国家电网继电保护培训课程---电压互感器

限制谐振过电压可采取以下措施
1．选用励磁特性较好的电磁式电压互感器，或电容式电压互感器 2．使电压互感器带有零序电阻。例如在电压互感器开口三角形绕 组中短时加装电阻。当开口三角绕组的容量许可时，直接接入 500W灯泡(阻值为30--100欧的阻尼电阻 )，一般即可使电压互感 器谐振过电压消失。 3．禁止只使用一相或两相电压互感器接在相线与地线之间，以保 证三相对地阻抗的对称性，避免中性点位移。 4．对中性点直接接地的网络，应避免因故障跳闸变为中性点不接 地的系统运行，以防止产生铁磁谐振故障。
电压互感器的接线方式
（1）图3(a)为一个单相电压互感器的接线，供仪表、继电器接于一个线电压。 (2)图3(b)为两个单个电压互感器接成V／V形，供仪表、继电器接于三相 三线制电路的各个线电压。其广泛地应用在变、配电所6—10kV高压配 电装置中。(3)图3(c)为三个单相电压互感器接成Y。／Y。形，供电给要 求线电压的仪表、继电器，并供电给接相电压的绝缘监察电压表。由于 小电流接地的电力系统在一次侧发生单相接地时，另两相电压要升高到 线电压，所以绝缘监察电压表应按线电压选择，否则在发生单相接地时， 电压表可能被烧坏。 (4)图3(d)为三个单相三绕组电压互感器或一个三相 五心柱三绕组电压互感器接成Y0／Y。／Δ(开口三角)形。接成Y。的二 次绕组，供电给需要线电压的仪表、继电器以及作为绝缘监察的电压表； 辅助二次绕组接成开口三角形，构成零序电压过滤器，供电给监察线路 绝缘的电压继电器。在三相电路正常工作时，开口三角形的两端的电压 接近于零。当三相中某一相接地时，开口三角形两端将会出现近100V的 零序电压，使电压继电器动作，发出信号
铁心接地点
在互感器外壳上还有一个接地桩头．这 是铁心和外壳的接地点，起安全保护作 用。
PT断线时现象分析
当仅PT一次断线时，分两种情况：一是全部断线：此时二次电压全无，开口亦无电压。二是不全部断线即只 有一相断线或两相断线，此时对应相二次无相电压，不断线相二次相电压不变，开口三角有电压。当仅PT二 次断线时，PT开口三角无电压，断线相电压为零。PT断线判据分析 (1)开口电压和相电压综合判别法：即开 口无电压和相电压不平衡时就判为断线。这是普通PT断线继电器所采用的方法，局限在于当发生PT一次断线 时不能正确地作出判断，以致于保护得不到及时的闭锁而误动。(2)进线有流和PT二次无电压的判别法：这主 要针对PT三相断线而采用的一种判别法，广泛用于110kv变电站的备用电源自投装置。其优点在于通过PT和CT 两种元件来判别，突破了传统的仅靠PT二次电压的异常来判断PT断线的做法，具有较大的推广价值。但是， 从微机备自投装置运行状况看，还具有一定的局限性。问题出在判断进线有流定值的太大和PT二次保险采用 的是三相空开(只要一相有异常三相全跳)，结果PT断线时三相全无压，备投装置不能可靠闭锁造成误动。解 决的方法是采用三个单相保险，降低PT三相保险一起熔断的几率。其次是尽量压低检进线有流的定值(此定值 不能无限减小，否则由于微机备投零漂的存在，造成BZT拒动，后果更为严重)。(3)进线有流、开口电压、三 相电压计算的3U0综合判别法。此判据在微机保护中有广泛的应用价值，利用CPU的计算功能通过三相电压计 算得零序电压3U0，逻辑如图2。此种判据最大限度把PT断线的真实性反映出来，现场的运行情况良好，是值 得推广的一种判据、也是采用微机技术的优越性集中体现。(4)并接不平衡电容法：这种办法主要是针对PT二 次是三相保险时，为判PT断线而采取的一种对策，广泛用于110kvPT二次系统。具体做法是在三相保险的任一 相两端并接一电容，这样在PT二次保险全断开时，由于电容放电而产生不平衡电压，使PT断线继电器在二次 失压时判为PT断线，并闭锁相应的保护及BZT等自动装置。缺点在于在一次保险熔断时也不能正确地判断，因 此必须和PT开口电压配合判断。
一次侧的接地点
(1)当以两只单相电压互感器如图1所示按V—V形接线时，显然， 一次侧是不允许接地的，因为任一端接地都会使系统的一相直接 接地。 (2)如图2所示由三只单相电压互感器组成星形接线时，其一次侧 中性点必须接地。因为电压互感器在系统中不仅有电压测量的作 用，而且还起继电保护的作用。当系统中发生单相接地故障时， 系统中会出现零序电流。如果一次侧中性点没有接地，那么一次 侧就没有了零序电流通路，零序电流不可能流通。二次侧开口三 角形绕组两端也就不会感应出零序电压。于是继电器KV无法起动， 发不出接地信号。 (3)对于三相五柱式电压互感器，其一次侧中性点同样要接地，原 理同上。
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电磁式电压互感器的铁磁谐振故障
