電壓互感器的運行與維護課程設計

1、1. 互感器1.1原理1.1.1工作原理在供電用電的線路中電流電壓大大小小相差懸殊從幾安到幾萬安都有。為便于二次儀表測量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流，另外線路上的電壓都比較高如直接測量是非常危險的。電流互感器就起到變流和電氣隔離的作用。顯示儀表大部分是指針式的電流電壓表，所以電流互感器的二次電流大多數(shù)是安培級的（如5等）。隨著時代發(fā)展，電量測量大多已經(jīng)達到數(shù)字化，而計算機的采樣的信號一般為毫安級（0-5V、4-20mA等）。微型電流互感器二次電流為毫安級，主要起大互感器與采樣之間的橋梁作用。微型電流互感器稱之為“儀用電流互感器”。（ “儀用電流互感”有一層含義是在實驗室使用的多電流比精密電流互感器

2、，一般用于擴大儀表量程）。電流互感器原理線路圖微型電流互感器與變壓器類似也是根據(jù)電磁感應原理工作，變壓器變換的是電壓而微型電流互感器變換的是電流罷了。繞組N1接被測電流，稱為一次繞組（或原邊繞組、初級繞組）；繞組N2接測量儀表，稱為二次繞組（或副邊繞組、次級繞組）。微型電流互感器一次繞組電流I1與二次繞組I2的電流比，叫實際電流比K。微型電流互感器在額定工作電流下工作時的電流比叫電流互感器額定電流比，用Kn表示。Kn=I1n/I2n1.1.2結構原理普通電流互感器結構原理：電流互感器的結構較為簡單，由相互絕緣的一次繞組、二次繞組、鐵心以及構架、殼體、接線端子等組成。其工作原理與變壓器基本相同，

3、一次繞組的匝數(shù)（N1）較少，直接串聯(lián)于電源線路中，一次負荷電流通過一次繞組時，產(chǎn)生的交變磁通感應產(chǎn)生按比例減小的二次電流；二次繞組的匝數(shù)（N2）較多，與儀表、繼電器、變送器等電流線圈的二次負荷（Z）串聯(lián)形成閉合回路，由于一次繞組與二次繞組有相等的安培匝數(shù)，I1N1=I2N2，電流互感器額定電流比電流互感器實際運行中負荷阻抗很小，二次繞組接近于短路狀態(tài)，相當于一個短路運行的變壓器。 互感器普通電流互感器結構原理圖穿心式電流互感器其本身結構不設一次繞組，載流（負荷電流）導線由L1至L2穿過由硅鋼片搟卷制成的圓形(或其他形狀)鐵心起一次繞組作用。二次繞組直接均勻地纏繞在圓形鐵心上，與儀表、繼電器、變

4、送器等電流線圈的二次負荷串聯(lián)形成閉合回路，由于穿心式電流互感器不設一次繞組，其變比根據(jù)一次繞組穿過互感器鐵心中的匝數(shù)確定，穿心匝數(shù)越多，變比越??；反之，穿心匝數(shù)越少，變比越大，額定電流比：式中I1穿心一匝時一次額定電流；n穿心匝數(shù)。穿心式電流互感器結構原理圖多抽頭電流互感器，這種型號的電流互感器，一次繞組不變，在繞制二次繞組時，增加幾個抽頭，以獲得多個不同變比。它具有一個鐵心和一個匝數(shù)固定的一次繞組，其二次繞組用絕緣銅線繞在套裝于鐵心上的絕緣筒上，將不同變比的二次繞組抽頭引出，接在接線端子座上，每個抽頭設置各自的接線端子，這樣就形成了多個變比，此種電流互感器的優(yōu)點是可以根據(jù)負荷電流變比，調(diào)換二

5、次接線端子的接線來改變變比，而不需要更換電流互感器，給使用提供了方便。 多抽頭電流互感器原理圖不同變比電流互感器，這種型號的電流互感器具有同一個鐵心和一次繞組，而二次繞組則分為兩個匝數(shù)不同、各自獨立的繞組，以滿足同一負荷電流情況下不同變比、不同準確度等級的需要，例如在同一負荷情況下，為了保證電能計量準確，要求變比較小一些（以滿足負荷電流在一次額定值的2/3左右），準確度等級高一些（如1K1.1K2為200/5.0.2級）；而用電設備的繼電保護，考慮到故障電流的保護系數(shù)較大，則要求變比較大一些，準確度等級可以稍低一點（如2K1.2K2為300/5.1級）。 不同變比電流互感器原理圖一次繞組可調(diào)，

