置0.5 1LFX-912收發(fā)信機(jī)打印機(jī)

0.5

35 5030 55段分三線母雙〔護(hù)保線母護(hù)護(hù)保

RCS-915CD母線保護(hù) 0.5 1 0.5 45 60MNP-3C母線模擬器打印機(jī)路kV0線k011保線母

BP-2BBP-2B母線保護(hù)0.510.54560打印機(jī)RCS-941A成套線路保護(hù)裝置0.510.53550RCS-941A成套線路保護(hù)裝置0.510.53550注每屏兩條線路保護(hù)RCS-915A母線保護(hù)0.510.54560打印機(jī)電流回路電流回路名稱〔VA/相〕〔VA/直流回路〔W〕1A5A相〕正常動(dòng)作RCS-9000保護(hù)測(cè)控裝置0.510.51525裝安k5V線30～散分1BP-2B母線保護(hù)0.510.54560k5V母3LQ-300K＋打印機(jī)RCS-9700測(cè)控裝置0.510.525電子式多功能電能表溝通電壓回路功率消耗，經(jīng)查多種電能表樣本，2W5VA，該功率消耗主要是電能表工作電源的消耗。對(duì)于三相式電能表工作電源是三相輸入，故每相消耗可認(rèn)為是總功耗的1/32VA。3〕500kV11

接線，線路或變壓器出線電壓互感器各二次繞組的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)2及額定容量見(jiàn)表4.4.3。次繞組邊斷路器保護(hù)邊斷路器測(cè)控0.50.50.51110.50.50.55～70.2/3P15VA33～46%線路〔變壓器〕測(cè)控0.510.5二次負(fù)載〔VA/相〕接線圖次繞組名稱容量數(shù)量小計(jì)合計(jì)二次繞二次負(fù)載〔VA/相〕接線圖次繞組名稱容量數(shù)量小計(jì)合計(jì)二次繞定容量二次負(fù)之比電力式多功能電能21～22～4第第一套線路〔變壓第器〕保護(hù)表0.5×211第〔變壓器〕中斷路器保護(hù)0.5×2110.510.5次中斷路器測(cè)控0.510.530.5/3P10VA30%繞其次套平穩(wěn)裝置組0.510.5故障錄波0.510.5剩余略繞組3P10VA4.4.4接線圖 次

二次負(fù)載〔VA/相〕繞 名稱 容量數(shù)量小計(jì)組第能表第一套線路保護(hù)第一套主變保護(hù)

二次繞二次負(fù)組準(zhǔn)確載與額二次繞二次負(fù)組準(zhǔn)確載與額計(jì)之比合

26.6%281628160.5420.5210.510.50.510.50.5420.5210.510.50.510.50.5420.5210.510.50.510.50.510.5繞第一套母線保護(hù)組其次套主變保護(hù)第一套母線保護(hù)第其次套母線保護(hù)次線路測(cè)控

0.5/3P8.5 30VA

28%繞主變測(cè)控 0.組母聯(lián)測(cè)控故障錄波剩余略 3P繞 20VA組注：當(dāng)由一組電壓互感器向兩組母線的二次設(shè)備供電時(shí)，二次負(fù)載增加一倍，5〕110kV雙母線接線，每段母線上出線5回，變壓器2回，母線電壓互4.4.5接線圖

次 二次負(fù)載〔VA/相〕二次繞二次負(fù)組準(zhǔn)確載與額計(jì)之比二次繞二次負(fù)組準(zhǔn)確載與額計(jì)之比合第電子式多功能電能表 2 7 14次 14繞組

0.250VA

28%主變保護(hù)第母線保護(hù)線路測(cè)控次主變測(cè)控繞組母聯(lián)測(cè)控故障錄波

0.5 50.5×2 2

2.52

0.510.510.50.552.50.5210.510.50.510.50.510.510 30VA1.

