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电压互感器常用接线方式 - 电压互感器的接线应用分析
电压互感器常用接线方式
在发电厂和变电站,由于测量仪表和继电保护装置要求接入的电压不同,电压互感器有不同的接线方式,现将电压互感器几种常用接线方式介绍如下。
1、单相电压互感器接线方式
图1为1台单相电压互感器接于AB线电压上的接线方式。这种接线方式应用于单相或三相系统中,只能反映一个线电压。
2、两台单相电压互感器VV接线方式
图2为2台单相电压互感器VV接线方式。图中两台互感器分别接于AB线电压和BC线电压上。这种接线方式只用2台单相电压互感器就可以取得3个线电压,但是不能取得相电压。
3、单相电压互感器星形接线方式
图3为3台单相电压互感器YY接线方式。3台互感器分别接于3个相电压,一次绕组中性点可以引出接地,二次绕组可以从中性点引出中性线,能够取得相电压和线电压。
4、相三柱式电压互感器星形接线方式
图4为1台三相电压互感器YY接线方式。这种接线与3台单相电压互感器YY接线方式相同,能够取得相对电网中性点相电压和线电压,不同的是一次侧中性点不能接地(在后面电压互感器接地方式中分析),一次侧中性点一般不引出,这种接线不能取得零序电压。
5、五柱式电压互感器接线方式
三相五柱式电压互感器是具有五个磁柱的三相三绕组电压互感器,如图5所示。二次侧有两个二次绕组,一个主二次绕组,一个辅助二次绕组。一次绕组和主二次绕组成星形接线,辅助二次绕组接成零序电压回路。这种接线方式可以取得相电压、线电压和零序电压。
电压互感器接地方式的选择
电压互感器接地分为一次绕组接地、二次绕组接地和铁芯接地。在电压互感器外壳上有一个接地桩头,这是铁芯和外壳的接地点,起安全保护作用。下面主要分析电压互感器一次绕组和二次绕组接地方式的选择。
1、次绕组接地选择
电压互感器一次绕组接地主要是工作接地的需要,为了取得零序电压,用于零序保护回路。电压互感器是负载,发电机、变压器是电源,电压互感器中性点接地与发电机、变压器中性点接地的作用是不同的。
由3只单相电压互感器组成星形接线时,其一次侧中性点一般接地。因为电压互感器在系统中不仅有电压测量,而且还起继电保护的作用。当系统中发生单相接地时,系统中会出现零序电流。如果一次侧中性点没有接地,一次侧就没有零序电流通路,二次侧开口三角形线圈两端也就不会感应出零序电压,零序电压继电器就不会动作,不发接地信号。
对于三相五柱式电压互感器,其一次侧中性点同样要接地。当系统发生单相接地故障时,构成零序电流回路。
由1台单相电压互感器接线和2只单相电压互感器组成的VV形接线时,其一次侧是不允许接地的,因为这相当于系统的一相直接接地。
三相三柱式电压互感器一次绕组中性点不能接地。因为当系统发生单相接地故障时,铁芯中将出现大小相等、相位相同零序磁通,由于铁芯是三相三柱的,同方向的零序磁通不能在铁芯内形成闭合回路,只能通过气隙和铁芯外壳形成闭合磁路,使磁阻变得很大,零序电流将增加很多,可能使互感器的绕组过热而被烧毁。
2、次绕组接地选择
二次绕组接地主要是安全接地,当一次、二次侧绕组间的绝缘被高压击穿时,一次侧的高压会窜到二次侧,有了二次侧的接地,能确保人员和设备的安全,所以规程规定电压互感器二次绕组必须接地。电压互感器二次绕组接地方式与保护、测量表计、同步电压及电压互感器二次接线有关,一般有中性点接地和B相接地两种方式,但是中性点和B相不能同时接地。
1)B相接地应用分析
同步回路中,中性点非直接接地系统,单相接地时,中性点发生位移,不能用相电压同步,必须用线电压同步,同步点两侧电压互感器采用B相接地,B相公用,可以简化同期接线,减少二次电缆芯数和同期开关的档数,节省设备。在测量回路中,大多数表计均接线电压,B相接地公用,引线方便,对只需线电压的回路,可采用VV接线的电压互感器。B相接地时,当A、C相任一相发生接地时,及构成二次绕组两相短路,熔断器熔断,失去接地点,一般又在中性点经击穿保险接地。这样增加了设备,同时,在正常情况下如击穿保险击穿,将使B相绕组短路。B相接地对距离保护也是不利的,因为如果零线上串接的隔离开关辅助触点GS不可靠而断开,100KV以上电压距离保护有断线闭锁装置失去作用,这时再发生一相或两相断线时,距离保护会误动作。
2)中性点接地应用分析
电压互感器中性点接地,中性点无任何断开触点,可靠性高,对距离保护无影响,也无B相接地相关问题,接线简单。另外,中性点直接接地系统,电压互感器中性点接地,同步回路中,可以采用辅助二次绕组的相电压同步。对测量回路,表计均需三相接入,引线较复杂。
3非有效接地系统三相五柱式电压互感器接线分析
在35KV及以下非有效接地系统中,母线电压互感器二次绕组一般采用B相接地,如图6所示。这种接地方式可以简化同期系统接线,在发电厂中应用较普遍。
1、地点的设置
B相接地点一般设在端子箱内熔断器之后,这样当中性线发生接地故障时,形成B相绕组短路,熔断器可以保护。接地点设在熔断器之后也有缺点,一旦熔断器熔断,则整个互感器二次侧将失去保护接地点,如果高压绝缘损坏,电压串到二次侧,危及设备和人身安全。所以,在熔断器之后接地情况下,一般在中性点增加一个击穿保险接地点,当电压超过一定值,间隙击穿,起保护接地作用。电压互感器引出线除接地B相外,其他各引出线端都经电压互感器辅助触点QS1引出。这样,当电压互感器停电检修时,在断开隔离开关的同时,二次接线也自动断开,防止二次侧向一次侧反送电,造成事故。由于隔离开关现场辅助触点常出现接触不良情况,而中性线如果接触不良难以发现,一般在中性线采用两对辅助触点并联,以增加其可靠性
2、助二次绕组的作用辅助二次绕组接成开口三角形,额定电压为100/3V,起绝缘监察作用。正常运行时,三相电压对称,开口三角形无电压输出。当一次系统发生单相接地故障时,开口三角形绕组回路中出现零序电压,绝缘监察继电器动作,发出单相接地信号。开口三角形不装设熔断器保护,正常时,开口三角形无电压输出,引出端子上无电压,熔断器不起作用,如果熔断器熔断未被发现,当系统发生接地故障时,反而影响绝缘监察装置正确动作。
4、有效接地系统三相五柱式电压互感器接线分析
在100KV及以上有效接地系统中,电压互感器二次绕组一般采用中性点接地方式,如图7所示。
1、中性点接地的特点100KV及以上线路一般装有距离保护装置,互感器中性点接地,二次侧中性线不接任何开关和辅助触点,距离保护电压回路断线闭锁装置可靠性高。同时为保证在电压互感器较远处发生短路,能迅速将故障相断开,使断线闭锁装置快速可靠闭锁距离保护,二次绕组设快速自动开关保护。
2、辅助二次绕组的作用
辅助二次绕组首尾相连接成开口三角形,二次绕组额定电压为100V。辅助二次绕组主要用于零序保护和同期电压。
电压互感器的接线方式与测量、保护、同期等二次接线有关,接线方式很多,接线也很复杂,尤其是接地的问题和辅助绕组在应用中容易出错。在实际应用中,应引起重视。
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