6、二次多繞組電流互感器，這種電流互感器的特點是變比量程多，而且可以變更，多見于高壓電流互感器。其一次繞組分為兩段，分別穿過互感器的鐵心，二次繞組分為兩個帶抽頭的、不同準確度等級的獨立繞組。一次繞組與裝置在互感器外側(cè)的連接片連接，通過變更連接片的位置，使一次繞組形成串聯(lián)或并聯(lián)接線，從而改變一次繞組的匝數(shù)，以獲得不同的變比。帶抽頭的二次繞組自身分為兩個不同變比和不同準確度等級的繞組，隨著一次繞組連接片位置的變更，一次繞組匝數(shù)相應改變，其變比也隨之改變，這樣就形成了多量程的變比。帶抽頭的二次獨立繞組的不同變比和不同準確度等級，可以分別應用于電能計量、指示儀表、變送器、繼電保護等，以滿足各自不同的使用要

7、求。一次繞組可調(diào)，二次多繞組電流互感器組合式電流電壓互感器，組合式互感器由電流互感器和電壓互感器組合而成，多安裝于高壓計量箱、柜，用作計量電能或用作用電設備繼電保護裝置的電源。組合式電流電壓互感器是將兩臺或三臺電流互感器的一次、二次繞組及鐵心和電壓互感器的一、二次繞組及鐵心，固定在鋼體構架上，浸入裝有變壓器油的箱體內(nèi)，其一、二次繞組出線均引出，接在箱體外的高、低壓瓷瓶上，形成絕緣、封閉的整體。一次側(cè)與供電線路連接，二次側(cè)與計量裝置或繼電保護裝置連接。根據(jù)不同的需要，組合式電流電壓互感器分為V/V接線和Y/Y接線兩種，以計量三相負荷平衡或不平衡時的電能。 組合式電流電壓互感器1.2主要作用電力系

8、統(tǒng)為了傳輸電能，往往采用交流電壓、大電流回路把電力送往用戶，無法用儀表進行直接測量。互感器的作用，就是將交流電壓和大電流按比例降到可以用儀表直接測量的數(shù)值，便于儀表直接測量，同時為繼電保護和自動裝置提供電源。電力系統(tǒng)用互感器是將電網(wǎng)高電壓、大電流的信息傳遞到低電壓、小電流二次側(cè)的計量、測量儀表及繼電保護、自動裝置的一種特殊變壓器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)的聯(lián)絡元件，其一次繞組接入電網(wǎng)，二次繞組分別與測量儀表、保護裝置等互相連接。互感器與測量儀表和計量裝置配合，可以測量一次系統(tǒng)的電壓、電流和電能；與繼電保護和自動裝置配合，可以構成對電網(wǎng)各種故障的電氣保護和自動控制?；ジ衅餍阅艿暮脡?，直接影響到電力系

9、統(tǒng)測量、計量的準確性和繼電器保護裝置動作的可靠性?；ジ衅鞣譃殡妷夯ジ衅骱碗娏骰ジ衅鲀纱箢?，其主要作用有：將一次系統(tǒng)的電壓、電流信息準確地傳遞到二次側(cè)相關設備；將一次系統(tǒng)的高電壓、大電流變換為二次側(cè)的低電壓（標準值）、小電流（標準值），使測量、計量儀表和繼電器等裝置標準化、小型化，并降低了對二次設備的絕緣要求；將二次側(cè)設備以及二次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)高壓設備在電氣方面很好地隔離，從而保證了二次設備和人身的安全。 1.3常見種類1.3.1電子式互感器變頻功率傳感器是一種電子式互感器，變頻功率傳感器通過對輸入的電壓、電流信號進行交流采樣，再將采樣值通過電纜、光纖等傳輸系統(tǒng)與數(shù)字量輸入二次儀表相連

