当前位置:
文档之家› 国家电网继电保护培训课程---电压互感器
国家电网继电保护培训课程---电压互感器
回路断线故障处理过程
1.停用有关保护和自动装置,如l10—200kV距离保护、高频保护、低电 压闭锁、低周减载、重合闸及自动投入装置,以防止保护误动作。 2.详细检查高、低压熔断器是否熔断。如高压熔断器熔断时,应拉开电 压互感器隔离开关,取下低压熔断器,在验、放电后更换高压熔断器, 并测量电压互感器绝缘,确认合格后方可恢复送电。如低压熔断器熔断, 更换熔丝后即可投入。 3.如熔断器更换后再次熔断,则不应再换,需查清原因并处理。 4.如有备用设备,应立即投入运行,停用故障设备。
电压互感器的接线方式
(1)图3(a)为一个单相电压互感器的接线,供仪表、继电器接于一个线电压。 (2)图3(b)为两个单个电压互感器接成V/V形,供仪表、继电器接于三相 三线制电路的各个线电压。其广泛地应用在变、配电所6—10kV高压配 电装置中。(3)图3(c)为三个单相电压互感器接成Y。/Y。形,供电给要 求线电压的仪表、继电器,并供电给接相电压的绝缘监察电压表。由于 小电流接地的电力系统在一次侧发生单相接地时,另两相电压要升高到 线电压,所以绝缘监察电压表应按线电压选择,否则在发生单相接地时, 电压表可能被烧坏。 (4)图3(d)为三个单相三绕组电压互感器或一个三相 五心柱三绕组电压互感器接成Y0/Y。/Δ(开口三角)形。接成Y。的二 次绕组,供电给需要线电压的仪表、继电器以及作为绝缘监察的电压表; 辅助二次绕组接成开口三角形,构成零序电压过滤器,供电给监察线路 绝缘的电压继电器。在三相电路正常工作时,开口三角形的两端的电压 接近于零。当三相中某一相接地时,开口三角形两端将会出现近100V的 零序电压,使电压继电器动作,发出信号
限制谐振过电压可采取以下措施
1.选用励磁特性较好的电磁式电压互感器,或电容式电压互感器 2.使电压互感器带有零序电阻。例如在电压互感器开口三角形绕 组中短时加装电阻。当开口三角绕组的容量许可时,直接接入 500W灯泡(阻值为30--100欧的阻尼电阻 ),一般即可使电压互感 器谐振过电压消失。 3.禁止只使用一相或两相电压互感器接在相线与地线之间,以保 证三相对地阻抗的对称性,避免中性点位移。 4.对中性点直接接地的网络,应避免因故障跳闸变为中性点不接 地的系统运行,以防止产生铁磁谐振故障。
一次侧的接地点
(1)当以两只单相电压互感器如图1所示按V—V形接线时,显然, 一次侧是不允许接地的,因为任一端接地都会使系统的一相直接 接地。 (2)如图2所示由三只单相电压互感器组成星形接线时,其一次侧 中性点必须接地。因为电压互感器在系统中不仅有电压测量的作 用,而且还起继电保护的作用。当系统中发生单相接地故障时, 系统中会出现零序电流。如果一次侧中性点没有接地,那么一次 侧就没有了零序电流通路,零序电流不可能流通。二次侧开口三 角形绕组两端也就不会感应出零序电压。于是继电器KV无法起动, 发不出接地信号。 (3)对于三相五柱式电压互感器,其一次侧中性点同样要接地,原的二次侧要有一个接地点,这主要是出于安全上的考虑了。当一、二次侧绕组间的绝缘被高压击 穿时。—次侧的高压会窜到二次侧。为了保护人员和设备的安全,就要求互感器二次侧必须牢靠接地。另外, 通过接地可以给绝缘监察装置提供相电压。二次侧的接地方式主要有两种:中性点N接地(见图3)和b相接地 (见图4)。中性点N接地方式:正常时中性点没有电流流过,互感器二次侧三角开口处不会有压降,不会对继 电保护装置输出信号。而且,由于中性线与地之间没有断开点,可靠性也高,故在对保护要求较高的场合, 常用此种接地方式。b相接地方式:由于中性线上串有隔离开关QS的辅助触点。使得零序电流通路的可靠性降 低。如用在110KV及以上系统距离保护的断线闭锁装置,如图5所示,若QS不可靠而断开时.会使断线闭锁继 电器KD的W1线圈失去作用,保护不能正常闭锁,可随导致保护误动。另外,由于b相接地,二次侧开口三角形 接法的绕组接地的一端与星形接法的绕组的b相连,在正常情况下,二次侧的b相绕组中都会有负荷电流流过, 这也增加了零序回路的不可靠性。正是基于以上原因,在中性点直接接地的超高压系统中均不采用这种接地 方式。在中性点不直接接点的系统中,一般不装设距离保护和零序保护,而b相接地方式里b相可公用,使得 用线电压作为同步量的接线变得简单,因而此种方法也得到一定应用。b相接地后,二次侧中性点便不能直接 接地。为了避免一、二次绕组间绝缘破坏后,一次侧高压窜入二次侧,故在二次侧中性点通过一个间隙接地, 起保护作用。当高压窜到二次侧时,间隙击穿接地,b相绕组被短接,该相熔断器会烧断。关于二次侧接地点 的设置,以前通常图简便,就在端子箱内接地,由于保护装置和测量表计均在主控室,而主控室距离设备端 子箱都较远,负荷电流或故障电流会在电缆上产生压降,使接地的小母线在主控室与配电装置之间有电位差, 接地小母线电位未必是真正为零,这样会使保护可靠性和正确性降低,也会给测量带来误差。故现在规程规 定接地点均选在主控室保护屏经端子排接地,而在配电装置处只设置试验检修时的安全接地点。
