(一) 具有零序电压互感器的配电网络绝缘监视系统运行分析
由上所述,采用零序电压互感器是防止中性点不接地电网由电压互感器铁芯饱和引起过电压的有效措施。然而,这种系统对配电网络中的各种异常反应与中性点接地的绝缘监视系统相比有些不同。下面将对这一绝缘监视系统做简要分析,供配电网运行人员在处理网络异常现象时参考。
1.运行分析
具有零序电压互感器的绝缘监视系统的接线如图2-43所示。下面根据该图来分析各种运行情况。
(1)网络对称。在对称网络中,电压互感器高压侧中性点与地同电位,低压侧中性点与地也是同电位;绝缘监视用相电压表指示对称电压;短路三角形电压之和为零;零序电压互感器不承受电压。“系统”反应与中性点接地绝缘监视系统一样。
图2 65 网络单相接地及其相量图
(a)接线图;(b)相量图
但是,在短路三角形里,由于加在电压互感器上的电压对称,所以电压之和为零。这点与中性点接地的绝缘监视系统大不一样。
(3)电压互感器高压侧熔丝熔断。
图2-66 电压互感器高压侧一相熔丝熔断及相量图
(a)接线图;(b)相量图
零序电压互感器的低压侧电压为
所以,相电压表较正确地反应了网络异常。
电压互感器短路三角形里,由于故障相不承受电压,良好相电压又大小相等方向相反,合成电压为零,所以不反应不对称电压。
2)两相熔丝熔断。若有两相熔丝熔断,例如、相熔断,如图所示。网络对地电压
图2-67 电压互感器两相熔丝熔断及其相量图
(a)接线图;(b)相量图
B C 2-67加在熔丝良好相电压互感器和零序电压互感器的串联电路里,电压分配差不多各占一半 (因为电压等级相同的各种型式电压互感器的励磁阻抗相差不很大),电压互感器二、三次侧熔丝良好相所对应的绕组只感受到正常相电压的一半。应该指出,闭合三角形回路里,熔丝良好相绕组的约16.5V 电压被另两个绕组所“短路”,但由于它们的高压侧开路 (熔丝断),二次侧负载又是高阻抗的仪表,所以“短路”电流很小 (低于额定电流),这样看来,熔丝良好相第三绕组里的电压实质上是被另两个第三侧绕组所分压。因此,断熔丝的电压互感器第三绕组可看作变压器的原边,它们的第二绕组看作副边,于是,第二绕组上的电压,在数值上只有良好相的一半,方向与良好相的相反。绝缘监视电压表指示
若两相对地电容同样减小,这种情况发展严重时犹如单相接地,它与单相接地的区分,只能依靠电源侧电流是否平衡来进行判断。
图2-68 网络不对称相量图
三相对地电容都不一致,如图2-69所示,这种绝缘监视系统与三相电压互感器中性点直接接地反应的区别,在于互感器高低压绕组承受的是对称电压,因此,短路三角形回路里电压之和为零,而相电压也正确反应了网络的不对称程度。
图2-69 三相对地电容不平衡的相量图
上述三种情况,是在线电压都平衡的状态下得到的分析结果。
2.实用结论
具有零序电压互感器的绝缘监视系统,和中性点接地的绝缘监视系统一样,能正确反应网络对地的绝缘程度。
3.注意事项
加装零序TV 的注意事项如下:
(1)极性不能接反。
加装零序TV 时一定要按图2-43所示的原理接线连接,极性不能接反。否则当10kV系统发生单相接地时,接地相电压指示约为1.5倍相电压,非接地相电压指示约为0.87倍相电压,或出现其他情况,这样会引起值班人员的误判断。
(2)必须拆除TV 二次侧中性点的接地。
三相TV 二次侧中性点的接地必须拆除并经过零序TV 二次 (100/
V)绕组接地,改造工作中应特别注意,若三相TV 二次侧中性点接地不拆除,又经过零序TV 二次绕组接地,这样当10kV系统发生单相接地故障时,10kV零序TV 和母线TV 将发生烧毁,某供电局曾发生过这种情况。
(3)整定值应小于20V。
