35kV電壓互感器開(kāi)口三角電壓漂移原因分析

摘 要：電壓互感器是電網(wǎng)系統(tǒng)十分關(guān)鍵的電氣設(shè)備。據(jù)調(diào)查，35kV電壓互感器開(kāi)始逐漸在供電系統(tǒng)中使用。本文簡(jiǎn)要闡述了35kV電壓互感器開(kāi)口三角接線方法，并對(duì)電壓漂移原因進(jìn)行細(xì)致的分析。極力防止電壓互感器發(fā)生故障，節(jié)省財(cái)力、物力以及人力。

關(guān)鍵詞：35kV電壓互感器；開(kāi)口三角接線；電壓漂移；單相接地

中圖分類號(hào)：TM45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2014） 24-0000-01

電壓互感器在電網(wǎng)系統(tǒng)中起到測(cè)量和保護(hù)的作用，是系統(tǒng)里相當(dāng)重要的設(shè)備。在電力系統(tǒng)中，三只電壓互感器通過(guò)開(kāi)口三角接線，向量疊加，分析其結(jié)構(gòu)合理性。在三相電壓互感器輔助繞組通極性串聯(lián)結(jié)成三角接線，第四只電壓互感器的輔助輸出電壓為零時(shí)，第四只電壓互感器的輔助繞組額定電壓一定得是100V，由此構(gòu)成四只開(kāi)口三角接線。在10kV電力系統(tǒng)中當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，為了防止誘發(fā)系統(tǒng)諧振，造成電壓互感器燒毀，經(jīng)常采用四只電壓互感器接線的方法。

電壓漂移，顧名思義，就是電壓隨著時(shí)間或溫度而發(fā)生變化，使之偏離標(biāo)準(zhǔn)值的現(xiàn)象。開(kāi)口三角電壓漂移經(jīng)常出現(xiàn)的是過(guò)壓現(xiàn)象。

一、三只單相35kV電壓互感器構(gòu)成的開(kāi)口三角接線的電壓漂移分析

采用的三只單相電壓互感器接線方法，如圖1（電壓互感器，簡(jiǎn)稱PT）。

圖1 3PT接線原理圖 圖2 A相接地時(shí)的向量疊加

在10kV不接地的電網(wǎng)系統(tǒng)中，單只PT的變壓比應(yīng)為 kV/ V/ V，處于正常工作狀態(tài)時(shí)，整個(gè)的開(kāi)口三角繞組輸出電壓為：3U0=Ua'+Ub'+Uc'，系統(tǒng)的三相電壓對(duì)稱平衡，所以開(kāi)口三角輸出電壓：3U0=0V。

如果發(fā)生單相接地，而且是A相接地，那么此時(shí)的A相電壓輸出就變成0V；B相、C相電壓相位均會(huì)向下偏移30°，則對(duì)應(yīng)的電壓值升高 倍；因此3Uo的輸出值變成3倍的相電壓，見(jiàn)圖2，因?yàn)閱沃浑妷夯ジ衅鬏o助二次繞組標(biāo)準(zhǔn)額定電壓值是 V，開(kāi)口三角電壓為：3U0= × V=100V。

因此得出結(jié)論：三只單相35kV電壓互感器構(gòu)成的開(kāi)口三角接線發(fā)生單相接地故障，35kV電壓互感器開(kāi)口三角電壓則出現(xiàn)電壓漂移，電壓變大。如果電壓過(guò)大會(huì)引起系統(tǒng)諧振，勵(lì)磁電流增大，破壞PT的絕緣度，造成PT瞬間擊穿，損壞嚴(yán)重。

二、四只單相35kV電壓互感器構(gòu)成的開(kāi)口三角接線的電壓漂移分析

如果系統(tǒng)利用四只電壓互感器時(shí)，情況如（圖3）：

（一）在原先三只電壓互感器的基礎(chǔ)上再加上一只與以上完全一致的電壓互感器，二次接線如圖3所示。接下來(lái)，我們繼續(xù)來(lái)分析一下：

3U0=UA+UB+UC=（Ua+U1）+（Ub+U1）+（Uc+U1）=Ua+Ub+Uc+3U1

因此，要求開(kāi)口三角形接線法正極性串聯(lián)接入第四只電壓互感器輔助二次繞組；而且第四只的輔助二次繞組額定電壓是原來(lái)的三倍。為解決這個(gè)問(wèn)題，則做出了如圖4的現(xiàn)場(chǎng)處理。

