电压互感器开口三角接线的探讨

电压互感器开口三角接线的探讨

索保锋，王洪峰，闫志勇

（郑州供电公司,河南 郑州 450006）

摘要：介绍了在10 kV电网中，三只电压互感器开口三角接线的方法。通过向量的叠加原理，阐述了辅助绕组额定电压分别为100/3 V的四只电压互感器开口三角接线，分析了它的合理性。当三相PT辅助绕组同极性串接成三角形接线，第四只PT的辅助绕组输出电压作为零序电压时，第四只PT的辅助绕组额定电压必须为100 V。并由此探讨了由三只辅助绕组额定电压为100/3 V和一只辅助绕组额定电压为100 V构成的四只PT开口三角接线，并阐述它接线的合理性。 关键词: 电压互感器; 开口三角; 辅助绕组; 接线; 变比; 接地故障

Study of open-delta wiring in the busbar voltage transformer

SUO Bao-feng, WANG Hong-feng, YAN Zhi-yong

(Zhengzhou Power Supply Company，Zhengzhou 450006，China)

Abstract: This paper introduces the open-delta wiring of 3 PT in the 10 kV power system. It explores the open-delta wiring of four voltage transformers which rated voltage of assistant winding is 100/3V and analyzes its rationality based on vector superposition theory. The rated voltage of the forth PT’s assistant winding is must 100V when the three-phase assistant winding homopolar connects in series to the open-delta wiring and the output voltage of the forth PT’s assistant winding is regarded as zero-sequence voltage. At the same time, it discusses 4PT open-delta wiring which is made up of three assistant windings with 100/3V rated voltage and one assistant winding with 100V rated voltage, and elaborates the rationality of the wiring. Key words: voltage transformer; open-delta; assistant winding; wiring; transform ratio; earth malfunction 中图分类号： TM451 文献标识码：B 文章编号： 1674-3415(2010)03-0130-03

0 引言

在10 kV电网中，当发生单相接地，为避免引发铁磁谐振，造成PT烧坏，电压互感器普遍采用了4PT接线的方法，实际上，在现场不同的变电站，使用的电压互感器变比不同，接线方式就有不相同的地方。

1 三只单相电压互感器构成的开口三角接

线

首先，我们先回忆一下，原先在电网中3PT接线。

如图1, 在10 kV不接地系统中，单只PT的变比为103 kV/1003 V/1000 V,正常运行时，它的开口3

图1 3PT接线原理图

Fig.1 Elementary diagram of 3 single-phase voltage transformer

当发生单相接地故障时，假如A相接地，此时，A相电压输出变为0 V，B相、C相电压相位分别向下旋转了30°，电压值升高3倍，此时3Uo输出值变为3倍的相电压，如图2所示，由于单只PT

100辅助二次绕组正常额定电压为 V，开口三角绕

3组输出电压即

1003Uo=3× V=100 V

3三角绕组输出电压，即：3Uo=Ua＇+Ub＇+Uc＇，三相电压对称平衡，开口三角绕组输出电压既3Uo=0 V。

索保锋，等 电压互感器开口三角接线的探讨 - 131 -

UA=0Ua＇=0

Uc＇UCUB

Ub＇

PT一次侧输入电压即为0，当一次系统三相电压不

十分平衡时, 由于辅助二次绕组接入的绕组数与理论要求的值100 V有出入，就会造成L点的电位偏离地电位，造成开口三角形有不平衡输出，实际上，这个输出值不会很大，一般不超过3 V。

3Uo=Ua＇+Ub＇+Uc＇=3Up

图2 A相接地时的向量

Fig.2 Vector diagram of single phase earthing

2 四只单相电压互感器构成的开口三角接线

当采用4只PT时，事情不再那么简单了： 1) 如果在原来三只PT基础上加装了与前三只相同的第四只PT，二次接线如图3所示。

图4 第二种4PT接线二次回路原理图

Fig.4 The second kind of elementary secondary circuit of

4 single-phase voltage transformer

图3 4PT接线原理图

Fig.3 Elementary diagram of 4 single-phase voltage transformer

我们来分析一下：

3U0=UA+UB+UC=（Ua+Ul）+（Ub+Ul）+

（Uc+Ul）=Ua+Ub+Uc+3Ul

由此，就要求开口三角形接线正极性串接入第四只PT辅助二次绕组。并且第四只PT辅助二次绕组额定电压是原额定值的三倍，即100 V。

为了解决这个问题，现场作了如图4处理。 第四只PT辅助二次绕组额定电压是100/3 V,即33.3 V。

100第四只PT二次绕组额定电压V，即

357.7 V。

即开口三角形接线正极性串接入第四只PT辅助二次绕组和第四只PT二次绕组,相当于串入第四只PT二次额定值为57.7+33.3=91 V的绕组，与理论要求的100 V比较接近。