10、，數(shù)字量輸入二次儀表對電壓、電流的采樣值進行運算，可以獲取電壓有效值、電流有效值、基波電壓、基波電流、諧波電壓、諧波電流、有功功率、基波功率、諧波功率等參數(shù)。1.3.2電壓互感器測量用電流互感器主要與測量儀表配合，在線路正常工作狀態(tài)下，用來測量電流、電壓、功率等。測量用微型電流互感器主要要求：1、絕緣可靠；2、足夠高的測量精度；3、當被測線路發(fā)生故障出現(xiàn)的大電流時互感器應在適當?shù)牧砍虄?nèi)飽和（如500%的額定電流）以保護測量儀表。保護用電流互感器保護用電流互感器主要與繼電裝置配合，在線路發(fā)生短路過載等故障時，向繼電裝置提供信號切斷故障電路，以保護供電系統(tǒng)的安全。保護用微型電流互感器的工作條件與測

11、量用互感器完全不同，保護用互感器只是在比正常電流大幾倍幾十倍的電流時才開始有效的工作。1.3.3電流互感器利用變壓器原、副邊電流成比例的特點制成。其工作原理、等值電路也與一般變壓器相同，只是其原邊繞組串聯(lián)在被測電路中，且匝數(shù)很少；副邊繞組接電流表、繼電器電流線圈等低阻抗負載，近似短路。原邊電流（即被測電流）和副邊電流取決于被測線路的負載，而與電流互感器的副邊負載無關。由于副邊接近于短路，所以原、副邊電壓U1和都很小，勵磁電流I0也很小。電流互感器運行時，副邊不允許開路。因為一旦開路，原邊電流均成為勵磁電流，使磁通和副邊電壓大大超過正常值而危及人身和設備安全。因此，電流互感器副邊回路中不許接熔斷

12、器，也不允許在運行時未經(jīng)旁路就拆下電流表、繼電器等設備。電流互感器的接線方式按其所接負載的運行要求確定。最常用的接線方式為單相，三相星形和不完全星形。1.3.4組合互感器組合互感器是將電壓互感器、電流互感器組合到一起的互感器。組合互感器可將高電壓變化為低電壓，將大電流變化為低電流，從而起到對電能計量的目的。1.3.5鉗形互感器鉗形電流互感器是一款精密電流互感器（直流傳感器），是專門為電力現(xiàn)場測量計量使用特點設計的。該系列互感器選用高導磁材料制成，精度高，線性優(yōu)，抗干擾能力強等，使用時可以直接夾住母線或母排上無須截線停電其使用十分方便。它可配合多種測量儀器，電能表現(xiàn)場校驗儀、多功能電能表、示波器

13、、數(shù)字萬用表、雙鉗式接地電阻測試儀、雙鉗式相位伏安表等，可在電力不斷電狀態(tài)下，對多種電參量進行測量和比對。1.3.6零序互感器零序電流保護的基本原理是基于基爾霍夫電流定律：流入電路中任一節(jié)點的復電流的代數(shù)和等于零。在線路與電氣設備正常的情況下，各相電流的矢量和等于零，因此，零序電流互感器的二次側(cè)繞組無信號輸出，執(zhí)行元件不動作。當發(fā)生接地故障時的各相電流的矢量和不為零，故障電流使零序電流互感器的環(huán)形鐵芯中產(chǎn)生磁通，零序電流互感器的二次側(cè)感應電壓使執(zhí)行元件動作，帶動脫扣裝置，切換供電網(wǎng)絡，達到接地故障保護的目的。作用：當電路中發(fā)生觸電或漏電故障時，保護動作，切斷電源。使用：可在三相線路上各裝一個電

14、流互感器，或讓三相導線一起穿過一零序電流互感器，也可在中性線N上安裝一個零序電流互感器，利用其來檢測三相的電流矢量和。零序電流互感器采用ABS工程塑料外殼、全樹脂澆注成密封，有效避免了互感器在長期使用過程中的銹蝕。絕緣性能好，外形美觀，具有靈敏度高、線性度好運行可靠，安裝方便等特點。其性能優(yōu)于一般的零序電流互感器，使用范圍廣泛，不僅適用于電磁型繼電保護，還能適用于電子和微機保護裝置。2. 電壓互感器2.1電壓互感器分類2.1.1按用途分測量用電壓互感器或電壓互感器的測量繞組：在正常電壓范圍內(nèi)，向測量、計量裝置提供電網(wǎng)電壓信息；保護用電壓互感器或電壓互感器的保護繞組：在電網(wǎng)故障狀態(tài)下，向繼電保護