33%剩余 3P繞 20VA組載增加一倍，但不超過(guò)額定容量。6〕35kV單母線分段接線，每段母線上主變進(jìn)線1回，出線4回，電2組，母線電壓互感器各二次繞組的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及額定容量見(jiàn)表4.4.6。二次繞二次負(fù)組準(zhǔn)確載與額級(jí)及額定容量定容量之比0.552.530VA0.5210.510.50.5×2117.50.5/3P20VA0.510.52.0.510.50.510.50.510.5接線圖次繞組二次負(fù)載〔VA/相〕名稱容量數(shù)量小計(jì)合計(jì)第電子式多功能電能表次繞組線路測(cè)控保護(hù)2816160.253%接線圖次繞組二次負(fù)載〔VA/相〕名稱容量數(shù)量小計(jì)合計(jì)第電子式多功能電能表次繞組線路測(cè)控保護(hù)2816160.253%電容器測(cè)控保護(hù)第所用變測(cè)控保護(hù)次主變保護(hù)繞主變測(cè)控組母線保護(hù)37.5%分段測(cè)控母線測(cè)控剩余繞組3P為30VA。2.當(dāng)一組母線電壓互感器對(duì)兩組母線的二次設(shè)備供電時(shí)，電壓互感器二次負(fù)荷增加一倍，0.2級(jí)繞組負(fù)載略大于額定容量。7〕10kV單母線分段接線，每段母線上主變進(jìn)線1回，出線8回，電2組，所用變一臺(tái)，母線電壓互感器各二次繞組的負(fù)荷統(tǒng)計(jì)及額定容量4.4.7。二次負(fù)載〔VA/相〕接線圖次繞組第二次繞組準(zhǔn)確名稱容量數(shù)量小計(jì)合計(jì)級(jí)及額定容量二次負(fù)之比電子式多功能電能表21122二次負(fù)載〔VA/相〕接線圖次繞組第二次繞組準(zhǔn)確名稱容量數(shù)量小計(jì)合計(jì)級(jí)及額定容量二次負(fù)之比電子式多功能電能表21122次繞組220.240VA55%線路測(cè)控保護(hù)0.584電容器測(cè)控保護(hù)0.521第所用變測(cè)控保護(hù)0.510.5次主變保護(hù)0.5×211繞主變測(cè)控組母線保護(hù)8.00.5/3P20VA3.40%0.510.5分段測(cè)控0.510.5母線測(cè)控0.510.5剩余繞組2.當(dāng)一組母級(jí)電壓互感器向兩組母線的二次設(shè)備供電時(shí)，電壓互感器二次負(fù)荷增加一倍，0.2級(jí)繞組負(fù)載略大于額定容量。電壓互感器二次側(cè)自動(dòng)開(kāi)關(guān)的選擇電壓互感器二次側(cè)自動(dòng)開(kāi)關(guān)的選擇應(yīng)滿足如下要求：1〕自動(dòng)開(kāi)關(guān)額定電流應(yīng)按回路最大負(fù)載電流選擇。2〕90%額定電壓時(shí)，二次回路末端經(jīng)過(guò)渡電阻70%額定電壓時(shí)，自動(dòng)開(kāi)關(guān)應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作。自動(dòng)開(kāi)關(guān)瞬時(shí)脫扣器斷開(kāi)短路電流的時(shí)間不應(yīng)大于20ms。自動(dòng)開(kāi)關(guān)應(yīng)附有用于閉鎖有關(guān)保護(hù)誤動(dòng)的常開(kāi)關(guān)心接點(diǎn)和自動(dòng)開(kāi)關(guān)跳閘時(shí)發(fā)報(bào)警信號(hào)的常閉關(guān)心接點(diǎn)。5.1.2〕、5.1.3〕5.1.4〕條是為了防止二次電壓回路短路〔如距離保護(hù)〕誤動(dòng)而要求的，此時(shí)假設(shè)自動(dòng)開(kāi)關(guān)能快速動(dòng)作，可按這些要求選擇自動(dòng)開(kāi)關(guān)的瞬時(shí)動(dòng)作電流。自動(dòng)開(kāi)關(guān)的選擇：額定電流選擇：額定電流應(yīng)大于最大二次負(fù)載電流I=KIn k1 f.maxI：自動(dòng)開(kāi)關(guān)的額定電流nK：牢靠系數(shù)，取1.5k1I ：最大二次負(fù)載電流f.max4.4.3～4.4.7可知，各級(jí)電壓互感器二次負(fù)荷正常不超過(guò)40VA/80VA/相，按80VA/I=1.38AI2A。f.max n90%額定電壓下運(yùn)行，二次回路末端經(jīng)過(guò)渡電阻兩相短路，加在繼電器上的電壓為70%額定電壓時(shí)自動(dòng)開(kāi)關(guān)應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作。0.9Un-0.7nKk2R2dzIdz：自動(dòng)開(kāi)關(guān)瞬時(shí)動(dòng)作電流〔取13A〕Un：二次額定電壓〔100V〕Kk2：牢靠系數(shù)取1.3R2=R2：兩相短路時(shí)的環(huán)路電阻〔Ω12LR2=57S代入上述數(shù)值：L＝33.76S計(jì)算得：當(dāng)二次電纜截面為2×6mm2時(shí)，長(zhǎng)度不應(yīng)大于405m當(dāng)二次電纜截面為2×4mm時(shí)，長(zhǎng)度不應(yīng)大于270m當(dāng)二次電纜截面為6mm2202m4mm23〕推舉設(shè)備

135m通過(guò)上述計(jì)算，電壓互感器二次側(cè)自動(dòng)開(kāi)關(guān)推舉承受C65N或S261-C小2極數(shù)：?jiǎn)渭?jí)2A脫扣器類型：C型脫扣電流：13A〔6.5In〕關(guān)心接點(diǎn)：11常閉電壓互感器二次電纜截面的選擇電纜截面選擇應(yīng)符合的要求：1〕電壓互感器二次電纜截面不應(yīng)小于2.5mm2。2〕電磁式自動(dòng)電壓校正器的連接電纜，截面不應(yīng)小于4mm2。3〕保護(hù)及自動(dòng)裝置回路二次電纜截面應(yīng)使短路電流滿足自動(dòng)開(kāi)關(guān)脫扣的要求〔5.2.2〕節(jié)〕。4〕滿足回路電壓降的要求：繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置回路，電纜的電壓降，3%；測(cè)量回路的電壓降應(yīng)不大于額定二次電壓的1～3%；Ⅰ、Ⅱ類電能計(jì)量裝置電壓回路的電壓降，應(yīng)不大于額定二次電壓的0.25%；Ⅲ、Ⅳ類電能計(jì)量裝置電壓回路的電壓降應(yīng)不大于額定二次電壓的0