電壓互感器

2.1 V-V、星形還是開口三角?

電流互感器的作用是將電力系統的一次電壓按一定的變比轉換為要求的二次電壓,其工作原理與變壓器基本相同。電壓互感器的一次繞組並聯接在主電路上,二次繞組接負荷。電壓互感器的接線方式主要有V-V接線和星形-星形/開口三角兩種,如圖所示。

電壓互感器

V-V接線方式為不完全三角形接線,其一次繞組不能接地,二次繞組接地。V-V接線的特點是:只用兩支單相電壓互感器就可以獲得三個對稱的相電壓和相對中性點的線電壓,但是無法得到相對地的電壓。V-V接線以前較廣泛地應用於各種電測儀表,目前新建110kV變電站已經不再使用這種接線方式。

星形-星形/開口接線是目前廣泛採用的接線方式,其一次繞組和二次繞組均接地。在這種接線方式中,從星形二次繞組可以獲得相對地的電壓、線電壓和相對中性點電壓。根據相關規程要求,計量電壓必須單獨使用一組二次繞組。所以,在電壓互感器二次側,一般每相配置三個線圈,兩個分別用於兩組星形接線,一個用於開口三角接線。在以後各章節中,論及電壓互感器時,均指此種接線方式。實際上就是三相五柱式接線。

2.2 開關場還是主控室?

上圖中所示的接地方式僅僅是一種示意,實際上,電壓互感器一次繞組和二次繞組的接地點是分開的。實際接線的原理圖如圖2-4所示,黃色部分為用於繼電保護和測量的星形繞組,綠色部分為用於監測零序電壓的開口三角繞組,紅色部分為用於計量的星形繞組。

電壓互感器

在圖中,我們可以看出,電壓互感器的一次繞組在開關場接地,二次繞組在控制室一點接地(一般是在電壓切換裝置上彙集成一點,然後接地)。保護電壓和計量電壓的相線在進入電壓切換裝置之前,還必須經過開關電器(空氣開關或熔斷器),而地線則不經過開關電器。

2.3 重動還是並列?

重動:電壓互感器的二次電壓在進入微機保護裝置之前必須經過重動裝置。所謂重動,就是使用一定的控制電路使電壓互感器二次繞組的電壓狀態(有/無)和電壓互感器的運行狀態(投入/退出)保持對應關係,避免在電壓互感器退出運行時,二次繞組向一次繞組反饋電壓,造成人身或設備事故。

並列:

在變電站一次主接線為橋形接線、單母分段等含有分段斷路器的接線方式下,兩段母線的電壓互感器二次電壓還應經過並列裝置,以使微機保護裝置在本段母線電壓互感器退出運行而分段斷路器投入的情況下,從另一段母線的電壓互感器二次繞組獲得電壓。

目前,大多數廠家都將重動和並列兩種功能整合為一臺裝置。以圖2-5-1所示主接線及許繼公司ZYQ-824電壓並列裝置為例,電壓互感器二次電壓重動/並列原理接線如圖2-5-2、圖2-5-3所示。

電壓互感器

2-5-1

電壓互感器

2-5-2

電壓互感器

2-5-3

2-5-1所示的主接線中,兩段母線各配置一組電壓互感器,其與母線之間的開關電器分別為隔離開關G1、G2。DL為分段斷路器,1FG、2FG為分段隔離開關。在圖2-5-1中,這些符號代表的是高壓配電裝置,在圖2-5-2中,他們代表的是各自的輔助接點。

2-5-2所示的是ZYQ-824的起動迴路原理圖。圖中,7D37接正電源,7D48接負電源,各輔助節點的狀態(開/閉)決定了迴路的狀態(通/斷),實質上起到了開關電器的作用。從圖中可以看出,Ⅰ母電壓重動的條件是G1常開接點閉合,即Ⅰ母電壓互感器處於運行狀態;復歸條件是G1常閉接點閉合,即Ⅰ母電壓互感器退出運行。Ⅱ母電壓重動迴路與Ⅰ母類似。Ⅰ母與Ⅱ母電壓的並列迴路是由分段開關DL、1FG和2FG的狀態決定的,迴路動作原理與重動迴路也是相似的,不同的是,在迴路中增加了切換開關7QK。7QK的1-2接點導通表示“允許操作”,即1-2接點導通後,由分段開關狀態變化造成的並列迴路的自動起動或復歸都是允許的,1-2接點斷開後,此部分功能被閉鎖;7QK的3-4接點導通表示“復歸並列“,即不論分段開關的狀態如何,手動強制取消電壓並列。

2-5-3所示的是ZYQ-824的重動/並列迴路。

星形-星形/開口接線是目前廣泛採用的接線方式,其一次繞組和二次繞組均接地。在這種接線方式中,從星形二次繞組可以獲得相對地的電壓、線電壓和相對中性點電壓。根據相關規程要求,計量電壓必須單獨使用一組二次繞組。所以,在電壓互感器二次側,一般每相配置三個線圈,兩個分別用於兩組星形接線,一個用於開口三角接線。在以後各章節中,論及電壓互感器時,均指此種接線方式。


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