15、等裝置提供電網(wǎng)故障電壓信息。2.1.2按絕緣介質(zhì)分干式電壓互感器：由普通絕緣材料浸漬絕緣漆作為絕緣，多用在及以下低電壓等級；澆注絕緣電壓互感器：由環(huán)氧樹脂或其他樹脂混合材料澆注成型，多用在及以下電壓等級；油浸式電壓互感器：由絕緣紙和絕緣油作為絕緣，是我國最常見的結構型式，常用于及以下電壓等級；氣體絕緣電壓互感器：由氣體作主絕緣，多用在較高電壓等級。通常專供測量用的低電壓互感器是干式，高壓或超高壓密封式氣體絕緣(如六氟化硫)互感器也是干式。澆注式適用于35kV及以下的電壓互感器，35kV以上的產(chǎn)品均為油浸式。2.1.3按相數(shù)分絕大多數(shù)產(chǎn)品是單相的，因為電壓互感器容量小，器身體積不大，三相高壓套管

16、間的內(nèi)外絕緣要求難以滿足，所以只有3-15kV的產(chǎn)品有時采用三相結構。2.1.4按電壓變換原理分電磁式電壓互感器：根據(jù)電磁感應原理變換電壓，原理與基本結構和變壓器完全相似，我國多在及以下電壓等級采用；電容式電壓互感器：由電容分壓器、補償電抗器、中間變壓器、阻尼器及載波裝置防護間隙等組成，用在中性點接地系統(tǒng)里作電壓測量、功率測量、繼電防護及載波通訊用；光電式電壓互感器：通過光電變換原理以實現(xiàn)電壓變換，還在研制中。2.1.5按使用條件分戶內(nèi)型電壓互感器：安裝在室內(nèi)配電裝置中，一般用在及以下電壓等級；戶外型電壓互感器：安裝在戶外配電裝置中，多用在及以上電壓等級。2.1.6按一次繞組對地運行狀態(tài)分一次

17、繞組接地的電壓互感器：單相電壓互感器一次繞組的末端或三相電壓互感器一次繞組的中性點直接接地；一次繞組不接地的電壓互感器：單相電壓互感器一次繞組兩端子對地都是絕緣的；三相電壓互感器一次繞組的各部分，包括接線端子對地都是絕緣的，而且絕緣水平與額定絕緣水平一致。2.1.7按磁路結構分單級式電壓互感器：一次繞組和二次繞組（根據(jù)需要可設多個二次繞組同繞在一個鐵芯上，鐵芯為地電位。我國在及以下電壓等級均用單級式）；串級式電壓互感器：一次繞組分成幾個匝數(shù)相同的單元串接在相與地之間，每一單元有各自獨立的鐵芯，具有多個鐵芯，且鐵芯帶有高電壓，二次繞組（根據(jù)需要可設多個二次繞組處在最末一個與地連接的單元。我國在電

18、壓等級常用此種結構型式）；組合式互感器：由電壓互感器和電流互感器組合并形成一體的互感器稱為組合式互感器，也有把與組合電器配套生產(chǎn)的互感器稱為組合式互感器。2.2電壓互感器工作原理其工作原理與變壓器相同，基本結構也是鐵心和原、副繞組。特點是容量很小且比較恒定，正常運行時接近于空載狀態(tài)。電壓互感器本身的阻抗很小，一旦副邊發(fā)生短路，電流將急劇增長而燒毀線圈。為此，電壓互感器的原邊接有熔斷器，副邊可靠接地，以免原、副邊絕緣損毀時，副邊出現(xiàn)對地高電位而造成人身和設備事故。測量用電壓互感器一般都做成單相雙線圈結構，其原邊電壓為被測電壓（如電力系統(tǒng)的線電壓），可以單相使用，也可以用兩臺接成V-V形作三相使用

19、。實驗室用的電壓互感器往往是原邊多抽頭的，以適應測量不同電壓的需要。供保護接地用電壓互感器還帶有一個第三線圈，稱三線圈電壓互感器。三相的第三線圈接成開口三角形，開口三角形的兩引出端與接地保護繼電器的電壓線圈聯(lián)接。正常運行時，電力系統(tǒng)的三相電壓對稱，第三線圈上的三相感應電動勢之和為零。一旦發(fā)生單相接地時，中性點出現(xiàn)位移，開口三角的端子間就會出現(xiàn)零序電壓使繼電器動作，從而對電力系統(tǒng)起保護作用。線圈出現(xiàn)零序電壓則相應的鐵心中就會出現(xiàn)零序磁通。為此，這種三相電壓互感器采用旁軛式鐵心（10KV及以下時）或采用三臺單相電壓互感器。對于這種互感器，第三線圈的準確度要求不高，但要求有一定的過勵磁特性（即當原邊

