PT二次回路压降

PT二次回路压降（精选七篇）

PT二次回路压降 篇1

1 自动补偿装置的技术特点以及用途

自动补偿装置应用了智能控制技术, 能够为电压互感器二次回路压降进行自动的补偿, 同时还能够随时的二次电阻进行跟踪, 功能强大, 性能可靠, 完全能够达到预期的补偿效果。其最为重要的技术特点表现在如下方面:

首先, 自动补偿装置所应用的补偿控制器应用的是能够对二次线路产生抵抗力的变增益放大器, 这样即可将补偿器与回路阻抗有效联系起来, 进行动态匹配, 以此保证系统具有灵活性、动态性;其次, 由于自动补偿装置应用了智能控制技术, 使得普通的电子电路能够延长一定的时间, 进而实现了系统的实时性;再次, 因为自动补偿装置将所输出的回路都串联接入到二次回路中, 但是输出的电路中有非常大内阻, 因此在回路中会形成二次压降, 因此自动补偿装置中又设置了附加压降补偿电路, 因此系统能够得到更加精确的补偿;最后, 为了能够确保系统的可靠性, 设计人员对自动补偿装置进行了硬件与软件的保护, 以此防止元器件过度磨损, 以此保证系统越加可靠。

自动补偿装置能够应用在变电站、供电企业中, 其对电压互感器二次回路压降能够实现自动补偿, 同时能够对压降的变化进行随时的跟踪, 另外, 该装置也能够实现动态三相补偿, 如果二次回路压降超过了一定的时间, 则该装置会自动保护, 同时发生预警, 以此提供维修人员对线路进行检修。

自动补偿装置适应性比较强, 几乎能够适应各种电网变化, 同时对三相补偿不会产生任何的限制, 能够进行独立工作, 可以将其安装在小母线上, 为二次母线进行补偿, 这样全部的电度表都实现了补偿, 另外, 自动补偿装置也可以安装在单块表上, 能够实现单独补偿。

但是自动补偿装置的工作条件有一定的限制, 只有在合适的工作条件下, 其才能实现补偿作用。其主要的工作条件如下:第一, 电源电压能够在220±10%V;第二, 电源频率已经在50Hz±5%之间;第三, 环境温度应该在0-40℃之间;第四, 电压互感器二次回路压降应该不超过5v;第五, 负载的功率因素应该保持在0.3-1之间;第六, 单相工作电流不能超过3.5A;第七, 工作方式应该满足不间断使用的要求。

除了要满足上述的工作条件之外, 还需要满足主要的技术指标:自动补偿装置最大输出补偿线电压只能是5.5v, 而补偿相电压最大只能是3.2v, 能够负载的电流最大是3.5A。

2 自动补偿装置设计

2.1 硬件设计

2.1.1 主电路设计自动补偿装置。

补偿器的主电路由输入电压采样、电流采样及变换、加法器、变增益放大、功率放大和输出电路组成, 它的作用是根据自动补偿装置PT自动补偿装置二次线路压降及补偿器附加二次压降, 产生与其大小相等、方向相反的补偿电势, 叠加到二次回路, 实现误差补偿。

2.1.2 单片机系统自动补偿装置。

本装置采用自动补偿装置Intel8098自动补偿装置为自动补偿装置CPU, 并在程序存储器和数据存储器构成的最小系统的基础上, 经扩展自动补偿装置I/O自动补偿装置接口实现单片机动态机构。

2.2 软件设计

数据采集是通过自动补偿装置A/D自动补偿装置对自动补偿装置U∑采样实现的, 但采集的数据可能受到噪声的干扰, 因此需对采集的数据进行数字滤波。模拟信号都必须经过自动补偿装置A/D自动补偿装置转换后才能为计算机接受, 干扰作用于模拟信号之后, 使自动补偿装置A/D自动补偿装置转换结果偏离真实值。如果仅采样一次, 我们无法确定该结果是否可信, 必须多次采样, 得到一个自动补偿装置A/D自动补偿装置转换的数据系列, 通过某些处理后才能得到一个可信度较高的结果。这种从数据系列中提取逼近真值数据的软件算法, 通常称为数字滤波算法。它有硬件的功效, 却不需要硬件投资。由于软件算法的灵活性, 其效果往往是硬件滤波电路达不到的, 它的不足之处是使自动补偿装置CPU自动补偿装置费时。自动补偿装置中值滤波是数字滤波中的一种, 它对目标参数连续采样自动补偿装置n自动补偿装置次 (一般自动补偿装置n自动补偿装置为奇数) , 然后把自动补偿装置n自动补偿装置次采样值从小到大 (或从大到小) 进行排序, 再取中间值作为本次采样值。这种方法对于变化比较缓慢的参数比较适用。

2.3 可靠性设计

进行系统的高可靠性设计, 选定行之有效的信号通道和系统设计线路。自动补偿装置这是保证系统可靠性必须遵守的原则。自动补偿装置;采用高可靠的元器件和完善的安装工艺自动补偿装置控制系统的可靠性在很大程度上取决于组成系统的各个元部件的可靠性和安装工艺, 所以改善元部件的可靠性和加工工艺是提高系统可靠性的基本途径。自动补偿装置;简化系统结构自动补偿装置系统的结构越简单, 即系统中的元器件越少, 系统的可靠性也就越高, 所以在系统设计时, 在不影响系统基本性能的前提下, 应尽量简化系统结构。

结束语

综上所述, 可知电压互感器二次回路压降已经成为电能计量误差的最重要的原因, 通过自动补偿装置的应用, 能够将误差降到最低。但是需要满足一定的工作条件以及技术指标。在对该装置进行设计, 设计人员要注意设计细节, 硬件设计与软件设计都要达到要求, 否则反而会增大误差。由于计量误差会增加电力企业的损失, 因此变电站、供电部门等可以尝试着应用该装置。

参考文献

[1]朱卫萍.电压互感器二次回路的改造和维护[J].湖北电力, 2007 (6) .

[2]刘阳, 杨洪耕.基于独立分量分析的电压闪变检测方法[J].电力自动化设备, 2007 (11) .

