電壓互感器的二次回路及日常維護詳解課件

高壓電壓互感器及其二次回路電壓互感器及其二次回路的重要性：

電壓互感器作為一重要的一次設備在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。同時，因為電壓互感器是一種公用設備，無論是互感器本身出現(xiàn)問題或是其二次回路出現(xiàn)問題，都將給整個二次系統(tǒng)帶來嚴重影響。保障電壓互感器及其二次回路的穩(wěn)定運行至關重要。高壓電壓互感器及其二次回路電壓互感器及其二次回路的重要性：電壓互感器的作用1.將電力系統(tǒng)的一次電壓按一定的變比縮小為要求的二次電壓，供各種二次設備使用。2.使二次設備與一次高壓隔離，保證人身和設備的安全。電磁式電壓互感器的工作原理

（1）工作原理

電壓互感器的主要結構和工作原理類似于變壓器。如圖所示，電壓互感器的一次線圈匝數N1很多，并接于被測高壓電網上，二次線圈匝數N2較少，二次負荷比較恒定，接于高阻抗的測量儀表和繼電器電壓線圈，正常運行時，電壓互感器接近于空載狀態(tài)。N1U1U2N2電壓互感器的作用（1）工作原理N1U1U2N2（2）電壓互感器的變比電壓互感器一、二次線圈額定電壓之比，稱為電壓互感器的額定變比，即

Kn=U1n/U2n其中，一次線圈額定電壓U1n是電網的額定電壓（10、35、110、220、500KV等），二次電壓則統(tǒng)一定為100(或100/)V，所以Kn也標準化。（3）電壓互感器的分類

1.按照結構分類：三相三柱式三相五柱式單相電壓互感器

2.按照安裝位置不同3.按照原理分類

母線PT:測量母線電壓電磁式電壓互感器線路PT:測量線路電壓電容式電壓互感器

三相式（2）電壓互感器的變比三相式(4)單相電壓互感器的接線方式1.兩個單相電壓互感器接成V-V形接線方式兩個電壓互感器分別接于線電壓UAB和UBC上，一次繞組不能接地，二次繞組為安全，一端接地，這種接線方式適用于中性點非直接接地或經消弧線圈接地系統(tǒng)。1)只用兩個單相電壓互感器可以得到對稱的三個線電壓；2）不能測量相電壓；3）一次繞組接入系統(tǒng)線電壓，二次繞組電壓為100V。當繼電保護裝置和測量表計只需用線電壓時，可采用這種接線方式。

