三相防谐振电压互感器的应用

摘要 随着电网供电技术的不断进步,三相防谐振电压互感器开始10kV电网中逐步使用起来。本文简述了三相防谐振电压互感器的工作原理,着重分析了该电压互感器在使用中需要注意的问题。

关键词 电压互感器;开口三角绕组;铁磁谐振

中图分类号TM4 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)31-0136-01

1 防振电压互感器的原理简述

与常规电压互感器相比,防谐振电压互感器的关键措施是将常规三相电压互感器星形接线的一次线圈公共端N悬空,这样,在系统发生单相接地异常运行状态时,电压互感器的一次线圈就不会承受线电压,从而使电压互感器因铁芯饱和而产生谐振。

一次线圈公共端N悬空后,为弥补系统发生单相接地时,在电压互感器二次线圈侧正确测量到故障的相别,保证其测量效果等同于常规三相电压互感器。需要在其悬空的N端和接地极之间再接入一台单相电压互感器,其变比规格为10/√3M0.1/√3―0.1kV,接线原理图如下图所示。

从图中可以看出,当10kV系统发生 A相金属接地故障时,电压互感器的一次线圈等值电路可表示为:

此时,A点电位为零,N点电位为-UAN,B、C点的电位分别为-UAB,-UAC。虽然电压互感器一次线圈的各个端点的电位发生了变化,但电压互感器的三相电压线圈TV1上的电压降基本不会变化,而零序补偿线圈TV´上的电压由原来的0变为UAN。这样,反映在电压互感器二次侧表计回路的电压为Ua=0;Ub= UAB;Uc=UAC。因此,零序电压互感器的使用,保证了其正常的测量效果。

2 防振电压互感器在安装和运行中应注意的问题

1)二次回路的接线中只允许一点接地,如图1所示。如果还有其他接地点,则有可能将电压互感器烧毁。例如,现场有时还将互感器二次绕组的公共点n点接地,则从图1中可以看到,零序电压互感器的二次绕组有一半被短接,当系统发生单相接地故障时,其一次绕组承受相电压,互感器处于短路运行,这种错误在正常运行中不会发现,只有在发生事故时,一般要等到互感器冒烟,树脂烧焦熔化才会被察觉。有关资料反映,类似故障在系统中已发生多起。

2)一次线圈的公共端子N不能直接接地。首先,N端接地以后,相当于按常规电压互感器进行接线,不能起到防止谐振过电压的作用,更为严重的是,对于某些特殊结构的电压互感器(如JSZF-10G型),其三个相电压互感器(TV1)公用一个三相三柱式铁芯,,当系统出现单相接地故障,在互感器中产生零序电压,而零序电压产生的零序磁通没有铁磁回路,磁通只能经空气中闭合,磁阻很大,此时,电压互感器的零序励磁阻抗很小,则会出现互感器因零序励磁电流很大而烧毁,经运行统计,此类事故,也曾发生过,不可忽视。

3)常规的单相电压互感器一般带有测量系统零序电压的剩余电压绕组,而在防谐振接线的三相电压互感器中,该剩余绕组串联输出的电压将不会反映系统的零序电压,理论上讲,该电压为零。所以在某些设备制造厂家的技术要求中,将该剩余电压绕组串联后再短接运行,以改善三次谐波对电压互感器的输出波形的影响。但实际上,由于存在中性点电压互感器(TV′),该短接的剩余电压绕组的作用已经很小。相反,剩余电压绕组串联短接运行后,只要三相电压互感器的一次接线或剩余电压绕组的二次接线有一处极性接反,就会造成电压互感器因二次回路短路而烧毁,存在很大风险。所以,宜将剩余电压绕组开路运行。在新型的JSZF-10G型电压互感器的制造设计中,已经取消了剩余电压绕组。

参考文献

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[2]袁国胜.JSZF-10型三相防谐振电压互感器的原理与应用.

[3]李达坚.310kV电压互感器各种防谐振措施评述.