20、電壓增加時，鐵心中的磁通密度也增加相應倍數(shù)而不會損壞）。電壓互感器是發(fā)電廠、變電所等輸電和供電系統(tǒng)不可缺少的一種電器。精密電壓互感器是電測試驗室中用來擴大量限，測量電壓、功率和電能的一種儀器。電壓互感器和變壓器很相像，都是用來變換線路上的電壓。線路上為什么需要變換電壓呢?這是因為根據(jù)發(fā)電、輸電和用電的不同情況，線路上的電壓大小不一，而且相差懸殊，有的是低壓220V和380V，有的是高壓幾萬伏甚至幾十萬伏。要直接測量這些低壓和高壓電壓，就需要根據(jù)線路電壓的大小，制作相應的低壓和高壓的電壓表和其他儀表。2.3電壓互感器接線方式電壓互感器在三相電路中，常用的接線方式有四種：單相接線、V-V接線、Y0

21、Y0接線、Y0/Y0/ 接線。2.3.1單相接線將一個單相電壓互感器接于三相系統(tǒng)中的任意兩相電壓間的，該接法僅適用于測量相間電壓。如果互感器一次繞組的一端接在線路上，另一端接地，互感器可測量某一相對地電壓。該接法用于對稱的三相電路。2.3.2 V-V接線由兩臺單相電壓互感器接成的V-V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b相接地。這種接線方式適用于35kV及以下系統(tǒng)。它只用兩個單相電壓互感器可以得到對稱的三個線電壓；儀表電壓線圈接于a-b相及c-b相之間。但這種接線不能用來測量相電壓。如下圖所示2.3.3 Y0Y0接線由三個單相互感器一、二次側(cè)均接

22、成Y0形，可供給要求線電壓的儀表和繼電器以及要求相電壓的絕緣監(jiān)視電壓表。適用于35kV及以下系統(tǒng)。需要注意的是：由于小電流接地系統(tǒng)在一次電路發(fā)生單相接地時，另兩個完好相的相電壓要升高到線電壓，所以絕緣監(jiān)視電壓表要按線電壓選擇否則在發(fā)生單相接地時，電壓表可能被燒毀。如下圖所示2,3.4 Y0/Y0/ 接線 用三臺單相三繞組電壓互感器構成Y0/Y0/ 接線，供接入交流電網(wǎng)絕緣監(jiān)視儀表和繼電保護用。這種接線可用小接地電流系統(tǒng)也可用于大接地電流系統(tǒng)。但應注意在兩種情況下，附加的輔助二次繞組的額定電壓不同。用在小接地電流系統(tǒng)時二次繞組的額定電壓100V3；用在大接地電流系統(tǒng)中二次繞組的額定電壓為100V

23、。其目的是不管在哪種系統(tǒng)中當發(fā)生一次系統(tǒng)一相完全接地時，在開口三角形繞組兩端的電壓均為100V。三相五柱式電壓互感器只用于315kV系統(tǒng)，其接線與三臺單相三繞組電壓互感器構成Y0/Y0/ 接線基本相同。該接線方式其二次繞組用來測量相間電壓和相對地電壓，輔助二次繞組接成開口三角形檢測零序電壓。如下圖所示2.4電壓互感器接地方式電壓互感器的接地方式通常有三種：一次側(cè)中性點接地、二次側(cè)線圈接地、互感器鐵芯接地。2.4.1一次側(cè)中性點接地由三只單相電壓互感器組成星形接線時，其一次側(cè)中性點必須接地。因為電壓互感器在系統(tǒng)中不僅有電壓測量，而且還起繼電保護的作用。當系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時，系統(tǒng)中會出現(xiàn)零序電流

24、。如果一次側(cè)中性點沒有接地，那么一次側(cè)就沒有零序電流通路，二次側(cè)開口三角形線圈兩端也就不會感應出零序電壓，繼電器KV就不會動作，發(fā)不出接地信號。對于三相五柱式電壓互感器，其一次側(cè)中性點同樣要接地。由兩只單相電壓互感器組成的V-V形接線時，其一次側(cè)是不允許接地的，因為這相當于系統(tǒng)的一相直接接地。而應在二次中性點接地。2.4.2二次側(cè)線圈接地電壓互感器二次側(cè)要有一個接地點，這主要是出于安全上的考慮。當一次、二次側(cè)繞組間的絕緣被高壓擊穿時，一次側(cè)的高壓會竄到二次側(cè)，有了二次側(cè)的接地，能確保人員和設備的安全。另外，通過接地，可以給絕緣監(jiān)視裝置提供相電壓。二次側(cè)的接地方式通常有中性點接地和V相接地兩種，