ABCabc····100V(4)單相電壓互感器的接線方式兩個電壓互感器分別接于線電壓U2.三個單相電壓互感器接成星形接線方式i·········abcn。。n

一次繞組接成星形,互感器接于相－地之間,因此,測量的是相對地電壓,而并非各相與中性點之間電壓，一次繞組接地屬于工作接地。電壓互感器的一次繞組阻抗極高，即使是在中性點直接接地或經消弧線圈接地的系統(tǒng)中，雖然電壓互感器一次繞組中性點接地，但并不表示該系統(tǒng)中性點接地。2.三個單相電壓互感器接成星形接線方式i·········a電壓互感器的保護措施60kV及以下系統(tǒng)，一次側一般經過隔離開關和熔斷器接入高壓電網。電壓互感器一次側熔斷器的作用：（1）保護電壓互感器本身，當電壓互感器本身故障時，熔斷器迅速熔斷，防止事故擴大；（2）防止高壓電網受電壓互感器本身及其引線的影響。110kV及以上系統(tǒng)，電壓互感器一次側不裝熔斷器（1）主要原因是考慮到系統(tǒng)滅弧問題較大，熔斷器的斷流容量亦很難滿足要求，熔斷器制造困難；（2）這一類互感器采用單相串級式，絕緣強度高，發(fā)生事故的可能性比較??；（3）110kV及以上系統(tǒng)，中性點一般采用直接接地，接地故障時，瞬時跳閘，不會過電壓運行。電壓互感器的二次側：（1）裝設熔斷器或低壓斷路器，當電壓互感器二次側及回路發(fā)生故障時，能夠快速熔斷或切斷，保證電壓互感器不遭受損壞及不造成保護誤動。（2）計量、測量二次繞組裝設熔斷器。（3）保護用二次繞組裝設快速低壓斷路器。電壓互感器的保護措施60kV及以下系統(tǒng)，一次側一般經過隔離開電壓互感器高壓側熔絲熔斷原因分析1、互感器內部線圈發(fā)生匝間、層間或相間短路及一相接地故障。2、電壓互感器一、二次回路故障，可能造成電壓互感器過流。3、中性點接地系統(tǒng)中發(fā)生一相接地時，其他兩相電壓升高倍；或者由于間歇性電弧接地，可能產生數倍的過電壓。使互感器鐵芯飽和，電流增加造成熔絲熔斷。4、系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振。在中性點不接地系統(tǒng)中，由于發(fā)生單相接地或用戶電壓互感器數量的增加，使母線或線路的電容與電壓互感器的電感構成振蕩回路，引起諧振，造成過壓、過流。電壓互感器高壓側熔絲熔斷原因分析1、互感器內部線圈發(fā)生匝間、電壓互感器二次側熔絲熔斷原因1、因人為原因引起的各種二次回路短路2、保護及自動裝置元件損壞，引起電壓二次回路短路。3、二次回路導線受潮、腐蝕及損傷而發(fā)生一相接地，及二相接地短路故障。4、電壓互感器內部存在著金屬性短路，也會造成電壓互感器二次回路短路。

二次熔絲熔斷時，運行人員應及時更換二次熔絲。若再次熔斷，則不應再更換，應查明原因后再處理。此時禁止進行兩臺TV二次側的并列操作，防止將故障引入另一臺TV。電壓互感器二次側熔絲熔斷原因1、因人為原因引起的各種二次回路電壓互感器操作注意事項1、電壓互感器送電時必須先合一次側后合二次側，停電時先停二次側后停一次側，防止反送電危及設備安全。（反充電：運行中的電壓互感器由二次向不帶電的電壓互感器反充電，造成運行中電壓互感器二次熔斷器熔斷，低壓開關跳開,引起保護裝置及自動裝置失壓）2、兩段PT二次并列時，一次必須先并列（防止反充電）。3、在倒換PT前必須先將PT并列運行。（防止二次設備在PT倒換過程中失壓）。電壓互感器操作注意事項4、雙母線各有一組電壓互感器，在母線元件倒閘操作時，保護裝置用的交流電壓應與元件所在母線相一致。5、二次電壓回路使用中間繼電器，由隔離開關輔助觸點聯(lián)動實現(xiàn)自動切換方式時：5.1當兩組電壓切換繼電器同時動作供給電壓時應發(fā)出信號，此時不允許操作母聯(lián)斷路器。