在10kV小电流接地自动选线的装置中,一般制造厂家对电压的动作值要求整定为40V。这个整定值是针对没有加装10kVTV 而提出的 (按单相接地开口三角100V 考虑的),而加装零序TV 后,单相接地时零序TV 输出的电压为43V 左右,所以现场有的单位建议装置的动作电压的整定值宜为12～15V。
(4)开口三角应短路。
TV 的三角形回路,基本不反映网络的任何异常,考虑到消除谐波电压的需要,应实行短路。
(二) 绝缘监视装置异常指示的分析与判断
6～35kV配电网的中性点一般是不接地或经消弧线圈接地,当线路发生接地时,运行人员根据绝缘监视装置 (以下简称装置)的三相对地电压表指示大小,来判断电网各相对地绝缘情况。电网运行正常时三相对地电压表指示平衡。如果一旦装置回路本身发生问题时,如电压互感器 (TV)回路熔断器熔断就会造成误指示,以下举例说明装置异常指示的判断方法。
1.绝缘监视装置发生问题时电压表指示情况
(1)TV 熔断器一相熔断。
1)单相TV 组成Y0/Y0/
接线,它的磁路系统为单独回路。如一次侧A 相熔断器熔断,二次a相无感应电压,但因TV 负载另两相电压与a相形成一串联回路,a相对地有很小电压。a相二次熔断器熔断时也同样因TV 有负载,a相有很小电压,电压表可能有一点指示。
2)三相五柱式TV 接成Y0/Y0/
接线,它的磁路系统是互相连通的。当高压侧A 相熔断器熔断时,二次a相仍能感应一些电压,但a相电压值比单相TV 接线要高一些,二次熔断器断一相时与单相TV 接线相同。
总的来说,高压或低压一相熔断器熔断,则它所接的电压表指示要降低,至于降低多少则根据TV 负载和电网线路电容不同而有所差异。为便于分析现场问题,各变电所可进行实测。熔断器未熔断相的电压表计指示不会升高,当线路单相接地时三只电压表中接地相降低,另两相升高。一相完全接地时,接地相电压表指示为零,其他两相电压升高为线电压,如表2-6所示。
表2-6 一相熔断器熔断时的各相电压
(2)TV 熔断器两相熔断。
1)高压熔断器两相熔断时,则熔断的两相相电压很小或接近于零。未熔断一相的相电压接近于正常相电压。熔断器熔断的两相间线电压为零,其他线间电压降低,但不为零。
2)低压熔断器熔断两相时,则熔断的两相相电压降低很多,但不为零;未断的一相电压正常。熔断器熔断的两相间电压即线电压为零,其他电压降低,但不为零。如表2-7所示。
2.TV 本身故障时表计指示及现象
当TV 内部有故障或高压引线有故障时,则TV 高压侧熔断器熔断。更换后再断,则应当查明TV 本身有无故障,或是熔断器容量不够所致。此时表计指示与高压侧单相熔断器熔断相同。
表2-7 两相熔断器熔断时的各相电压
3.正确判断是处理和消除故障的关键
(1)根据上面分析TV 回路出问题引起三相对地电压不平衡,电压表指示值只有降低,没有升高。如一相对地电压降低,其他两相对地电压一般也没有升高,这可判断为装置回路本身的问题。
(2)用验电笔验电,检测电网三相导线对地电位。若验电笔氖灯的亮度是相同的,则说明电网三相对地电位相等,电网正常。若装置的三相对地电压表指示不平衡,则说明是绝缘监视回路自身有问题,而不是电网发生了问题。
(3)已判断出装置本身回路问题后,再按如下办法确定是哪个部分发生问题:
1)TV 开口三角有电压或启动过电压继电器来接地信号时,可能是TV 高压绕组断线或高压熔断器熔断。
2)TV 开口三角没有电压,过电压继电器不动作,不来接地信号,一般是TV 低压回路断线或低压熔断器熔断。
3)为了确定哪个熔断器熔断,可根据上面分析按三相对地电压表指示值确定。也可使用验电笔在高压熔断器两端验电查明。
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