電壓互感器回路接線故障分析與解決措施

李剛

[摘 要]由于對10kV一次通壓用的是380V的檢修電源，該電源中性點是接地的，分析故障的方法與10kV不接地系統的故障分析方法是有區別的。把PT所有的二次引出線都引到端子排上，便于檢修人員分析查找故障。本文根據驗收過程中故障，對10kV不接地系統的4PT電壓互感器原理進行了探討，分析了故障原理，為了使接線的正確性檢查更加完備，提出使用檢修電源模擬單相接地故障。分析所得到的結論為類似故障奠定了理論基礎，加快了今后排查此種故障的速度。

[關鍵詞]單相接地；不接地系統；電壓互感器；接線故障；接線完備性

中圖分類號：G101 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）30-0395-01

本文對變電所10kV一次通壓時消諧PT電壓出現的異常情況進行了介紹，通過查線發現是由于開口三角繞組B相極性接反引起的。接著對10kV系統接線原理作簡要的回顧，并針對現場錯誤接線情況進行理論分析，然后提出采用檢修電源對10kV不接地系統模擬單相接地的試驗，列出一組參考數據。本文闡述一次通壓和模擬單相接地試驗對PT二次接線完備性和正確性檢查重要性。

變電所按要求對10kV進行一次通壓一次通流試驗。該變電所主變為Yn/△接線，10kV電壓互感器采用中性點加裝消諧PT的4PT接線方式。

一次電壓來自檢修電源380V三相電壓，110kV一次通壓結束后，在10kVIII母上一次通壓，在III母PT柜上用萬用表量出PT二次電壓值，相序都是正相序，在裝置上的采樣顯示零序電壓UL=4.48V。此時另外I，II，IV段PT一次通壓的結果是正常的。

1.故障排查

1.1 首先可以確認的是PT二次側各相對地電壓相等，相間電壓也相等，相序為正，而且10kV母排上的相電壓也是正序220V交流電壓，并沒有出現缺相的情況，因此判斷一次側電氣量并沒有故障點存在。

1.2 既然一次側沒有問題，就查看二次側的接線。由于三相電壓沒有異常，因此猜測是開口三角繞組或零序PT接線有錯誤，首先在端子排上查找開口三角繞組的接線，發現從PT二次引出線到端子排只有兩根導線，并且是短接接地的，內部接線肯定是在PT之間短接了。為了弄清具體接線情況，打開PT柜后柜門，繼續進行一次通壓，在零序PT二次側仍然量出4.5V電壓，一次側量出450V電壓。斷電后對開口三角繞組的接線仔細查看后，發現B相繞組同名端接反了，推斷是柜廠接線的時候出現的差錯。

2.原理分析

2.1 原理介紹

首先簡單介紹一下采用4PT接線的電壓互感器的原理。變電所10kV電壓互感器為中性點安裝有消諧電壓互感器的星形接線，現場采用4個獨立的PT組成，如圖所示。P1、P2、P3為10kV系統電壓互感器，P4為中性點消諧電壓互感器，變比為10/0.1。P1、P2、P3的第二個繞組作為開口三角繞組短接接地，如圖1所示。當系統正常時，三相Ua、Ub、Uc對稱，幅值等于相電壓57.73V，中性點電壓為0，L上無電壓輸出。當系統發生A相接地故障時，又由于有開口三角短接，而開口三角繞組反映的是各相對中性點O的電壓，因此，有如下關系式：

把公式（2）中的第一個式子代入公式（1），得到：

由于消諧互感器的存在，UaN變為0，Ub、Uc上升到線電壓，各線圈上承受的電壓矢量圖如圖1所示。

2.2 現場異常現象的分析

在進行分析前，要弄清一個重要的概念，檢修人員對10kV進行一次通壓試驗時，盡管中間加了一個自耦變壓器，但是電源側即10kV/400V變壓器的低壓側中性點是接地的，實際的接線圖如圖2所示。

開口三角B相接反了，根據開口三角繞組的接線，有如下關系式：

再根據公式，有當一次側相電壓為三相220V時，理論上消諧PT一次有效值為440V，二次側UL=4.4V，與現場實際測量值一致。

2.3 模擬單相接地試驗

通常一次通壓試驗做完沒有發現問題就認為PT接線正確，試驗結束了，但是消諧PT接線的正確的完備性試驗并沒有做完。例如消諧PT極性接反以及開口三角繞組開路或沒有短接接地等。為了保證10kV單相接地后PT二次電壓輸出正確，保護正常動作，必須還要驗證以上那些接線的正確性，為此檢修人員還要再做一個模擬單相接地的試驗（圖3）。

一個不接地10kV系統的單相接地如圖4所示，前面已經介紹過該系統單相接地時的故障分析，講述采用檢修電源380V對10kV母排模擬單相接地的分析。首先檢修電源側中性點是接地的，除非中間串接一個三相隔離變壓器，這樣做過于煩瑣也沒有必要，其次當然也不能把A相電源對地短接，這樣肯定會使空氣開關或所用電交流跳閘。實際操作上可以把A相電源斷開，把10kV母排的A相對地短接，開口三角繞組短接接地，采用這樣的方式來模擬單相接地，如圖5所示。

可以看到該公式和10kV接地故障分析公式是一樣的，唯一有區別的是檢修電源中性點是接地的，因此得到的結論也是不一樣的。

參考文獻

[1] 10kV電壓互感器二次回路接線錯誤的分析[J].陳俊.大眾用電.2016（01）.