（雙母線運行的保護都有“切換繼電器同時動作”這一信號）5.2當電壓自動切換回路發(fā)生不正常現(xiàn)象時，應報告調度，將涉及范圍的保護停用或切換到另一組母線電壓回路上，然后才能進行處理。5.3運行中的隔離開關不允許進行輔助觸點維修工作。4、雙母線各有一組電壓互感器，在母線元件倒閘操作時，保護裝置6、220kV空載母線停送電操作時（帶電壓互感器），由于斷路器觸頭間并聯(lián)電容與母線電壓式互感器極易發(fā)生串聯(lián)諧振過電壓，造成電壓互感器暴炸。因此要求：6.1220kV母線電壓互感器有隔離開關時，母線充電之后，再合電壓互感器隔離開關送電；空載母線停電時，先拉開電壓互感器隔離開關，再拉斷路器，母線停電。6.2220kV母線電壓互感器無隔離開關時，系統(tǒng)有條件，可利用線路與母線配合操作，用對側線路斷路器代母線一并充電或停電。6.3220kV母線電壓互感器無隔離開關時，在用母聯(lián)斷路器停送空載母線操作過程中，如發(fā)生串聯(lián)諧振過電壓，應立即合上母聯(lián)斷路器，母線送電；如母聯(lián)斷路器合不上，應檢查斷路器在開位，拉開諧振母線側隔離開關。6、220kV空載母線停送電操作時（帶電壓互感器），由于斷路停用電壓互感器時注意事項1、不使保護及自動裝置失去電壓。2、必須進行電壓切換。3、防止反充電，取下二次熔斷器（包括電容器）。4二次負荷全部斷開后，斷開互感器一次側電源。停用電壓互感器時注意事項1、不使保護及自動裝置失去電壓。電壓諧振1、鐵磁諧振：電網中大量非線性電感元件（變壓器、電磁式電壓互感器）在正常狀態(tài)下，工作在勵磁特性的非飽和區(qū)，但在暫態(tài)過程中（例如由于接地故障或斷路器操作），電感工作狀態(tài)會躍變到飽和區(qū)，電感上電壓或其中通過電流突然異常上升，這種現(xiàn)象就是鐵磁諧振。2、諧振原因：中性點接地系統(tǒng)的110、220kV變電站母線上，通常連接電磁式電壓互感器，因而PT是一種非線性電感元件，當發(fā)生斷路器或刀閘操作，導致母線通過斷路器的均壓電容供電時，暫態(tài)過程可誘發(fā)鐵磁諧振，結果引起PT和母線上電壓急劇增加，PT中電流大幅上升，導致PT燒毀，外絕緣閃烙或避雷器爆炸等事故。3、諧振分類：依據諧振電壓的頻率，鐵磁諧振可分為工頻、分頻、和高頻諧振，在中性點接地系統(tǒng)空母線上發(fā)生較多的是工頻諧振。電壓諧振1、鐵磁諧振：電網中大量非線性電感元件（變壓器、電磁電壓互感器的巡視檢查