25、根據(jù)繼電保護等具體要求加以選用。 采用V相接地時，中性點不能再直接接地。為了避免一、二次繞組間絕緣擊穿后，一次側(cè)高壓竄入二次側(cè)，故在二次側(cè)中性點通過一個保護間隙接地。當高壓竄入二次側(cè)時，間隙擊穿接地，V相繞組被短接，該相熔斷器會熔斷，起到保護作用。 二次側(cè)接地點按規(guī)程規(guī)定，均應選在主控室保護屏經(jīng)端子排接地，而在配電裝置處只設置試驗檢修時的安全接地點。2.4.3互感器鐵芯接地在電壓互感器外殼上有一個接地樁頭，這是鐵心和外殼的接地點，起安全保護作用。3.電壓互感器運行操作注意事項1、啟用電壓互感器操作順序應該是：先一次后二次，停用時順序與此相反。2、停用電壓互感器時，應考慮該電壓互感器所帶保護及自

26、動裝置，防止誤動、拒動。3、一般情況下，電壓互感器應隨同母線一起停復役，即母線檢修時，電壓互感器改為檢修狀態(tài)。母線在冷備用狀態(tài)時，電壓互感器在運行狀態(tài)。電壓互感器在檢修狀態(tài)時，應取下二次熔斷器熔斷或拉開自動空氣小開關，以防止反充電。4、雙母線運行的電壓互感器一次側(cè)并列，必須先經(jīng)母聯(lián)斷路器并列運行。這是因為若一次不經(jīng)母聯(lián)斷路器并列，可能由于一次電壓不平衡使二次環(huán)流較大，容易引起熔斷器熔斷，致使保護和自動裝置失去電源。5、雙母線運行的電壓互感器，禁止將二次側(cè)有故障的電壓互感器與正常工作的電壓互感器二次側(cè)并列。6、電壓互感器允許在最高工作電壓（比額定電壓高10%）下連續(xù)工作。7、絕緣電阻的測量：6k

27、V及以上電壓互感器一次側(cè)用1000-2500V兆歐表測量，絕緣電阻不低于50兆歐；二次側(cè)用1000V兆歐表測量，絕緣電阻不低于1兆歐。8、新投入或大修后的可能變動的電壓互感器必須進行核相。4.電壓互感器的保護電壓互感器作為一種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。電壓互感器相當于一個電壓源，當二次回路發(fā)生短路時將會出現(xiàn)很大的短路電流，如果沒有合適的保護裝置將故障切除，將會使電壓互感器及其二次線燒壞。對電壓互感器二次回路進行保護的

28、設備應滿足：在電壓回路最大負荷時，保護設備不應動作；而電壓回路發(fā)生單相接地或相間短路時，保護設備應能可靠地切除短路；在保護設備切除電壓回路的短路過程中和切除短路之后，反應電壓下降的繼電保護裝置不應誤動作，即保護裝置的動作速度要足夠快；電壓回路短路保護動作后出現(xiàn)電壓回路斷線應有預告信號。對電壓互感器二次回路的保護設備，一般采用快速熔斷器或自動空氣開關。采用熔斷器作為保護設備，簡單、能滿足上述選擇性及快速性要求，報警信號需要在繼電保護回路中實現(xiàn)。采用自動空氣開關作為保護設備時，除能切除短路故障外，還能保證三相同時切除，防止缺相運行，并可利用自動開關的輔助觸點，在斷開電壓回路的同時也切斷有關繼電保護

29、的正電源，防止保護裝置誤動作，或由輔助接點發(fā)出斷線信號。電壓互感器二次回路采用哪種保護方式，主要取決于電壓回路所接的繼電保護和自動裝置的特性。當電壓回路故障不能引起繼電保護和自動裝置誤動作的情況下，應首先采用簡單方便的熔斷器作為電壓回路的保護。在電壓回路故障有可能造成繼電保護和自動裝置不正確動作的場合，應采用自動開關，作為電壓回路的保護，以便在切除電壓回路故障的同時，也閉鎖有關的繼電保護和自動裝置。下列情況下不裝熔斷器：1、在二次開口三角的出線端，一般不裝熔斷器采用安裝自動空氣開關。因為在正常運行時，平時開口三角端無電壓，無法監(jiān)視熔斷器的接觸情況。一旦熔斷器接觸不良，則系統(tǒng)接地時不能發(fā)出接地信

