在電力系統(tǒng)中,繼電保護是保護電網(wǎng)安全、可靠運行的重要屏障,繼電保護裝置能否正確動作,它主要依賴于外部開入的電氣量、開關(guān)量和裝置自身邏輯。其中重要的電氣量之一就是電壓。繼電保護裝置通過采樣對其分析與判斷,檢測出電壓斷線,就會發(fā)出PT斷線告警信號并閉鎖由距離元件或功率方向元件等組成的保護,如果不及時處理,就會嚴重影響繼電保護裝置的可靠運行。
一、電壓互感器基本分類及其工作特點
1、電壓互感器的分類
一般電壓互感器的種類比較多,按照繞組數(shù)來劃分可分為:雙繞組與三繞組,三繞組類的電壓互感器除了一、二次繞組外,還有一組輔助組,其功能是輔助二次繞組提供絕緣監(jiān)測以及零序回路。按照相數(shù)來劃分可分為:單相式與三相式,一般的單相式的電壓互感器額定電壓都控制在35kV及以上。按照安裝地點來劃分可分為:戶內(nèi)式與戶外式,戶內(nèi)式的電壓互感器都控制在35kV及以下。按照其絕緣和冷卻方式來劃分可分為:干式、澆注式、油浸式以及充氣式。干式(也稱浸絕緣膠)電壓互感器有結(jié)構(gòu)簡單、無著火危險的***,但是其絕緣強度比較低,一般只用于6kV及以下的室內(nèi)裝置。澆注式電壓互感器的***是結(jié)構(gòu)緊湊并且維護方便,一般適用于3-35kV的室內(nèi)配電裝置。油浸式電壓互感器的***是絕緣性能好,可在10kV及以上的戶內(nèi)外配電裝置上進行使用。充氣式的電壓互感器多用于SF6全封閉組合電器中。
2、電壓互感器的作用
電壓互感器的作用就是將高電壓按照一定比例關(guān)系,轉(zhuǎn)換成100V或者是等級更低的標準二次電壓,來為保護、計量以及儀表裝置的安全運行提供電能。同時,電壓互感器的另一個作用是將高電壓與工作人員隔離開來。雖然電壓互感器的工作原理也是按照電磁感應(yīng)原理進行的,但是其電磁結(jié)構(gòu)的關(guān)系與電流互感器相比正好是相反狀態(tài)。電壓互感器的二次回路是一種高阻抗回路,回路的阻抗大小決定二次電流的大小。一旦二次負載阻抗發(fā)生減小時,將增大其二次電流,一次電流則會自動增大一個分量,以此來保持一、二次側(cè)之間電磁的平衡關(guān)系。換句話來說,電壓互感器就是一個限定結(jié)構(gòu)及其使用形式的特殊變壓器。
3、電壓互感器的變比
電壓互感器的變比,等于其一次額定電壓與二次額定電壓的比值,也等于一次繞組匝數(shù)同二次繞組匝數(shù)或三次繞組匝數(shù)之比。
由電壓互感器高壓繞組并聯(lián)在系統(tǒng)的一次電路中,二次電壓U2和一次電壓行成比例,就可以反映出一次電壓的數(shù)值。一次的額定電壓UIN,一般都和電網(wǎng)的額定電壓值相同,二次的額定電壓U2N,一般為100V、100/V、100/3V。
電壓互感器的一、二次繞組額定電壓的比,就是電壓互感器的額定變比KN,則有
KN= ≈≈ (2-1-1)
式中N1、N2為電壓互感器原、副繞組的匝數(shù)。
由式(2-1-1)可得出,如果已知二次電壓U2的數(shù)值,就可以計算出一次電壓U1的近似值,就是U1=kNU2
4、常用電壓互感器二次及三次回路的接線方式:
除發(fā)電廠之外,b相接地方式已基本不用,因此以電力系統(tǒng)中常見的三相五柱式(中性點接地)為例,