電壓互感器運行于母線上，互感器故障相當于母線故障，因此，必須加強巡視：1、互感器瓷瓶是否清潔、完整，有無損壞及裂紋，有無放電現(xiàn)象。2、電壓互感器的油位，油色是否正常，有無漏油現(xiàn)象，3、互感器內部聲音是否正常。4、高壓側引線是否接觸良好，有無過熱現(xiàn)象，二次回路電纜及導線有無損傷，高壓熔斷器限流電阻及斷線保護用電容器是否完好。5、互感器二次側和外殼接地是否完好。6、端子箱是否清潔、受潮。電壓互感器的巡視檢查電壓互感器運行于母線上，互電壓互感器在異常情況下必須退出運行1、高壓側熔斷器連續(xù)熔斷二、三次。2、引線端子松動過熱。3、內部出現(xiàn)放電異音或噪聲。4、見到放電，有閃絡危險。5、發(fā)出臭味或冒煙。6、溢油。發(fā)現(xiàn)上述情況，立即匯報調度，解除有關保護，取下PT二次保險，并轉移PT一、二次負荷將故障PT斷開。禁止使用刀閘或打破熔斷器法斷開故障的PT，應讓保險自動熔斷。嚴禁就地用隔離開關或高壓熔斷器拉開有故障的電壓互感器。電壓互感器在異常情況下必須退出運行1、高壓側熔斷器連續(xù)熔斷二雙母線倒單母線倒閘操作順序1、檢查母聯(lián)開關在合閘位置。2、取下母聯(lián)開關操作保險。3、將停電母線負荷倒至另一母線。4、送上母聯(lián)開關操作保險。5、斷開停電母線PT二次聯(lián)絡開關。6、拉開停電母線電壓互感器、避雷器刀閘。7、斷開母聯(lián)開關并解除備用。8、驗電后將停用的母線接地。雙母線倒單母線倒閘操作順序1、檢查母聯(lián)開關在合閘位置。PT二次電壓引入主控室二次電壓低壓斷路器或熔斷器隔離開關輔助接點隔離開關重動繼電器接點公用設備屏各分路保護屏及其它自動裝置PT二次電壓引入主控室二次電壓低壓斷路器或熔斷器隔離開關輔助公用電壓回路失壓分析1、檢查隔離開關重動繼電器是否失磁2、檢查PT端子箱處低壓斷路器、熔斷器是否斷開3、隔離開關輔助接點接觸不好3.1電壓切換接點接觸不好3.2重動繼電器接點接觸不好4、某使用單元出現(xiàn)問題5、二次回路絕緣等其他問題公用電壓回路失壓分析1、檢查隔離開關重動繼電器是否失磁電壓二次回路反措要求1、電壓二次回路只能有一點接地，經控制室零相小母線（N600)連通的幾組電壓互感器二次回路，只應在控制室將N600一點接地，各電壓互感器二次中性點在開關場的接地點應斷開。2、為保證可靠接地，各電壓互感器的中性線不得接有可能斷開的斷路器或接觸器。3、已在控制室一點接地的電壓互感器二次繞組，如認為必要，可已在開關場將二次繞組中性點經放電間隙或氧化鋅閥片接地。4、來自電壓互感器及其二次回路的4根開關場引入線和互感器三次回路的2（3）根開關場引入線必須分開，不得公用。電壓二次回路反措要求1、電壓二次回路只能有一點接地，經控制室1、用隔離開關輔助觸點控制的電壓切換繼電器，應有一對電壓切換繼電器觸點作監(jiān)視用；不得在運行中維護隔離開關輔助觸點。2、檢查并保證在電壓切換過程中，不會產生電壓互感器二次回路反充電。保護回路電壓切換反措要求3、手動進行電壓切換的，應有專門的運行規(guī)程，由運行人員執(zhí)行。4、用隔離開關輔助觸點控制的切換繼電器，應同時控制可能誤動作的保護的正電源；有處理切換繼電器同時動作與同時不動作等異常情況的專用運行規(guī)程。1、用隔離開關輔助觸點控制的電壓切換繼電器，應有一對電壓切換關于PT二次繞組：主二次繞組：接成星形，反映一次系統(tǒng)線電壓、相電壓（相對地電壓）,一次繞組接入系統(tǒng)相電壓時，繞組電壓為100/輔助二次繞組：接成開口三角形，一次系統(tǒng)為中性點直接接地系統(tǒng)時，繞組電壓為100V，一次系統(tǒng)為中性點非直接接地或經消弧線圈接地時，電壓為100/3V—一次系統(tǒng)中的3倍零序電壓—電壓互感器一次繞組對輔助二次繞組的變比

可以看出，開口三角形繞組的輸出電壓僅反映一次系統(tǒng)的零序電壓，從而可反應系統(tǒng)的接地短路故障。關于PT二次繞組：—一次系統(tǒng)中的3倍零序電壓—電壓互感器一次A相接地后系統(tǒng)零序電壓UAUAUBUB3U03U0中性點直接接地系統(tǒng)中性點非直接接地系統(tǒng)A相接地后系統(tǒng)零序電壓UAUAUBUB3U03U0中性點直接二次繞組的配置雙線圈：一個主二次繞組保護、測量、計量公用一個輔助二次繞組三線圈：兩個主二次繞組：計量專用一組，保護測量公用一組一個輔助二次繞組四線圈：三個主二次繞組，一個輔助二次繞組計量專用一組，因為220KV設備保護要求雙重化，兩套保護要求分別用不同的PT二次繞組，因此，兩套保護各用一組，測量和保護公用。各繞組的精度不一樣，計量回路繞組精度高，計量回路專用一繞組減少了二次負載，提高了電能表的計量精度，保護和測量對電壓精度要求不高，因此可以公用精度不太高的二次繞組。二次繞組的配置二次設備的電壓切換1、電壓切換的作用：雙母線系統(tǒng)上所連接的電氣元件，為了保證其一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)在電壓上保持對應，以免發(fā)生保護或自動裝置誤動、拒動，要求保護及自動裝置的二次電壓回路隨同主接線一起進行切換。用隔離開關輔助觸點去啟動電壓切換中間繼電器，利用其觸點實現(xiàn)電壓回路的自動切換。要求保護、測量、計量都有自動切換功能。2、切換方式：（1）保護、測量、計量共用一個隔離開關接點。計量有專用的切換繼電器屏。測量電壓在保護屏切換后輸出。（2）一個隔離開關接點啟動保護電壓切換箱，測量、計量依靠電壓切換箱重動繼電器進行電壓切換。（3）計量用獨立的隔離開關輔助接點，獨立的切換繼電器。要求切換回路相互獨立：切換回路獨立，切換電源獨立1、有利于減小設備異常時的影響面2、便于運行人員判斷問題，應急處理。二次設備的電壓切換1、電壓切換的作用：雙母線系統(tǒng)上所連接的電保護裝置失壓分析公用外部電壓保護屏端子排隔離開關重動繼電器接點保護裝置低壓開關保護裝置交流輸入插件進行電壓變換模數變換采樣回路CPU保護裝置失壓分析公用外部電壓保護屏端子排隔離開關重動繼電器接1、檢查隔離開關輔助接點是否切換到位，觀察隔離開關位置指示燈。2、檢查電壓開關是否跳開。3、用萬用表測量電壓開關下口交流電壓，判斷電壓是否正常。4、打印保護裝置采樣值，檢查交流采樣。5、觀察直流電源插件輸出電壓指示燈是否正常。6、檢查裝置有無自檢報告。檢查措施1、檢查隔離開關輔助接點是否切換到位，觀察隔離開關位置指示電壓互感器二次電壓異常處理