铁磁谐振故障产生的原因是，在中性点不接地系统中，由于发生单相接 地或由变压器向母线充电时，电压互感器的电感和母线、线路的电容构 成振荡回路，造成铁磁谐振故障。 其表现形式为，由于铁磁谐振引 起三相、两相及单相对地电压升高，或由于低频(每秒一次左右) 摆动产 生很高的零序电压分量及不正确的接地指示，从而在电压互感器中产生 过电流，三相高压熔断器熔断，甚至烧坏电压互感器。此外，还会使变 压器或断路器的套管发生闪络和损坏，避雷器爆炸。实测表明，在35kV 电网中电压互感器铁磁谐振过电压可达3．5倍(幅值)，绝大多数的分次 谐波过电压只达到2倍相电压(幅值)左右，但由于在低频下电压互感器更 易于饱和，所以在互感器中流过的电流可达额定励磁电流的100倍，会烧 坏熔丝或引起互感器严重过热、冒油、烧损或爆炸。
回路断线故障处理过程
1．停用有关保护和自动装置，如l10—200kV距离保护、高频保护、低电 压闭锁、低周减载、重合闸及自动投入装置，以防止保护误动作。 2．详细检查高、低压熔断器是否熔断。如高压熔断器熔断时，应拉开电 压互感器隔离开关，取下低压熔断器，在验、放电后更换高压熔断器， 并测量电压互感器绝缘，确认合格后方可恢复送电。如低压熔断器熔断， 更换熔丝后即可投入。 3．如熔断器更换后再次熔断，则不应再换，需查清原因并处理。 4．如有备用设备，应立即投入运行，停用故障设备。
二次侧的接地点
电压互感器的二次侧要有一个接地点，这主要是出于安全上的考虑了。当一、二次侧绕组间的绝缘被高压击 穿时。—次侧的高压会窜到二次侧。为了保护人员和设备的安全，就要求互感器二次侧必须牢靠接地。另外， 通过接地可以给绝缘监察装置提供相电压。二次侧的接地方式主要有两种：中性点N接地(见图3)和b相接地 (见图4)。中性点N接地方式：正常时中性点没有电流流过，互感器二次侧三角开口处不会有压降，不会对继 电保护装置输出信号。而且，由于中性线与地之间没有断开点，可靠性也高，故在对保护要求较高的场合， 常用此种接地方式。b相接地方式：由于中性线上串有隔离开关QS的辅助触点。使得零序电流通路的可靠性降 低。如用在110KV及以上系统距离保护的断线闭锁装置，如图5所示，若QS不可靠而断开时．会使断线闭锁继 电器KD的W1线圈失去作用，保护不能正常闭锁，可随导致保护误动。另外，由于b相接地，二次侧开口三角形 接法的绕组接地的一端与星形接法的绕组的b相连，在正常情况下，二次侧的b相绕组中都会有负荷电流流过， 这也增加了零序回路的不可靠性。正是基于以上原因，在中性点直接接地的超高压系统中均不采用这种接地 方式。在中性点不直接接点的系统中，一般不装设距离保护和零序保护，而b相接地方式里b相可公用，使得 用线电压作为同步量的接线变得简单，因而此种方法也得到一定应用。b相接地后，二次侧中性点便不能直接 接地。为了避免一、二次绕组间绝缘破坏后，一次侧高压窜入二次侧，故在二次侧中性点通过一个间隙接地， 起保护作用。当高压窜到二次侧时，间隙击穿接地，b相绕组被短接，该相熔断器会烧断。关于二次侧接地点 的设置，以前通常图简便，就在端子箱内接地，由于保护装置和测量表计均在主控室，而主控室距离设备端 子箱都较远，负荷电流或故障电流会在电缆上产生压降，使接地的小母线在主控室与配电装置之间有电位差， 接地小母线电位未必是真正为零，这样会使保护可靠性和正确性降低，也会给测量带来误差。故现在规程规 定接地点均选在主控室保护屏经端子排接地，而在配电装置处只设置试验检修时的安全接地点。
系统接地时状态分析
110kV系统是大电流接地系统，接地时，接地相电压为0，非故障相电压为相电压， 零序电压为相电压，一般通过方向零序电流保护切除接地线路。对于10kV接地系 统为小电流接地系统，虽然系统接地时允许运行一段时间，但运行人员和小电流 接地装置必须立即判断出接地线路并断开．否则时间过长．系统绝缘损坏严重直 至发生相间短路故障。10KV系统接地时：见向量图3。即在小电流接地系统中，发 生单相接地时，故障相对地电压为零；非故障相对地电压升高为1.732U0，系统线 电压仍然对称；零序电压U0=-UA。系统接地的判据分析:目前系统中10KV不接地系 统判别接地的方法仍然采用零序电压判别法，一般二次定值整定为30V，小电流接 地装置还借助零序电流判断哪条线路接地。这种判据不足之处在于PT一次断线时， 仍判为接地。此时．运行人员应特别注意非接地相电压是否升高或是否伴随有PT 断线信号来判断是否真正接地。母线失压 ：在排除PT断线和PT检修二次无并列的 情况下，若PT二次无压，这说明母线真正失压。我们使用PT断线判据的目的也是 在于判断母线是否真正失压。一般采用“PT二次无压，进线无流．开口无电压” 的判据来判断母线无压，若无其它客观原因，应当能正确判断。