[3]阳靖, 周有庆, 刘琨.电子式互感器相位补偿方法研究[J].电力自动化设备, 2007 (3) .

[4]谢鹏, 周青山, 汪毅, 向铁元.电能计量误差分析软件设计与实现[J].电力自动化设备, 2006 (1) .

PT二次回路压降 篇2

关键字：电压互感器 二次压降 补偿

一、电压互感器二次回路的接线形式

电压等级的不同，电压互感器二次回路接线形式不同。

1. 10kV至35kV电压互感器二次接线 ：电压互感器一次侧有熔絲，二次不设熔丝和任何其他保护设施，以减小电压互感器二次回路压降[2]。

电压互感器与电能表相距较远(一般大于10m)，为了在测量电压互感器压降时，不断其一次侧刀闸进行试验接线，采用图1所示[2] [3]。由于一般情况下电压互感器二次端子与接线盒A之间的距离小于0. 5 m，可不考虑两者之间的电压降。

当电压互感器与电能表相距较近时，在实际电力客户接线时又分为两种情况。

1.1电能表直接装在电压互感器柜上，电压互感器二次电缆直接进入电能表接线盒B，二次导线截面积大于4mm，如图2所示[2] [3]。电能表与电压互感器二次端子之间连线距离小于lm，一般不考虑电压降误差，但至少应每2年1次在停电的情况下检查和处理电压互感器二次端子接头生锈、腐蚀等情况。

1.2 电压互感器二次通过插件接至电能表接线盒，如图3所示[2] [3]。这种接线方式一般是电压互感器装在手车柜上，用上电后就不再管理，压降不易侧试。实际这类“插件”操作频繁，接触电阻不能忽略。

(2) 110kV及以上电压互感器二次接线 : 电压互感器一次侧没有熔丝，电压互感器二次侧必须装设保护设备(熔丝或快速空气开关)，防止电压互感器二次短路。对于进线供电的情况，为了保证计量准确，便于加封，在电压互感器杆下装设专用电压互感器端子箱，接线方式如图4所示[2] [3]。将接线盒A和快速开关ZKK装于电压互感器二次箱内，二次电缆从快速开关ZKK直接接到电能表接线盒B，可测量出从接线盒A到电能表之间的电压降，同样电压互感器二次端子接头应至少2年1次检查和处理锈腐等情况。

二、降低二次压降的措施

可以分为降低回路阻抗、减小回路电流和增加补偿装置等三大类降低二次压降的措施[4]。

1. 降低回路阻抗

降低电压互感器二次回路阻抗的具体方案为：

1.1 电压互感器二次回路更换更大截面积导线

1.1 定期打磨接插元件、导线的接头，尽量减小接触阻抗。

2.减小回路电流

一般情况下，电压互感器二次计量绕组与保护绕组是分开的，计量绕组负载为电能表等，负载电流小于200mA，因而现场测试若发现电压互感器一次回路电流大于200mA时，可采取以下措施减小电流：

1.2 采用专用计量回路

1.3 单独引出电能表

1.4 选用多绕组的电压互感器

3.增加补偿装置，主要有3种：定值补偿式、电流跟踪式、 电压跟踪式。

3.1 定值补偿式

定值补偿式补偿器根据其工作原理可以分为有源定值补偿器和无源定值补偿器。

定值补偿器在电压互感器二次回路阻抗和回路电流不变的前提下，能够对二次压降进行有效补偿，由于不能跟踪电压互感器二次回路阻抗和回路电流发生变化而引起二次压降的变化，因此不可避免地引起电压互感器二次综合压降欠补偿或过补偿现象发生。由此可以说，定值补偿装置（无论是有源的，还是无源的）在设计时就存在缺陷，是绝对禁止用于二次压降补偿的。

3.2 电流跟踪式

电流跟踪式补偿器基本原理是利用电子线路通过对电压互感器二次回路电流的跟踪产生一个与二次回路阻抗大小相等的负阻抗，最终使二次回路总阻抗等效为零。从前面对二次回路阻抗的特性分析可以看出，电压互感器二次回路阻抗是变化的，且具有一定随机性，显然电流跟踪式补偿器同样存在设计缺陷，可能造成过补偿或欠补偿现象的发生，因而也是绝对禁止用于二次压降补偿的。

3.3 电压跟踪式

电压跟踪式补偿器的原理是通过取样电缆，将电压互感器二次端电压信号与电能表计端电压信号进行比较，以产生1个与二次回路压降大小相等，方向相反的电压叠加于电压互感器二次回路，使电压互感器二次回路电压降等效为零。当电压互感器二次回路电流或阻抗改变导致回路电压改变时，补偿器自动跟踪压降的变化并产生相应变化的补偿电压叠加于电压互感器二次回路，以保持回路压降始终为零。因而这种补偿器几乎适用于所有场合，唯一不足的是需同时敷设一条从电压互感器二次端电压信号取样的电缆。

结语

电压互感器二次回路线路压降由二次等效阻抗和二次回路电流共同影响,这两个影响因素又随环境和工况不同而变化。降低二次回路阻抗、减小回路电流两种方法在保证二次压降原有性质的基础上，可以有效降低二次压降，但不能保证二次压降始终不大于电压互感器二次出口电压的0.25%要求；加装电压跟踪式补偿装置，可以保证二次压降始终不大于电压互感器二次出口电压的0.25%要求，但要注意电压互感器二次压降单向性的特点，确保欠补偿才是有效的[5]。

参考文献：

[1]胡晓蔚．电压互感器二次回路电压降对电能计量的影响［M］．成都：四川电力技术，1997 .lunwenwang.com

[2]左新燕，何毅民，王玉珍．电压互感器二次接线的改进.石河子科技［J］．2001年，第5期

[3]陈蕾．电压互感器二次电能表回路压降分析与测试［M］．江苏电机工程， 2002

[4]毕志周，曹敏，吕宏．减小电压互感器二次回路压降的方法研究［M］．云南电力技 术，2000

[5]陈新亮．电压互感器二次回路压降改造的分析［M］．华东电力，1998

PT二次回路防止误接线方法研究 篇3

电压互感器(PT)是变换电压的电气设备,它的主要作用是:对低电压的二次系统与高电压的一次系统实施电气隔离,以保证工作人员安全;将一次回路的高电压变成二次回路的标准值,供测量仪表和继电器使用;取得零序电压分量与从电流互感器取得的零序电流分量配合供反应接地故障的继电保护装置使用。由此可以看出,PT二次接线正确与否直接决定其能否真正反映一次系统的工作状况,从而影响电网的安全稳定运行。

