电压互感器保护技术应用研究 刘昌辉

电压互感器保护技术应用研究刘昌辉

发表时间：2018-08-17T09:36:29.053Z 来源：《电力设备》2018年第13期作者：刘昌辉周富鑫

[导读] 摘要：电压互感器二次回路的故障问题会造成很多不良的后果，它会严重影响到测量结果的准确性，这样也就使得设备在运行的过程中缺乏应有的安全性和可靠性，还有可能会造成保护的误动，对整个系统的正常运行造成一些十分不利的影响。

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摘要：电压互感器二次回路的故障问题会造成很多不良的后果，它会严重影响到测量结果的准确性，这样也就使得设备在运行的过程中缺乏应有的安全性和可靠性，还有可能会造成保护的误动，对整个系统的正常运行造成一些十分不利的影响。所以对电压互感器二次回路故障进行严格的控制是十分重要和必要的。

关键词：电压互感器；保护技术；技术应用

引言

电压互感器是一种与变压器性能类似的电力设备，同样可以实现变换电路位置上的电压，与变压器不同之处主要是其转换电压的目的不同，变压器进行转变电压的活动的主要目的是进行电能输送，互感器的容量比较小，主要是问继电保护体系以及测量仪表提供电能，在一些线路故障发生时，还能对电力贵重设备进行保护。但是其存在的二次回路问题属于常见故障，当然，根据对电压互感器的使用经验，对二次回路这种常见的故障给继电保护工作这种影响进行分析。

1二次回路故障概述

根据关于电压互感器的规范可以了解到，在二次回路中一般只有一个接地点，因此，在这个位置上的各种电路任务都必须要保证极高的可靠性，只有通过严格的管控，才能保证二次回路运行效果。

反事故措施中规定对电压互感器二次回路应有且只有一个接地点上，所以要有效的提高其可靠性，就要对电压互感器二次回路进行严格的控制，如果要想有效的提高其可靠性，就要在实际的运行和回路验收时保证N（N600）线不接熔断器，在电压互感器二次接线的过程中是有一些比较典型的接线方式的，在使用的继电保护装置方面也存在着一定的共同特征，采用不将其接入的方式也可以展现出非常好的效果，在数字变电站当中，其二次回路使用的都是光缆，数字化变电站也存在着二次回路断线等故障问题，但是其存在的问题和本文所要讨论的问题不在一个范围之内，所以我们不讨论这一问题。

2电压互感器二次回路常见故障

2.1电压互感器二次回路断线

电压互感器二次回路在发生断线的时候也就是电压互感器在继电保护连接的回路中出现了断开的现象，这种现象如果进行详细的划分实际上也可以分成两种情况，一中情况是对称断线，一种情况是不对称断线，对称断线属于是三相断线的范畴，产生这种现象的原因也有很多。

（1）三相断线

三相断线往往是由外力破坏等原因造成的。三相断线的结果是保护装置、计量装置、测量装置都无法获得电压，产生母线失压的情况。

（2）不对称断线

若电压互感器二次回路发生一相断线，则断线相的二次电压为零，而其他两相显示正常。对于零序电压，由于其回路完整，并不受单相断线的影响，所以数值显示正常；两相断线时，只有不断线的另外一相电压显示是正常的。对于线仍然不存在影响；若零序电压获取回路线发生断线，则会对零序电压的获取产生影响。但存在的一个问题是，在正常情况下，显示值为零，所以即便是发生了断线，也很难发现。只有当一次系统发生接地，产生零序电流，而此时零序电压仍然为零，方可判定为零序电压获取回路发生了断线。

2.2电压互感器二次回路多点接地

电压互感器二次回路中除外，由于某种原因又出现其他接地点，即是出现了多点接地的情况。出现两相接地的情况，造成了中性点电压的偏移，则会造成三相电压均发生变化，还会产生零序电流。零序电流的方向与中性点电压偏移方向反向，其电流值得大小与中性点电压数值及两接地点间的阻抗有关系，成正比。中性点电压的偏移会造成相电压的变化，但是对于线电压无影响。