在实际运行时,由于正常运行时，三相电压平衡，L点的电位与地电位相同（为0电位）第四只

当发生单相接地时，开口三角输出值不会因这种接线减少输出，此时，L点的电位处在接地相电压和地电位(0电位)之间。

假设接地情况为A相接地，假设两种极限情况： 一是假设L点电位为0电位，前三只PT电压三相对称,则式子3U0=UA+UB+UC=Ua+Ub+Uc+3U1中Ua+Ub+Uc=0。

第四只PT一次侧所加的电压为A相对地的电压。

3Uo=Ul=91 V

二是假设L点电位为A相电位，第4只PT电压输出为0，则式子

3U0=UA+UB+UC= Ua+Ub+Uc+3Ul中3Ul =0 这种假设其实忽略了第4只PT，3U0=UA+UB+UC= Ua+Ub+Uc=100 V

就是说，当发生单相接地时，3U0∈(91 V，100 V) 实际设备报接地故障的整定值一般为20~40 V，这种接线完全满足实际设备运行需要。

2) 如图5，这种接线，许多新参加继电保护工作的同志可能还一时接受不了，三只PT开口三角被短接，如果发生单相接地，这三只PT辅助二次绕组不就短路了吗？其实，当发生单相接地时，这三只PT辅助二次绕组中确实存在电流，但该电流不是很大，因为它只是将非故障相PT产生的电压加在故障相PT上，它只是将图3中L点的电位拉为中性电位（零电位）。由于地电位升高为单相电压，

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加在第四只PT电压即为相电压。

此时，3Uo=Ul=100 V，

如果要满足以上条件，那么第四只PT的变比10100 kV/ V/100 V。 一定是333 另一种接线探讨

通过以上分析，可以得出另一种接线（图5）。

接线，就可以开口三角形接线正极性串接入第四只

PT辅助二次绕组，由于第四只PT辅助二次绕组额定电压为100 V，如图5所示能够满足

3U0=UA+UB+UC= Ua+Ub+Uc+3Ul

但在实际工程中，4只PT一般使用同一厂家、同一批出厂的同型号产品。故很少有四只PT变比不同的。所以这种接线在工程应用中很少见。

4 结语

在10 kV电网中，由于长期使用三只单相PT接线，接线原理比较固定。随着新技术的应用，在改造10 kV电网中，电压互感器二次接线设计时，可能会忽略电压互感器的变比，忽视现场设备情况，套用其它电压互感器二次接线图纸，造成设计错误，在设计10 kV电压互感器二次接线时，一定要先查明互感器型号和变比。在施工时，一定要检查互感器变比，分析设计图纸接线的合理性，以避免设备带着缺陷加入运行而带来的麻烦。 图5另一种4PT接线二次回路原理图 Fig.5 The another kind of elementary secondary circuit of 4 single-phase voltage transformer 收稿日期：2009-02-27； 修回日期：2009-04-06 作者简介： 索保锋（1977-）男，助理工程师，长期从事继电保护设备管理与维护工作；E-mail：zzsjjdsbf@163.com 王洪峰（1980-）男，助理工程师，长期从事继电保护设备运行维护工作； 闫志勇（1982-）男，助理工程师，长期从事继电保护设备运行维护工作。 假如有三只变比为和一只变比 103kV/1003 V/100 V的PT3103 kV/1003 V/100 V的PT去构成4PT （上接第129页 continued from page 129） 进行在线气体样品分析，通过检测SF6分解物总量及SO2、H2S、CO、CO2 、HF等特征气体含量，判断内部故障的性质及准确的故障定位。 参考文献 [1] 梁之林,时朱大铭, 张英杰, 等. 两起GIS组合电器事

故原因分析及建议[J]. 电力设备, 2007(7)：68-70.

LIANG Zhi-lin, ZHU Da-ming, ZHANG Ying-jie, et al. Case Study and Improving Suggestions for two Faults of GIS Switchgear Assembly[J]. Electrical Equipment, 2007 (7)：68-70.

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Treatment of Sulfur Hexafluoride (SF6) Taken from Electrical Equipment and Specification for Its Re-use[S].

[3] 张晓星, 姚尧, 唐炬, 等. SF6放电分解气体组分分析的现状和发展[J]. 高电压技术，2008(4): 37-42，120. ZHANG Xiao-xing, YAO Yao, TANG Ju, et al. Actuality and Perspective of Proximate Analysis of SF6 Decomposed Products Under Partial Discharge[J]. High Voltage Engineering，2008(4): 37-42，120. 收稿日期：2008-12-01； 修回日期：2009-01-18 作者简介：

杜晓平（1978-），女，硕士，研究方向为电力系统调度自动化；

李 涛（1977-），男，硕士，研究方向为电力系统高压技术监督与设备维护；E-mail：litao4541@126.com

陈瑞林（1975-），男，工程师，研究方向为电力系统技术管理与设备维护。