本研究主要探讨PT二次回路防止误接线方法。

1 接线前的准备

1.1 电压互感器的主要参数

(1) 准确等级。

按照《测量用电压互感器检定规程》,PT的准确度等级可分为:0.001、0.002、0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1共10级。互感器的误差包括比值差和相位差,每一个准确等级的互感器都对此有明确的要求。

(2) 额定电压比。

额定一次电压与额定二次电压的比例:

Kum=U1n/U2n=N1/N2

PT额定电压比与匝数比成正比,即与一次匝数成正比,与二次匝数成反比。

(3) 额定一次电压。

PT额定的输入一次回路电压U1n。电力系统常用互感器的额定一次电压为:6 kV,6/1.732 kV,10 kV,10/1.732 kV,35 kV,35/1.732 kV,110/1.732 kV,220/1.732 kV,500/1.732 kV等,其中1/1.732 kV的额定电压值用于三相四线制中性点接地线路的单相互感器。

(4) 额定二次电压。

PT的额定输出二次回路电压U2n。电力系统常用二次电压为:100 V,100/1.732 V。接于三相四线制中性点接地线路的单相互感器,其二次电压额定电压应为100/1.732 V。

(5) 额定二次负荷。

互感器在额定电压和额定负荷下运行时二次所输出的视在功率,额定输出的标准值为10、15、25、30、50、75、100、150、200、250、300、400、500 VA。对三相互感器而言,其额定输出是指每相的额定输出。

1.2 接线方式

PT最常见的接线方式有如下几种:①1只单相电压互感器用来测量相间电压;②用2只单相电压互感器接成不完全星形(V,V)接线,广泛应用于中性点不接地或经消弧线圈接地的电网中;③3只单相电压互感器或三相五柱式电压互感器接成Y, yn接线,另外还可接成YN, yn接线。

1.3 PT电压回路的构成

二次回路由PT二次线圈,熔断器,隔离开关辅助接点,转换开关ZK,电压小母线YMa、YMb、YMc,电压表,保护装置等构成。

1.4 工作方式

系统正常运行时,所有隔离开关处于合位,PT投入运行,二次回路经过转换开关,选择一段PT或二段PT投入,使电压小母线带电,保护装置、测量回路的电压回路正常运行。运行中为监视母线电压可切换至二段PT或一段PT,检查一、二段母线电压;当进行周期检查或预防性试验时,应将转换开关切至非检修母线侧,打开待检修PT隔离开关,做好安全防护措施,通过PT间隔进行检修或试验。

2 接线注意事项

PT在二次接线中要分清极性,基本二次线圈和辅助二次线圈。基本二次线圈单项首端为D,末端为E;辅助二次线圈首端为DF,末端为EF。主保护接D、E,基本二次线圈、绝缘监察接DF、EF辅助二次线圈,一、二次的中性点都标“F”。为了防止PT二次侧短路,一般在其端子箱内装有熔断器,励磁用PT不装熔断器,防止误动作。PT的二次侧(中性点,G相)通常在端子箱经端子排接地,接地点要可靠,不得多点接地。

2.1 PT极性判断

(1) 直流法。

直流法检查极性接线如图1所示。将适当小量程的直流电压表接至PT二次绕组,一次绕组经开关QK施以1.5 V～12 V的直流电压。开关接通瞬间,电压表指针正向偏转或开关断开瞬间表针反向偏转,说明这只电压互感器绕组为减极性。

(2) 交流法。

交流法极性判断常采用差接法和比较法。

差接法接线如图2所示。将PT一次绕组接入交流220 V电源,并将一次侧绕组首端与二次侧绕组首端并联,当单极双投开关QK投向位置1时,测得的电压值小于电源电压为减极性,大于电源电压为加极性。

比较法采用1只减极性标准电压互感器来检测同一电压规格但极性不详的待试PT。从一次侧引入同一电源,二次侧S1与S1直接并联,S2与S2之间接1只电压表。若电压表指示为零或几乎为零时,则为减极性,否则为加极性。

(3) 三相电能表用PT极性接反检查。

PT极性接反,将会导致电能计量不正确。检查三相电能表用PT极性是否正确,可用万用表的电压挡,测量电能表进线盒电压端子2,4,6间的线电压,3个电压值均正常,约为100 V,则说明其接线正确;当某线电压值接近相电压的3倍(173 V),则有1只PT极性接反。

2.2 两点接地和3U0回路独立的问题

PT二次回路,不允许两点接地,由于接地故障电流或者雷击入地电流的影响,在两个接地点之间产生电位差,使得在PT二次回路的N线上产生一个电压降,保护装置所感受的各相电压将与一次系统电压产生幅值与相位上的偏差[1]。要求PT的二次绕组与三次绕组应该相互独立。接线图如图3所示。

如O与O1相连,即3U0的N线与相电压的N线通过一根电缆进入控制室,当3U0回路短路时,情况最严重,将会使零序方向保护误动作。

2.3 PT二次电缆屏蔽层两端接地的问题

(1) 处于开关场中的PT电缆受到如隔离开关操作以及故障电流产生的电磁干扰,如果屏蔽层两端接地,将在屏蔽层中感应出屏蔽电流,由屏蔽电流产生的磁通,抵消这些电磁干扰产生的磁通对电缆芯线的影响,理想的屏蔽结果将使得干扰电压降为零。

(2) 屏蔽层两端接地,可以降低由于地电位上升产生的暂态感应电压,当接地或雷击时,将在地网上流过很大的地电流,使得屏蔽层的两个接地点之间产生电位差,在屏蔽层中流过暂态电流会抵消一部分地网电流,在PT二次电缆芯线中产生的暂态电压,如果屏蔽层不接地或只有一端接地,将会大大降低屏蔽层的屏蔽作用。

