电压互感器接线方式、接地及原理图的工作原理探讨

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电能互感器与变压器相似,它们都是用于改变电压的设备。但是,变压器的目的是为了便于输送电能,因此其容量很大,通常以千伏安或兆伏安作为计量单位。而电能互感器主要用于给测量仪表和继电保护装置供电,用于测量线路的电压、功率和电能,或者在线路故障时保护贵重设备、电机和变压器。因此,电能互感器的容量较小,通常只有几伏安或几十伏安,最大不超过一千伏安。
 
电能互感器通常与电能表、电压表、多功能电力仪表和保护继电器等连接。如果电能互感器的接线错误,会导致计量不准确,继电保护装置无法正确检测网络中的故障并可能误动或拒动。此外,选择不适当的电能互感器也会导致上述情况,并且可能危及人员的生命安全。
 
电能互感器各端子的标志
对于单相电能互感器,一次侧的端子标志为U、X,二次侧的端子标志为u、x。对于三相电能互感器,一次侧的端子标志为U、V、W,二次侧的端子标志为u、ⅴ、w、0。具有以小写字母u标志的首端端子应与仪表的相线端连接,末端端子x应接地并与仪表的中性线端连接。
 
电压互感器的接线方法
① 单相电压互感器的接线
 
一个单相电压互感器的接线如图示1所示。该互感器连接到仪表和继电器,供电来自于一条线路电压。
 
② 两个单相电压互感器的V/V接线
 
两个单相电压互感器的V/V接线如图示2所示。它们连接到仪表和继电器,并用于三相三线制电路中的各个线路电压。这种接线方式广泛应用于变电站和6-10kV高压配电装置。
 
③ 三个单相三绕组电压互感器或一个三相五心柱三绕组电压互感器的Y0/Y0/△(开口三角)接线
 
该接线方式如图示3所示。其中Y0绕组用于供给需要线路电压的仪表、继电器和绝缘监视电压表;辅助二次绕组接成开口三角形状,构成零序电压过滤器,用于供给监测线路绝缘的电压继电器。
 
电压互感器的正确接地方式
① 一次侧中性点接地
 
当由三个单相电压互感器组成星形接线时,其一次侧的中性点必须接地,如图示5所示。这是因为电压互感器在系统中不仅用于电压测量,还起到继电保护的作用。
 
当系统发生单相接地故障时,会产生零序电流。如果一次侧的中性点未接地,那么一次侧将没有零序电流的通路,二次侧的开口三角线圈也无法感应到零序电压,继电器将无法动作并发送接地信号。对于三相五心柱式电压互感器,同样需要接地中性点。对于由两个单相电压互感器组成的V-V形接线,不允许接地一次侧,因为这等同于系统的一相直接接地。而应该在二次侧的中性点接地,如图示1所示。
 
二次侧的接地方式
为了保证安全性,电压互感器的二次侧需要有一个接地点。当一次侧和二次侧绕组之间的绝缘被高压击穿时,一次侧的高压会传导到二次侧。通过二次侧的接地,可以确保人员和设备的安全。此外,接地还可以为绝缘监视装置提供相电压。
 
通常,二次侧的接地方式有中性点接地和V相接地两种方式,如图示6所示。具体的选择要根据继电保护等要求来决定。
 
在采用V相接地方式时,中性点不能再直接接地。为了避免一次侧和二次侧绕组之间的绝缘击穿后,一次侧的高压传导到二次侧,我们在二次侧的中性点设置了一个保护间隙并进行接地。当高压传导到二次侧时,间隙发生击穿并接地,V相绕组将短路,相应的熔断器将会熔断,起到保护作用。根据规程要求,二次侧的接地点通常选择在主控室的保护屏经过端子排接地,在配电装置处只设置用于试验检修时的安全接地点。
 
铁心的接地
电压互感器的外壳上有一个接地桩头,这是铁心和外壳的接地点,起到安全保护的作用。

 

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