30、號，但是供零序過電壓保護用的開口三角出線端情況例外是裝熔斷器的。2、中性線（包括接地線）上不裝熔斷器。這是避免熔絲熔斷或接觸不良使斷線閉鎖裝置失靈或使絕緣監(jiān)察電壓表失去指示故障電壓的作用。3、用于自動電壓調(diào)整器的電壓互感器二次側(cè)一般不裝熔斷器。這是為了防止熔斷器接觸不良或熔絲熔斷時，電壓調(diào)整器誤動作。4、110kv及以上系統(tǒng)的電壓互感器二次側(cè)現(xiàn)在一般都裝設空氣小開關而不用熔斷器，以滿足距離保護的需要。二次側(cè)熔斷器選擇的一般原則：1、熔絲的熔斷時間必須保證在二次回路發(fā)生短路時，小于繼電保護裝置的動作時間。2、熔絲額定電流應大于最大負荷電流，但不應超過額定電流的1.5倍。3、繼電保護裝置與測量儀表

31、公用一組電壓互感器時，應考慮裝設在繼電保護裝置的熔斷器與儀表回路的熔斷器在動作時間和靈敏度上相配合，即儀表回路熔斷器的動作時間應小于繼電保護裝置的動作時間，這樣儀表回路短路時，不致引起繼電保護裝置誤動作。在供電系統(tǒng)中，35kv及以下系統(tǒng)，電壓互感器一次側(cè)裝熔斷器作保護。其作用是：一方面防止電壓互感器引出線的短路故障和諧振過電壓而影響高壓系統(tǒng)的正常工作。另一方面保護電壓互感器本身。當電壓互感器內(nèi)部故障時，熔斷器迅速熔斷，把它從高壓電路中切除防止事故擴大。但裝一次側(cè)熔斷器不能防止電壓互感器二次側(cè)過流的影響。因為一次側(cè)熔絲額定電流比互感器的一次額定電流大1.5倍，二次過流不易熔斷。所以，為了防止電壓

32、互感器二次回路所引起的持續(xù)過電流，在電壓互感器的二次側(cè)還得裝設低壓熔斷器。35kv室外式電壓互感器裝設帶限流電阻的角形可熔保險器（限流電阻約為396歐姆左右），這種熔斷器本身的斷流容量較小，僅有12-15A。35kv和10kv、6kv的室內(nèi)電壓互感器裝設充填石英砂的瓷管熔斷器。110kV及以上系統(tǒng)，電壓互感器一次側(cè)不裝熔斷器。因為，110kV及以上電壓互感器采用單相串級式結構絕緣強度高，110kV及以上系統(tǒng)引線為硬鏈接，相間距離較大，引起相間故障的可能性較小。再加上110kV及以上系統(tǒng)為中性點接地系統(tǒng)，每相電壓互感器不可能長期承受線電壓運行，因此110kV及以上的電壓互感器一次側(cè)不裝熔斷器；電

33、壓互感器二次側(cè)通常采用自動開關作為保護設備，以滿足距離保護的需要。35kv及以下系統(tǒng)為小接地電流系統(tǒng),并且使用的是電磁型電壓互感器。在系統(tǒng)中電磁型電壓互感器可以視為電感元件。在操作時很容易發(fā)生鐵磁諧振。另一方面，當系統(tǒng)單相接地時允許繼續(xù)運行2小時，由于非接地相的電壓上升到線電壓，特別間隙性接地還有暫態(tài)過電壓，這將可能造成電壓互感器鐵芯飽和，引起鐵磁諧振，使系統(tǒng)產(chǎn)生諧振過電壓。電壓互感器鐵磁諧振的直接危害是：電壓互感器出現(xiàn)很大的勵磁涌流，致使其一次電流增大十幾倍，造成一次熔斷器熔斷，嚴重時可能使電壓互感器燒壞。電壓互感器發(fā)生鐵磁諧振時，還可能引起繼電保護和自動裝置誤動作。所以使用在小接地電流系統(tǒng)