2.4多根电缆从PT的一个绕组取二次电压时的问题

当母线PT一个绕组的二次电压要提供给多个设备利用,从现场可能有多根电缆取自PT的一个绕组电压到控制室[2,3,4],如图4所示。在实际运行中发现,继电保护装置的UN1电缆与UA1、UB1、UC1不是一根电缆,而与测量的UA2、UB2、UC2、UN2共一根电缆,这样做的危害很大。当系统发生接地故障时,在地网中流过的电流将会在PT二次电缆中产生一个感应电压,经实验证实在地网中流过100 A的电流时,在距地网铜排10 cm以内长度为200 m的电缆芯上两端可能会感应约10 V的电压。

当UA、UB、UC、UN为同一根电缆时,则感应电压UA=UB=UC=UN,保护所感应的各相电压与3U0都不会发生崎变;当UA、UB、UC与UN不是同一根电缆时,由于两根电缆离地网的距离不相同,则UA、UB、UC、UN不相等,各相电压与3U0都会发生畸变,严重时使得保护误动作。

2.5 仪表设备的电压绕组二次回路需要注意的问题

对于仪表设备用的PT回路,由于仪表计量设备取线电压,控制室不需要零线,以往的做法是把仪表用的绕组的中性点与保护绕组的中性点连在一起,经一根电缆进入主控室,如图5所示。

其危害在于当线路发生故障时,故障相电压突然下降。由于仪表回路取的是线电压,且仪表负载是一个不对称的负载,则在暂态过程中,O1点将产生一个中性点偏移,即在N线上将产生一个暂态压降,从而使得保护装置所感受的各相电压将产生偏移,引起保护的不正确动作。在实际情况中还发现另外一种接线方式,即存在O1N这根连线,两个绕组的中性点都进入主控室经同一点接地。分析发现,这种情况的危害更大,因为计量所用的电缆与保护所用的电缆一般不是同一根电缆,这样在地网中流过的故障电流分别在两根中性线上产生不同的感应电压,则保护所感受的UA、UB、UC、UN与3U0都将发生崎变,使得保护发生误动。

2.6微机保护电压入口回路加装高频滤波电容的必要性

经实验可测得,在隔离开关操作时,电弧在PT二次电缆上所产生的干扰脉冲电压有时会达到2 000 V (1 μs),这将使得微机保护等微电子设备受到损坏,故在继电保护设备的入口电压回路加装高频滤波电容很有必要的。

3 投运前检查

PT二次回路投用前必须经过严格的检查。二次回路接线检查一般采用对线的办法,但根本的办法是采用一次侧加压(文中称之为压变变比试验的法)。模拟压变实际运行状态,直接检查压变二次回路正确性[5,6]。

3.1 检验PT二次绕组的接线

当PT送电后,在控制室用钳型相位表先测量二次绕组引过来的电压UA、UB、UC,若幅值均为100/1.732 V或稍高但三者相等,则认为幅值正确。然后再测三者的相位,测试结果必须为UA超前UB120、UB超前UC120、UC超前UA120,若测试结果与之相符,则说明相序正确。做完上述两项工作并不能说明PT二次绕组接线正确,还应找一条已经运行的110 kV的线路,根据送、受有功、无功的情况和其电流与被检查PT二次绕组电压的角度来判断。例如,某一110 kV线路送有功P=86.6 MW,送无功Q=50 Mvar,负荷电流I=260 A(此数据可由调度提供),按通用式φ=tg-1(|Q|/|P|),计算出功率因数角φ=30°,即各相电压超前同名相电流30 A。再从钳型相位表测量其电流与被检查PT二次绕组电压的角度来判断极性。幅值、相序、极性均正确无误,则说明PT二次绕组的接线正确。对于已有运行的相同或不同电压等级的PT,在确认其接线方式(包括主变的接线组别、PT一、二次接线)后,可以此为标准,用来检查新装PT二次绕组的接线是否正确。

用原连接到“Y型”母线(母线所连主变侧绕组为Y型)的PT(二次绕组电压记作UA,UB,UC)核对新安装在“Y型”母线的PT(二次绕组电压记作U′A,U′B,U′C),则:

|U′AA|=|UA-U′A|=0 V;

|U′BB|=|UB-U′B|=0 V;

|U′CC|=|UC-U′C|=0 V。

用原连接到“Y型”母线的PT核对新安装在△母线(母线所连主变侧绕组为△型的PT),则:

|U′AA|=|UA-U′A|=29.9 V;

|U′BB|=|UB-U′B|=29.9 V;

|U′CC|=|UC-U′C|=29.9 V。

3.2 检验PT辅助绕组的接线

检验PT辅助绕组的接线就是检验3U0回路的接线。通常情况下,PT辅助绕组(接成开口三角)按A相极性端接地、A相非极性端接地、C相极性端接地、C相非极性端接地几种常用接线形式。正常运行情况下,3U0=0 V,但不能仅仅靠测量3U0的值来判断接线是否正确。

首先,检验从屋外PT端子箱到保护屏之间的L、N线的正确性。对PT辅助绕组的L、N线在导通并核对正确的基础上,用高内阻电压表分别测定室外PT端子箱和中央信号继电器屏端子排外辅助绕组的电压,在外界磁场对电缆无感应的情况下,N对地应无电压,L对地电压为少许的不平衡电压,将室外PT端子箱和中央信号继电器屏端子排外辅助绕组处同时测得的不平衡电压进行核对,两值应一样。

对新安装PT辅助绕组的极性校验在室外PT端子箱处进行,检验方法是通过测定PT同一相别的二次绕组极性端与辅助绕组极性端间电位差来判断PT辅助绕组的极性是否正确。

上述两项工作均正确无误后,PT二次部分才能投入运行。

4 投运后检查

PT二次回路接线必须由经验丰富的技术人员指导完成,在投产后再对压变进行带负荷及核相试验,以保证压变回路接线正确。

PT二次回路核项,以一侧PT二次电压为运行系统,另一侧PT二次电压为待并系统,分别测试9个数据(如表1、表2所示),并画出向量图如图6、图7所示,以判别接线的正确性。