2.3电压互感器二次回路阻抗过大

继电保护中所承受的电压会伴随着回路中阻抗的增大而大大降低，具体降低的数值和保护阻抗之间是存在着一定的对应关系的。产生这种现象的主要原因是不同的回路當中会产生不同的阻抗，这样就会使得三相电压出现严重的失衡现象，而当回路的阻抗也逐渐增大的时候，中性线电压就会产生位移现象，这对整个回路和保护装置的正常运行都会产生不利的影响。

3电压互感器保护技术应用

3.1电压互感器一次系统保护措施

电压互感器中性点一次消谐器旁边并联一个真空开关进行接地，系统正常情况下，真空开关K闭合，旁路一次消谐器（SiC），中性点直接接地，中性点电压不偏移，系统测量保护所需电压正常，不会因中性点电压偏移造成的测量和保护电压不准确现象。系统发生接地或电压互感器发生铁磁谐振或时，电压互感器中性点发生偏移，互感器开口三角产生零序电压，互感器高压绕组产生零序电流。控制系统发出命令使真空开关断开将一次消谐器投入，抑制系统产生的谐振，系统接地故障消失后，真空开关延时闭合，抑制高压侧绕组产生的涌流。

3.2电压互感器二次保护措施

电力系统中，由于电压互感器的非线性电感与线路对地电容的匹配而引起铁磁谐振过电压，威胁电力系统的运行，严重时会引起电压互感器（PT）的爆炸、熔断器熔断，造成事故。目前使用的二次消谐绝大多数是分频消谐，这些装置的原理均是采用模拟选频的原理，功能单一，只对单一频率的谐振有效。全频0-300HZ的二次消谐器将微机技术用于电网消谐，利用计算机快速、准确的数据处理能力实现傅立叶分析，其选频准确。通过对PT三相电压及开口三角电压的采集，对电网谐振时的各种频率成份能快速分析，准确地辨出是：单相接地、过渡过程、电网谐振。如果是谐振，根据不同频率，计算机发出不同的指令使不同的消谐电路投入，实现快速消谐。工作过程是：若发生铁磁谐振，电压互感器饱和，高压绕组将产生零序电流，二次侧开口三角两端感应出零序电压，控制器发出指令投入二次消谐电阻，

产生零序电流进行二次消谐。实际应用中，利用可控硅，在发生谐振时，由CPU采集数据，超过正常电压值后使可控硅导通，使谐振瞬间消除。谐振消失后，可控硅又恢复阻断状态。

3.3加强设备维护及硬件改善措施

（1）日常维护注意事项

日常维护期间要对二次回路及相关设备定期检查、更新，让各装置性能作用持续发挥。对电磁型变压器、母线保护中零序电压继电器综合维护，以此降低电压互感器二次电压回路故障的发生率。所用继电器应采用抗电磁干扰能力强的设备，对变压器则尽量配备母线保护以保证变压性能。对一次电压回路也要定期检查，如：一次电压互感器开口三角电压值需结合原始记录的资料，加强电压回路的维护处理，当记录数据发生异常后需及时检测。

（2）电压回路更新

电压互感器二次电压回路更新的目的在于提高回路的安全性能，优化电压互感器转变电压大小的功能。电压回路更新可以从多个方面开展工作，如：把电压回路里的三相联动开关更换成三个单相空开关，对各个单相空开设置辅助性的接触点，当二次回路发生故障后可及时发出异常报警信号，为技术人员的抢修提供帮助。

3.4改进的电子式电压互感器

改进的电子式电压互感器主要由两块电路板即发送电路板和接收电路板组成，发送电路用于采集一次侧三相交流高电压（如10kv）并将采集的高电压转化为电平信号通过光纤传输，接收电路接收传过来的电平信号并还原为三相交流低电压信号（如5v），这样测量者可以通过简单计算测得一次侧高电压。

结束语

总之，导致电压互感器二次电压回路故障的因素是多方面的，故障发生后对继电保护装置的性能造成很多不利影响。为了提高电力系统的运行效率，让电压互感器二次回路处于高效运行状态，且增强继电保护装置的安全保护作用，制定一套完整的电压互感器二次电压回路故障是企业必须深入考虑的问题。

参考文献：

[1]曹志辉，周有庆，吴涛等，检测电流型电子式电压互感器的开发及精度分析[J]，电网技术，2010，02：60-62

[2]李振华，李闯，李振兴，等.数字量输出电子式电压互感器的高精度在线校验方法[J].电力系统自动化，2015，（13）：163167.