系统接地时状态分析
110kV系统是大电流接地系统,接地时,接地相电压为0,非故障相电压为相电压, 零序电压为相电压,一般通过方向零序电流保护切除接地线路。对于10kV接地系 统为小电流接地系统,虽然系统接地时允许运行一段时间,但运行人员和小电流 接地装置必须立即判断出接地线路并断开.否则时间过长.系统绝缘损坏严重直 至发生相间短路故障。10KV系统接地时:见向量图3。即在小电流接地系统中,发 生单相接地时,故障相对地电压为零;非故障相对地电压升高为1.732U0,系统线 电压仍然对称;零序电压U0=-UA。系统接地的判据分析:目前系统中10KV不接地系 统判别接地的方法仍然采用零序电压判别法,一般二次定值整定为30V,小电流接 地装置还借助零序电流判断哪条线路接地。这种判据不足之处在于PT一次断线时, 仍判为接地。此时.运行人员应特别注意非接地相电压是否升高或是否伴随有PT 断线信号来判断是否真正接地。母线失压 :在排除PT断线和PT检修二次无并列的 情况下,若PT二次无压,这说明母线真正失压。我们使用PT断线判据的目的也是 在于判断母线是否真正失压。一般采用“PT二次无压,进线无流.开口无电压” 的判据来判断母线无压,若无其它客观原因,应当能正确判断。
铁心接地点
在互感器外壳上还有一个接地桩头.这 是铁心和外壳的接地点,起安全保护作 用。
PT断线时现象分析
当仅PT一次断线时,分两种情况:一是全部断线:此时二次电压全无,开口亦无电压。二是不全部断线即只 有一相断线或两相断线,此时对应相二次无相电压,不断线相二次相电压不变,开口三角有电压。当仅PT二 次断线时,PT开口三角无电压,断线相电压为零。PT断线判据分析 (1)开口电压和相电压综合判别法:即开 口无电压和相电压不平衡时就判为断线。这是普通PT断线继电器所采用的方法,局限在于当发生PT一次断线 时不能正确地作出判断,以致于保护得不到及时的闭锁而误动。(2)进线有流和PT二次无电压的判别法:这主 要针对PT三相断线而采用的一种判别法,广泛用于110kv变电站的备用电源自投装置。其优点在于通过PT和CT 两种元件来判别,突破了传统的仅靠PT二次电压的异常来判断PT断线的做法,具有较大的推广价值。但是, 从微机备自投装置运行状况看,还具有一定的局限性。问题出在判断进线有流定值的太大和PT二次保险采用 的是三相空开(只要一相有异常三相全跳),结果PT断线时三相全无压,备投装置不能可靠闭锁造成误动。解 决的方法是采用三个单相保险,降低PT三相保险一起熔断的几率。其次是尽量压低检进线有流的定值(此定值 不能无限减小,否则由于微机备投零漂的存在,造成BZT拒动,后果更为严重)。(3)进线有流、开口电压、三 相电压计算的3U0综合判别法。此判据在微机保护中有广泛的应用价值,利用CPU的计算功能通过三相电压计 算得零序电压3U0,逻辑如图2。此种判据最大限度把PT断线的真实性反映出来,现场的运行情况良好,是值 得推广的一种判据、也是采用微机技术的优越性集中体现。(4)并接不平衡电容法:这种办法主要是针对PT二 次是三相保险时,为判PT断线而采取的一种对策,广泛用于110kvPT二次系统。具体做法是在三相保险的任一 相两端并接一电容,这样在PT二次保险全断开时,由于电容放电而产生不平衡电压,使PT断线继电器在二次 失压时判为PT断线,并闭锁相应的保护及BZT等自动装置。缺点在于在一次保险熔断时也不能正确地判断,因 此必须和PT开口电压配合判断。
电磁式电压互感器的铁磁谐振故障
铁磁谐振故障产生的原因是,在中性点不接地系统中,由于发生单相接 地或由变压器向母线充电时,电压互感器的电感和母线、线路的电容构 成振荡回路,造成铁磁谐振故障。 其表现形式为,由于铁磁谐振引 起三相、两相及单相对地电压升高,或由于低频(每秒一次左右) 摆动产 生很高的零序电压分量及不正确的接地指示,从而在电压互感器中产生 过电流,三相高压熔断器熔断,甚至烧坏电压互感器。此外,还会使变 压器或断路器的套管发生闪络和损坏,避雷器爆炸。实测表明,在35kV 电网中电压互感器铁磁谐振过电压可达3.5倍(幅值),绝大多数的分次 谐波过电压只达到2倍相电压(幅值)左右,但由于在低频下电压互感器更 易于饱和,所以在互感器中流过的电流可达额定励磁电流的100倍,会烧 坏熔丝或引起互感器严重过热、冒油、烧损或爆炸。