一次接线系统同电源、二次电压回路一组为中性点接地(即N接地),另一组为B相接地(即b接地)。

图7向量图中U′A-U′B-U′C为二次电压回路B相接地系统,U′A-U′B-U′C为二次电压回路N相接地系统。二次向量公共点为接地点。

二次电压回路一组为中性点接地(即N接地),另一组为B相接地(即b接地),两组电压回路二次接地点不同系统并存。

5 结束语

压变二次回路接线正确,才能保证二次核相正确,以确认一次向序正确。压变二次回路在变电所公用回路中相当重要,对新建变电所一定要彻底检查,消除隐患。通过以上分析及现场实际经验总结,掌握压变二次回路防止误接线方法,为二次检修工作带来了极大的便利,对防止事故的发生具有重要的意义。

参考文献

[1]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护实用技术问答[M].北京:中国电力出版社,2000.

[2]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护规程汇编[M].北京:中国电力出版社,2000.

[3]国家电力调度通信中心.电力系统继电保护典型故障分析[M].北京:中国电力出社,2001.

[4]邹森元.电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点[M].北京:中国电力出版,2005.

[5]WARRINGTON A R VANC.Protective Relays Their Theoryand Practice[M].America:Springer,1978.

继电保护中PT二次回路故障的探讨 篇4

1 继电保护中PT二次回路常见的故障

电压互感器二次电压回路在运行中出现故障是继电保护工作中的一个薄弱环节。作为继电保护测量设备的起始点, 电压互感器对二次系统的正常运行非常重要, PT二次回路设备不多, 接线也不复杂, 但PT二次回路上的故障却不少见。由于PT二次电压回路上的故障而导致的严重后果是保护误动或拒动。PT二次电压回路异常主要集中在以下几方面:

1.1 PT二次中性点接地方式异常:

表现为二次未接地 (虚接) 或多点接地。二次未接地 (虚接) 除了变电站接地网的原因, 更多是由接线工艺引起的。这样PT二次接地相与地网间产生电压, 该电压由各相电压不平衡程度和接触电阻决定。这个电压叠加到保护装置各相电压上, 使各相电压产生幅值和相位变化, 引起阻抗元件和方向元件拒动或误动。

1.2 PT开口三角电压回路异常;

PT开口三角电压回路断线, 有机械上的原因, 短路则与某些习惯做法有关。在电磁型母线、变压器保护中, 为达到零序电压定值, 往往将电压继电器中限流电阻短接, 有的使用小刻度的电流继电器, 大大减小了开口三角回路阻抗。当变电站内或出口接地故障时, 零序电压较大, 回路负荷阻抗较小, 回路电流较大, 电压 (流) 继电器线圈过热后绝缘破坏发生短路。短路持续时间过长就会烧断线圈, 使PT开口三角电压回路在该处断线, 这种情况在许多地区发生过。当三相电压互感器二次回路中性点发生偏移时, 对其二次压降影响很大, 表现为二次压降三相极不对称, 严重时某些相比差还将出现正值, 严重影响计量的准确性。

1.3 PT二次失压;

PT二次失压是困扰使用电压保护的经典问题, 纠其根本就是各类开断设备性能和二次回路不完善引起的。二次回路电缆长、线径小;空气开关、保险、隔离刀闸的辅助接点和端子等接点处接触电阻大;保护、测量、计量共用一个PT二次回路, 二次负载容量大, 也是造成二次失压的主要原因。

1.4 PT二次回路中多点接地不可靠。

如果在PT二次端子箱接地后, 在主控制室又再次接地, 两接地点之间无电缆芯连接, 或两个及以上的PT中性点在端子箱接地后, 再经电缆芯引入主控制室内直接连接起来, 如引至主控制室接地小母线上连接。对于这两种PT二次回路接地方式, 当中性点直接接地系统中的变电站内或出口发生接地短路故障时, 由于有很大的短路电流进入变电站的接地网中, 而接地网上每一点的电位是不同的, 即PT的各二次接地点之间将出现电位差。这种各PT中性点电位的不等而引起的附加电压造成了电压二次回路中性点发生偏移, 同时由于有较大的接地电阻, 使得PT二次回路中性点的电位为悬浮电位。

2 继电保护PT二次回路故障的处理措施

根据规定, 电压互感器二次回路电压降应不大于其额定二次电压的0.2%, 其他电能计量装置中电压互感器二次回路电压降应不大于其额定二次电压的0.5%。但目前有很大部分PT线路二次压降超过规定的许多倍。由于PT二次回路异常将造成继电保护装置的不正确动作, 因此必须采取相应的措施防止PT二次回路出现异常。

2.1 选用多绕组的PT, 减小电压互感器二次负载

对于新建或重新改造的继电保护装置, 选用带计量专用绕组且等级为0.2S级的专用PT, 其中0.2S级绕组作为电能计量专用二次绕组, 接电能表0.5级绕组作为测量绕组, 接电压表、功率表等其它辅助绕组接继电保护回路;在设计时, 加粗电压互感器二次导线截面, 减少导线电阻;尽量减少计量回路中不必要的接点, 对于必需的接点, 减小其接触电阻。在选用多绕组的PT时, 首先分析多绕组电压互感器误差, 要根据负载选择不同误差的多绕组PT, 另外, 选用的二次电缆截面积不小于4mm2, 接线端子排、熔断器, 空气小开关及辅助开关等选用接触电阻小的正规厂家的产品, 这样可以减少PT回路上负载的电阻, 增加PT的使用寿命, 保证PT二次回路的安全运行。

2.2 减少阻抗元件和方向元件拒动或误动

由于PT二次压降直接影响二次回路的稳定运行, 为此人们在改善二次压降方面做了大量工作, 降低回路阻抗就是降低二次压降措施的中的一种。电压互感器二次回路阻抗包括:导线阻抗、接插元件内阻和接触电阻等三个组成部分。因此, 在PT二次回路中, 可更换更大截面积导线和定期打磨接插元件、导线的接头, 尽量减小接触阻抗来达到减少阻抗的拒动。