第四只電壓互感器輔助二次繞組的額定電壓 V，約等于57.7V。所以開(kāi)口三角形正極性串聯(lián)接入的第四只電壓互感器輔助二次繞組與二次繞組，就約等于串入第四只PT的二次額定值5707+33.3=91V的繞組，和理論上的100V已經(jīng)很近了。在實(shí)際工作中，如果是正常運(yùn)行的話，三相電壓平衡，L點(diǎn)處的電位等于地電位，為零。第四只電壓互感器一次側(cè)輸入電壓則為零，在一次系統(tǒng)中三相電壓不能保持平衡時(shí)，是因?yàn)檩o助二次繞組接入的繞組數(shù)和理論要求的100V有所出入，這就會(huì)致使L點(diǎn)的電位偏離地電位，造成開(kāi)口三角也出現(xiàn)不平衡的輸出。但是實(shí)際上的開(kāi)口三角電壓輸出值一般都不會(huì)很大，在3V左右。

如果出現(xiàn)單相接地故障，開(kāi)口三角輸出電壓并不會(huì)因?yàn)檫@樣接線而減少輸出。而且此時(shí)的L點(diǎn)的電位正好處在接地相電壓和地電位之間。假如接地還是由A相接地的話，出現(xiàn)了兩種極限情況：

1.假設(shè)L點(diǎn)電位為地電位，而前三只電壓互感器三相對(duì)稱平衡，則：3U0=UA+UB+UC=Ua+Ub+Uc+3U1；其中Ua+Ub+Uc=0。第四只電壓互感器一次側(cè)加電壓就為A相對(duì)地的電壓。3U0=U1=91V

2.假設(shè)L點(diǎn)電位就是A相電位，第四只電壓互感器的輸出電壓為零，則：3U0=UA+UB+UC=Ua+Ub+Uc+3U1，其中3U1=0。這樣的假設(shè)忽略了第四只電壓互感器：3U0=UA+UB+UC=Ua+Ub+Uc=100V。也就是說(shuō)，一旦發(fā)生單相接地，3U0∈（91V，100V）。

（二）接線方式，三只電壓互感器開(kāi)口三角接線被短路，一旦出現(xiàn)單相接地，三只電壓互感器的輔助二次繞組就直接短路嗎？實(shí)際上，發(fā)生單相接地故障，三只電壓互感器輔助二次繞組當(dāng)中仍存在微弱電流，而這電流只是將圖3里的L點(diǎn)的電位拉到中性電位（零電位）。因?yàn)榈仉娢簧叱蔀閱蜗嚯妷海釉诘谒闹浑妷夯ジ衅鲀啥耍礊橄嚯妷骸?/p>

這時(shí)，3U0=U1=100V，若想滿足以上所有條件，第四只電壓互感器的變壓比必須是 kV/ V/100V。

（三）對(duì)于四只電壓互感器構(gòu)成的開(kāi)口三角接線方式，出現(xiàn)單相接地故障的時(shí)候行對(duì)較少，這種情況下電壓漂移可能是以下幾方面：

1.由于35kV電壓互感器本身存在質(zhì)量問(wèn)題。但是在多年的實(shí)踐中，很少出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。

2.電壓互感器二次負(fù)荷過(guò)重。一、二次電流較大，使二次側(cè)負(fù)載電流超過(guò)額定值，PT內(nèi)部熱量聚集，導(dǎo)致開(kāi)口三角電壓漂移。

3.開(kāi)口三角兩點(diǎn)接地。在查看眾多事故現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，只有一次是由于開(kāi)口三角兩點(diǎn)接地。所以，技術(shù)人員應(yīng)該保持PT的二次保護(hù)、計(jì)量以及開(kāi)口回路的完整性。

三、結(jié)束語(yǔ)

在電力系統(tǒng)中，所使用的三只單相35kV電壓互感器接線原理相對(duì)固定。隨著技術(shù)不斷更新，在改造電網(wǎng)的進(jìn)程中，進(jìn)行四只電壓互感器二次接線，很可能忽視電壓互感器的變化，套用成功的PT二次接線圖紙時(shí)，一定要仔細(xì)檢查，有時(shí)需要改動(dòng)原有的幾處設(shè)計(jì)。必須細(xì)致的分析設(shè)計(jì)圖紙接線的合理性和可靠性，避免投入使用后才發(fā)現(xiàn)不妥之處。

參考文獻(xiàn)：

[1]文遠(yuǎn)芳，梁之林，時(shí)朱大銘.高電壓技術(shù)[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2001.