運行中電壓互感器可能會發(fā)生二次電壓異常，比如電壓輸出三相不平衡、空開及二次保險熔絲熔斷等。異常原因：1、互感器本身有問題，通過二次電壓切換后，將互感器二次負載轉移，在PT端子箱處PT二次回路斷開，檢查PT二次輸出電壓。2、PT二次公共回路及負載有問題，在上述正常情況下，沒有發(fā)現(xiàn)異常，說明問題有可能在二次回路及二次負載上上，可以通過倒閘操作將有問題的一段PT二次回路騰空。3、若在操作某一分路的過程中，電壓恢復正常，則說明問題在該二次負載上；二次負載全部轉移后，電壓異常仍然不能消失，說明問題在二次回路上，需要保護人員逐級斷開二次回路進行查找回路異常。電壓互感器二次電壓異常處理運行中電壓互感器可能會電壓回路的編號N600·A601A603A630開關隔離開關公用二次回路電壓切換繼電器接點A710保護裝置空開保護遙測屏功率表電壓回路的編號N600·A601A603A630開關隔離開關線路PT作用：用于監(jiān)視線路電壓。1、用于手動檢同期、檢無壓合閘用2、用于重合閘檢同期、檢無壓用3、用于備自投及其他自動裝置二次繞組57V用于重合閘100V用于手動合閘檢同期線路PT作用：用于監(jiān)視線路電壓。母線PT開口角電壓用途1、用于小電流接地系統(tǒng)接地選線裝置、絕緣監(jiān)察2、用于保護裝置，主變后備、線路保護3、開口角A相電壓用于手動檢同期4、用于小電流接地系統(tǒng)消諧裝置母線PT開口角電壓用途1、用于小電流接地系統(tǒng)接地選線裝置、絕檢同期、檢無壓、不檢定1、手動合閘：就地、遠方2、自動合閘：重合閘、備自投檢同期：檢查母線電壓和線路側電壓同期檢無壓：檢查線路無壓時合閘不檢定：不檢查兩側電壓手動檢同期和重合閘自動檢同期區(qū)別手動檢同期：用母線開口角A（Sa710）相電壓和線路PT100V電壓比較新投運的無人值班站合閘檢同期：利用測控裝置將母線57V星形二次繞組電壓和線路PT二次57V電壓檢同期重合閘檢同期用母線主二次繞組57V電壓和線路PT57V（100V）電壓比較檢同期、檢無壓、不檢定1、手動合閘：就地、遠方手動檢同期和重電壓互感器投運后檢驗項目1、測量每一繞組的電壓．２、測量相間電壓．３、測量零序電壓．４、檢驗相序５、定相電壓互感器投運后檢驗項目1、測量每一繞組的電壓．22