在PT二次回路中, 方向保护采用按相启动接线是指接入同名相的测量元件和功率方向元件的接点直接串联的启动方式, 这样, 当反方向故障时, 故障相的方向元件不动作, 非故障相的测量元件不动作, 保证了保护装置不误动。接线是引起方向元件误动的主要原因, 因此, 在接线时, 注意每个接线的细节, 可以PT二次接地相与地网间电压的产生, 这样就不会引起各相电压的不平衡, 在保护装置各相电压可以保持平衡, 使各相电压产生幅值和相位不发生变化, 从面减少方向元件拒动或误动。

2.3 确保PT二次回路中的接地可靠

二次回路中每一个电气连接的继电保护回路只允许留一个接地点, 且接地一定要可靠。如果几组PT共用一条“地”母线, 则这几组PT的二次回路共属一个电气连接, 也只能有一处接地。由PT端子到接地点间的导线不得串入小开关或保险丝, 且不得拆动, 以保持PT二次回路良好可靠的接地。PT的不同二次绕组引至控制室接地点的电缆不允许共用电缆芯。具体来说就是对于PT二次开口三角绕组不允许与星型绕组的接地回路共用电缆芯, 即开口三角绕组必须用单独电缆芯将N线引至控制室后再可靠接地。达到防止绝缘老化发生一次与二次击穿情况时, 使高电压导入大地, 防止人身触电, 使故障互感器退出运行。

2.4 定期进行微机继电保护装置的检查

定期检查微机继电保护装置的接线情况, 养成“既要保证接线正确, 又要保证接线紧固”的良好习惯, 杜绝二次回路虚接现象的发生。另外, 在PT二次回路中更换电压互感器二次螺旋熔断器为专用的快速开关, 尽量不装设隔离开关的辅助触点。在有停电机会时, 对电压互感器二次回路的各个计量端子进行维护, 防止松动虚接。

3 结论

综上所述, 掌握清楚继电保护中PT二次回路故障的原因, 是处理其故障的首要工作, 也是提高继电保护故障处理水平的重要条件, 利用适当的措施, 提高了继电保护工作人员的工作效率, 从而保证了电力系统继电保护的可靠、稳定运行。

摘要：在我国电网建设中, 继电保护工作是一项技术性很强的工作, 本文分析了在电力系统继电保护中PT二次回路存在的一些故障原因, 并且阐述了其常用的处理故障方法, 对其进行探讨。

关键词：继电保护,PT二次回路,故障处理,措施

参考文献

[1]黄宁宇.探讨变电站电压互感器二次回路一点接地[J].科技风;

PT电压二次回路缺陷的分析和改造 篇5

电力系统变电站双母线主接线方式,以其结构简单、运行方式灵活可靠,扩建方便等优点成为大中型变电站主接线方式的首选[1]。此类接线形式变电站的出线既可以在1M母线上运行,也可以在2M母线上运行,同时在某些条件许可的情况下,还可以在两条母线间相互切换,保证线路供电的连续性。本文通过分析一起220 k V H站因2 M母线PT二次回路烧毁造成1M母线PT电压消失事故的原因,论述了某些PT电压二次回路在设计上的缺陷,并提出相应的改造建议。

1 事故经过

2007年4月26日14时20分,XX中心站运行人员接地调通知:“H站220 k V 2M母线PT电压为零,220 k V 2M母线的线路有功无显示”。运行人员到站后,检查后台机发现:220 k V 2M母线电压显示为零,220 k V 2M母线上的线路有功为零,同时发现220 k V 1M母线上的线路有功也为零。检查保护装置发现:所有220 k V出线、#1及#2主变保护都发出PT断线告警,保护采样值为零,线路的距离保护被闭锁。

运行人员接着到220 k V场地检查现场设备,发现:220 k V 2M母线PT无异常,PT端子箱内有黑烟刺鼻气味,有烧过痕迹,打开端子箱内的面板发现端子箱背后端子排约40 cm有燃烧过,且二次线熔在一起,PT二次保护与计量空气开关已跳开;检查220 k V 1M母线PT正常,端子箱内设备表面无异常。

2 原因检查和分析

在事故发生之后,继电保护人员立即赶往现场,检查发现220 k V PT并列装置的直流电源空气开关跳开,并列继电器没有动作,自然220 k V PT电压无法正常切换,同时发现在共用屏内的测控装置电源空开也被跳开。在220 k V场地的2M PT汇控柜中X1、X2大部分端子排被烧毁。

继保人员查看了故障录波记录,发现2M母线PT B相零序电流从23日开始有微小突变,在26日下午2点左右其达到一个较大值,因此初步怀疑是PT内部绕组短路而引起的本次的故障。然后通过打开PT出线端子盖并进行摇绝缘发现PT B相零序出线端子对地电阻为7~8 MΩ,而连接出线端到就地控制箱的电缆的对地电阻几乎为0,因此并非是PT内部短路而是PT B相零序出线端到汇控柜端子排间有接地,经过比较分析得出这正是汇控柜端子排烧毁的原因,X1、X2端子排处的公共端则因为烧断缠绕而接地最终导致了装置失电。

图1为H站的220 k V PT二次回路接线图。结合图纸进一步检查发现220 k V PT交流二次回路中串有两个PT刀闸闭锁触点,其一为母线PT汇控柜处PT二次输出端串有ZJ3继电器(PT刀闸闭锁继电器)触点,其二在220 k V PT并列屏处PT二次回路又串有PT刀闸重动继电器接点(1PTJ、2PTJ),该继电器电源取自公共测控屏,当公共电源发生短路或某种原因消失时,继电器就失电返回,造成PT二次回路断开失压,另外当PT刀闸触点接触不良时也会引起的PT二次回路断开失压。

而在此次的事故中,因为1M PT及2M PT的PT刀闸闭锁继电器ZJ3的电源都取自同一处,这次正好又是公共电源发生接地短路,而且继电器ZJ3又是一个单位置继电器,一旦失电触点就立即返回了,以致于两个PT电压二次回路都被断开,导致了非常紧急的缺陷。

