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(duì)10kV一次通壓用的是380V的檢修電源，該電源中性點(diǎn)是接地的，分析故障的方法與10kV不接地系統(tǒng)的故障分析方法是有區(qū)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(jù)驗(yàn)收過(guò)程中故障，對(duì)10kV不接地系統(tǒng)的4PT電壓互感器原理進(jìn)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(jié)論為類似故障奠定了理論基礎(chǔ)，加快了今后排查此種故障的速度。

[關(guān)鍵詞]單相接地；不接地系統(tǒng)；電壓互感器；接線故障；接線完備性

中圖分類號(hào)：G101 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）30-0395-01

本文對(duì)變電所10kV一次通壓時(shí)消諧PT電壓出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行了介紹，通過(guò)查線發(fā)現(xiàn)是由于開(kāi)口三角繞組B相極性接反引起的。接著對(duì)10kV系統(tǒng)接線原理作簡(jiǎn)要的回顧，并針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)錯(cuò)誤接線情況進(jìn)行理論分析，然后提出采用檢修電源對(duì)10kV不接地系統(tǒng)模擬單相接地的試驗(yàn)，列出一組參考數(shù)據(jù)。本文闡述一次通壓和模擬單相接地試驗(yàn)對(duì)PT二次接線完備性和正確性檢查重要性。

變電所按要求對(duì)10kV進(jìn)行一次通壓一次通流試驗(yàn)。該變電所主變?yōu)閅n/△接線，10kV電壓互感器采用中性點(diǎn)加裝消諧PT的4PT接線方式。

一次電壓來(lái)自檢修電源380V三相電壓，110kV一次通壓結(jié)束后，在10kVIII母上一次通壓，在III母PT柜上用萬(wàn)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(shí)另外I，II，IV段PT一次通壓的結(jié)果是正常的。

1.故障排查

1.1 首先可以確認(rèn)的是PT二次側(cè)各相對(duì)地電壓相等，相間電壓也相等，相序?yàn)檎?0kV母排上的相電壓也是正序220V交流電壓，并沒(méi)有出現(xiàn)缺相的情況，因此判斷一次側(cè)電氣量并沒(méi)有故障點(diǎn)存在。

1.2 既然一次側(cè)沒(méi)有問(wèn)題，就查看二次側(cè)的接線。由于三相電壓沒(méi)有異常，因此猜測(cè)是開(kāi)口三角繞組或零序PT接線有錯(cuò)誤，首先在端子排上查找開(kāi)口三角繞組的接線，發(fā)現(xiàn)從PT二次引出線到端子排只有兩根導(dǎo)線，并且是短接接地的，內(nèi)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(kāi)PT柜后柜門(mén)，繼續(xù)進(jìn)行一次通壓，在零序PT二次側(cè)仍然量出4.5V電壓，一次側(cè)量出450V電壓。斷電后對(duì)開(kāi)口三角繞組的接線仔細(xì)查看后，發(fā)現(xiàn)B相繞組同名端接反了，推斷是柜廠接線的時(shí)候出現(xiàn)的差錯(cuò)。

2.原理分析

2.1 原理介紹

首先簡(jiǎn)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(diǎn)安裝有消諧電壓互感器的星形接線，現(xiàn)場(chǎng)采用4個(gè)獨(dú)立的PT組成，如圖所示。P1、P2、P3為10kV系統(tǒng)電壓互感器，P4為中性點(diǎn)消諧電壓互感器，變比為10/0.1。P1、P2、P3的第二個(gè)繞組作為開(kāi)口三角繞組短接接地，如圖1所示。當(dāng)系統(tǒng)正常時(shí)，三相Ua、Ub、Uc對(duì)稱，幅值等于相電壓57.73V，中性點(diǎn)電壓為0，L上無(wú)電壓輸出。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生A相接地故障時(shí)，又由于有開(kāi)口三角短接，而開(kāi)口三角繞組反映的是各相對(duì)中性點(diǎn)O的電壓，因此，有如下關(guān)系式：

把公式（2）中的第一個(gè)式子代入公式（1），得到：

由于消諧互感器的存在，UaN變?yōu)?，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(xiàn)場(chǎng)異常現(xiàn)象的分析

在進(jìn)行分析前，要弄清一個(gè)重要的概念，檢修人員對(duì)10kV進(jìn)行一次通壓試驗(yàn)時(shí)，盡管中間加了一個(gè)自耦變壓器，但是電源側(cè)即10kV/400V變壓器的低壓側(cè)中性點(diǎn)是接地的，實(shí)際的接線圖如圖2所示。

開(kāi)口三角B相接反了，根據(jù)開(kāi)口三角繞組的接線，有如下關(guān)系式：

再根據(jù)公式，有當(dāng)一次側(cè)相電壓為三相220V時(shí)，理論上消諧PT一次有效值為440V，二次側(cè)UL=4.4V，與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量值一致。

2.3 模擬單相接地試驗(yàn)

通常一次通壓試驗(yàn)做完沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題就認(rèn)為PT接線正確，試驗(yàn)結(jié)束了，但是消諧PT接線的正確的完備性試驗(yàn)并沒(méi)有做完。例如消諧PT極性接反以及開(kāi)口三角繞組開(kāi)路或沒(méi)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(hù)正常動(dòng)作，必須還要驗(yàn)證以上那些接線的正確性，為此檢修人員還要再做一個(gè)模擬單相接地的試驗(yàn)（圖3）。

一個(gè)不接地10kV系統(tǒng)的單相接地如圖4所示，前面已經(jīng)介紹過(guò)該系統(tǒng)單相接地時(shí)的故障分析，講述采用檢修電源380V對(duì)10kV母排模擬單相接地的分析。首先檢修電源側(cè)中性點(diǎn)是接地的，除非中間串接一個(gè)三相隔離變壓器，這樣做過(guò)于煩瑣也沒(méi)有必要，其次當(dāng)然也不能把A相電源對(duì)地短接，這樣肯定會(huì)使空氣開(kāi)關(guān)或所用電交流跳閘。實(shí)際操作上可以把A相電源斷開(kāi)，把10kV母排的A相對(duì)地短接，開(kāi)口三角繞組短接接地，采用這樣的方式來(lái)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(qū)別的是檢修電源中性點(diǎn)是接地的，因此得到的結(jié)論也是不一樣的。

參考文獻(xiàn)

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