34、的電壓互感器均要考慮消諧問題。消諧措施一般是在電壓互感器的開口三角繞組兩端連接一個消諧器。5電壓互感器的常見故障的現(xiàn)場處置方案(一)裝于室外的(35kv及以上系統(tǒng))電壓互感器聲音異常、放電、發(fā)熱、嚴重漏油（本體故障)等異常情況的現(xiàn)場處置方案1、對電壓互感器二次端子進行測量二次電壓，進一步檢查確認是否是互感器損壞。2、對電壓互感器及二次端子箱測溫。3、將檢查情況向電調(diào)及車間匯報。4、停用電壓互感器時，因為不能使保護及自動裝置失去電壓，所以必須進行電壓切換。同時要防止反充電，因此要取下二次熔斷器（或拉下自動空氣開關）。當電壓互感器二次負荷全部斷開后，將其一次側(cè)電源斷開。5、做好事故后的相關記錄。(

35、二)裝于室內(nèi)的(35kv及以下系統(tǒng))電壓互感器高壓保險熔斷的現(xiàn)場處置方案1、在中央控制屏通過35kv絕緣檢查切換開關切換，查看相電壓表，以判斷是哪一相故障。2、向電調(diào)匯報3、現(xiàn)場測量互感器線電壓，進一步確認是電壓互感器保險熔斷還是母線接地。4、確認是互感器保險熔斷后，若需要切換電壓需將相應的母聯(lián)合上。5、拉開電壓互感器隔離開關，做好安全措施后，用手摸高壓保險外殼、絕緣子部分以查明是否為內(nèi)部過熱。6、更換相同規(guī)格型號的高壓保險后，若互感器試投入不成功，保險連續(xù)熔斷2-3次，可能是互感器內(nèi)部故障。應向電調(diào)及車間匯報。7、設備處理完畢，投入運行后，做好相關的記錄。(三)35kv及以下系統(tǒng)母線電壓互感

36、器二次熔絲熔斷的現(xiàn)場處置方案1、用電壓表切換開關切換相電壓或線電壓，以區(qū)別哪相熔絲熔斷。2、向電調(diào)匯報3、檢查有無繼電保護人員在35kV母線電壓互感器二次回路工作，誤碰引起斷路，或有短路情況4、更換熔絲試送，若不成功，將35kV饋線及主變壓器電壓回路熔絲全部拔去（中央信號、低頻盤）。5、再行試送到小母線。成功后逐條試送饋線。如又熔斷，說明該線路電壓回路存在短路，應拔去熔絲?；謴碗妷夯ジ衅鞯蛪簜?cè)運行后，匯報調(diào)度，以便派繼電保護人員來變電所處理。6、設備處理完畢，投入運行后，做好相關的記錄。6. 電壓互感器的故障案例分析案例:6kv-I段6903#電壓互感器二次保險熔斷 時間：2008年3月20日

37、現(xiàn)象：在檢查設備時發(fā)現(xiàn)6kv-I段6903#電壓互感器二次保險三相熔斷，并且在更換保險時有火花產(chǎn)生，且保險再次熔斷。處理：向電調(diào)匯報，將 6903#電壓互感器停運，采取安全措施后對電壓互感器二次進行詳細檢查。發(fā)現(xiàn)是電壓互感器二次接線錯誤所致，改接后設備恢復正常。分析：當時通過改造，將6kv段母線一次側(cè)已經(jīng)分成了-I和-兩段母線。但兩段母線上的電壓互感器二次電壓小母線仍然串接在一起，在6903#電壓互感器改造時，由于電壓互感器二次側(cè)極性接線錯誤，引起二次保險熔斷。但因6kv段二次電壓小母線仍串在一起，主控室表計無法正確反映。故障類型電壓的特點故障相判別光字牌信號系統(tǒng)接地單相完全接地一相電壓為零，兩相升高為線電壓電壓為零的相為接地相接地報警單相不完全接地一相電壓降低但不到零，兩相升高但不相等，其中一相可略高于線電壓電壓降低相為接地相一相電壓升高不超過線電壓，兩相電壓降低，但不相等中性點不接地系統(tǒng)，升高相的下一相為接地相電壓回路斷線單相斷線一相電壓升高不超過1.5Uph,兩相電壓降低且相等，不低于0.866Uph電壓升高相為斷線相兩相斷線一相電壓降低但大于零，兩相電壓升高相等，不超過線電壓電壓升高的兩相為斷線相電壓互感器鐵磁諧