3 改进措施

电压消失是非常紧急的缺陷,首先对于线路的距离保护,由于保护量中是需要线路电压量的,原理上来说出现线路故障时母线PT采集的电压不可能是为0 V的,一定是出现设备故障了才会上述情况,所以当二次电压失压后会闭锁保护,而当闭锁失灵的时候就有可能保护误动作。其次,对于反映电压、电流相位关系的方向保护,由于没有电压而方向不定,也会引起保护的误动。最后,由于电压量的消失,会造成母差保护的低电压闭锁功能也随着失去,可能导致误动作。因此我们必须采取改进措施对原来的回路进行改造:

1)由于原来的PT刀闸继电器一旦因为某种原因接触不良就会造成PT二次电压消失,所以我们应该选择一个至少有两对动断和动合触点的继电器,双位置继电器引入PT刀闸动合、动断两对接点以此来保证即使有一对触点接触不良时也能够正常采集电压;

2)由于原来PT刀闸继电器没有自保持功能,而且其电源是来自公共测控屏,一旦公共测控屏的设备出现故障,会引起该继电器失电返回,造成PT失压且不能并列,因此我们需要采用一个双位置继电器来保证即使失电也能正确反映实际情况并可以并列;

3)原来的二次回路中采用一个刀闸继电器触点和一个刀闸重动继电器触点串联的方式降低了二次回路的可靠性,一旦有一个不能正确动作就会影响到整个回路的正确,因此,在回路改造中取消重动继电器的触点(即1PTJ、2PTJ)。

改造后的现场实际图如图2所示。

4 结论

PT电压的正确反映对于整个变电站的保护具有极其重要的作用,为了各类保护能够正确动作,必须积极采取措施保证电压量、电流量及各种开关量的采集,本文也建议在其他有类似问题的变电站进行相应的改造,确保电网安全稳定运行。

参考文献

PT二次回路压降 篇6

计量装置的选择:在初步拟定的电能计量装置选择范围内, 首先要从经过国家以及省级计量部门认可的优质产品中进行二次优选;其次要对选购的电能计量装置按照有关技术规定进行检验, 禁止使用检验不合格的电能计量装置。

电能计量装置的配置: (1) 接线方式:对于接入非中性点绝缘系统的电能计量装置, 应采用三相四线有功、无功电能表, 而对于接入中性点绝缘系统的电能计量装置要采用三相三线有功、无功电能表。此外, 按照新规程的相关要求, 低压供电, 负荷电流为50A及以下时, 宜采用直接接入式电能表;负荷电流为50A以上时, 宜采用经电流互感器接入式的接线方式。 (2) 电能表标定电流的确定:最新的电能计量规程规定, 电能表的标定电流为正常运行负荷电流的30%左右。此外, 为提高低负荷电能计量的准确性, 应选用过载4倍及以上的电能表。 (3) 电流互感器的选配:应保证其在正常运行中实际负荷电流达到额定值的60%左右, 至少应不小于30%;否则要通过热稳定电流互感器等来减少变比。如果变比选择较大, 一旦出现电流互感器一次电流小于30%的情况, 就会导致负误差增加;而如果变比选择较小, 也会引发误差增加以及绝缘老化等问题。

2 电压互感器二次回路压降对电能计量的影响

电能计量的综合误差主要包括以下几部分:电流互感器、电能表、电压互感器、电压互感器到电能表的二次回路压降的计量误差。因此, 即使使用中的互感器及电能表的计量误差符合国家有关规定, 由电压互感器二次侧到电能表端子之间的二次回路线路的压降 (简称TV二次压降) 也会导致电压测量出现偏差。

从电力发电到配电的整个环节普遍存在着TV二次压降问题, 这不仅使得系统的电压测量出现误差, 影响电力系统的运行质量, 更重要的是导致电能计量的误差。电压互感器是一次和二次回路的重要元件, 向测量仪表、继电器的线圈等供电, 能正确反映电气设备是否正常运行。近年来, 电压互感器二次回路接线问题所导致的故障经常发生, 严重影响电能计量二次回路的运行及经济利益。

例如, 某地的35k V母线电压互感器每到春秋季节, 尤其是阴雨或者潮湿天气, 控制室中就会出现电压降低或者单相接地信号。值班人员切换电压表后发现其中一相或者两相的电压指示值下降, 而另外的两相或者一相电压指示值不变。然后, 电气二次人员对电能计量二次回路以及继电保护装置的触头进行打磨, 同时对继电器重新整定, 但是此期间均未发现异常现象。经过仔细检查, 最终发现35k V母线电压互感器的二次接线引出端已经老化, 并有放电的痕迹。

经分析, 这种户外式电压互感器的二次接线引出端较短, 二次配线时所留线头端子也比较短。一般正常运行时, 由于北方气候干燥、灰尘较多, 就会导致二次接线表面存留大量灰尘, 一旦遇到潮湿或阴雨天气就会在电压互感器的二次侧发生电压降低或者是单相接地的现象。但是, 这种现象并非真正意义上的短路或者接地, 只是二次回路保护误发信号造成故障, 但其也影响了二次回路的稳定运行, 造成一定的经济损失。有文献指出:某省的年售电量如果设为100亿kw h, TV二次压降设为1V, 而TV二次额定电压为100V, 那么由此带来的漏计算的电能将多达1亿kw.h, 这就导致了巨大的经济损失。

由此可见, 电压互感器二次回路压降对电能计量有着直接的影响, TV二次压降的存在会直接导致电能及经济损失。

3 降低二次压降及提升计量准确性的措施

3.1 降低二次压降的措施

鉴于电压互感器二次压降对电能计量的重大影响及对系统安全运行的威胁, 国内很多学者对如何改善二次压降进行了深人研究。降低压降的方法有很多, 归纳起来可以分为降低回路阻抗、减小回路电流和增加补偿装置等, 下面仅就降低回路阻抗进行详细分析。

回路阻抗是导致电压互感器二次回路压降的重要参量, 电压互感器二次回路阻抗包括导线阻抗、接插元件内阻、接触电阻三部分。

(1) 导线阻抗。由于电压互感器二次回路的长度在100-500m之间, 而且导线截面积过小, 因而二次回路导线电阻成为回路阻抗中最被关注的因素。基于此, 在DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》中对电压互感器二次回路的测试有明确的规定:互感器二次回路的连接导线应采用铜质单芯绝缘线。对电流二次回路, 连接导线截面积应按电流互感器的额定二次负荷计算确定, 至少应不小于4mm2。同时, 对电压回路, 连接导线你截面积应按允许的电压降计算确定, 至少应不小于为2.5mm2, 而实际中一般均选择6mm2。尽管选择使用的导线截面积已经比计算值大很多, 可依然不能完全消除导线阻抗, 只是减小而已。

(2) 接插元件内阻。在电压互感器二次回路中存在诸如保险、刀闸、自动开关或熔断器等转接端子以及电压插件等接插元件, 在不考虑接触电阻的前提下, 各元件的自阻被认为是一个定值, 即为一常数, 该值很小, 不易减小。

(3) 接触电阻在电压互感器二次回路阻抗中, 接触电阻占很大的比重, 其阻值是不稳定的。受接触点状态和压力以及接触表面氧化等因素的影响, 阻值不可避免地会发生变化, 且这种变化是随机的, 又是不可预测的。接触电阻的阻值在不利情况下, 将比二次导线本身的电阻还大, 有时甚至大到几倍。测试中, 二次导线压降通常都比计算值大许多, 其根本原因就是没有估计到接触电阻有如此大的变化。

从上述分析中可以清楚地看到, 电压互感器二次回路阻抗的三个组成部分中, 可以通过增加导线截面积降低导线阻抗;接插元件内阻基本不变;接触电阻占主导地位, 且其阻抗变化具有随机性。于是得到降低电压互感器二次回路阻抗的具体方案: (1) 电压互感器二次回路更换更大截面积导线; (2) 定期打磨接插元件、导线接头, 尽量减小接触阻抗。但无论采取何种处理手段, 都只能将二次回路阻抗减小到一个数值, 不可能减小到0。

3.2 提升计量准确性的措施

电能计量装置的综合误差主要由电能表本身误差、电流互感器与电压互感器合成误差以及电压互感器二次压降等因素构成。为了消除这些因素导致的误差, 就要从以下几点着手: (l) 增加二次回路导线截面积并减小连接导线长度, 从而减小二次压降及阻抗; (2) 合理选择电网中性点接地方式, 减少不合理电网运行方式带来的影响; (3) 建议用户安装电能无功补偿装置, 以提升功率因数; (4) 合理、正确选择安装环境, 首选没有腐蚀性气体、振动小、磁场强度小的环境, 户外高压电能计量装置要增设避雷针、防污及防腐设施。

4 结束语

综上所述, 本文从电能计量装置的选择与配置入手, 重点论述了电压互感器二次回路压降对电能计量的影响, 并提出了降低二次压降以及提升电能计量准确性的措施。

参考文献

[1]张红.电压互感器二次压降与计量误差[J].四川电力技术, 1997 (5) .

[2]陈新亮.电压互感器二次回路压降改造的分析[J].华东电力, 1998 (11) .

PT二次回路压降 篇7

一、新建变电站送电过程中电压互感器二次系统异常分析

1. PT二次回路短路点在PT空开前。

某新建变电站在全站一次设备单相充电试运行期间, 有一相PT的电压未检测到, 现场查看, 发现该PT已严重烧毁。经过检查发现, 该PT二次侧星形绕组某一相直接短接。送电时, PT二次侧短路, 必然导致PT的损坏。PT的这种异常是最严重的一种, 其短路点在PT端子箱二次空开前。

2. PT二次回路短路点在PT空开后。

若短路点在PT空开后在送电时PT空开会跳闸, 而后无法再投上。但这种情况下, PT自身得到保护;通过查找故障点, 还是可以将故障排除。

3. PT二次回路开路。

PT二次回路开路并不会损坏设备, 但会导致控制保护系统无法采集到电压, 查到故障点后, 也可排除故障。

4. PT极性错误。

极性错误会造成开关无法同期合闸, 保护误动, 计量系统无法正确工作等。

二、PT点极性的基本原理和应用

1. 原理。

对电容式电压互感器来说, 采用一次侧点极性的方法, 二次侧基本检测不到。由于PT所有二次线圈共用铁芯, 所以可采用二次侧对二次侧点极性的方法。

2. 应用。

PT二次回路是公用回路, 分散点多, 检查时可选择在回路集中的PT端子箱处地进行。方法是:合上PT空开, 再合上电压切换回路的隔离开关, 模拟回路在运行状态下进行点极性。采用指针表电流挡点极性的方法, 点PT的某一相;用电压表直流电压挡逐个检查其他所有组别。

(1) 采用指针表电流挡点极性。如图1所示, 图1中画出了PT二次侧的两组绕组, 1组为开口三角形绕组, 1组为星形绕组 (该形绕组一般为3组) 。指针表用电流挡, 正极接开口三角首端, 负极接开口三角尾端。电池负极接星形绕组公共端, 用正极引出头进行点极性。

采用此方法可迅速检测出点极性处与PT之间的回路是否有开路、短路情况的出现。但若开口三角a相绕组短路 (如图所示的E、F两点之间短路) , 在星形绕组A相点极性时, 由于分流, 表针仍然会正确偏转, 因此无法检测出开口三角绕组处的故障。这也是上文提到的新建变电站PT烧毁的原因。若将电流挡改为直流电压挡, 则不会出现误判现象。

(2) 采用指针表电压挡点极性。由于采用直流电流挡存在其不足之处, 采用直流电压挡代替电流挡可弥补其不足。

如图3所示, 图中画出了PT二次侧的两组绕组, 1组为开口三角形绕组, 1组为星形绕组。指针表用电压挡, 正极接开口三角首端, 负极接开口三角尾端。电池负极接星形绕组公共端, 用正极引出头进行点极性。

若开口三角a相绕组或星形绕组A相短路, 在星形绕组A相点极性时, 指针不会摆动, 从而可以确定回路存在短路现象。