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三相PT接地故障開口三角電壓實(shí)測(cè)與分析

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發(fā)布時(shí)間:2023-01-11 14:15:24

目前我公司生產(chǎn)的三相電壓互感器主要有3個(gè)類型,分別是JSZW12A-10NFR三相五柱式全絕緣接地電壓互感器和JSZY16-10R三相半絕緣接地電壓互感器及JSZV12(28)-10R三相全絕緣電壓互感器。

在客戶使用過程中出現(xiàn)了一些問題,主要集中在開口電壓的數(shù)值上,因此筆者聯(lián)系了行業(yè)上專家共同進(jìn)行了研究,對(duì)PT開口三角的電壓進(jìn)行了分析和實(shí)測(cè)及防諧振方面的分析。

首先對(duì)我們的主要產(chǎn)品JSZW12A-10NFR系列進(jìn)行了實(shí)際測(cè)量:首先搭建試驗(yàn)平臺(tái),采用市電380V的三相四線,三相一體調(diào)壓器,容量5kVA,給3臺(tái)單獨(dú)的單相電壓互感器(10/0.1/0.22)進(jìn)行升壓,模仿故障運(yùn)行方式進(jìn)行試驗(yàn),即:缺相運(yùn)行,缺相+接地運(yùn)行,接地運(yùn)行。

試驗(yàn)產(chǎn)品及試驗(yàn)照片如下:

JSZW12A-10NFR

JSZW12A-10NFR2(可觸摸)

JSZW12A-10NFR3(420寬柜用)

JSZW12A-10NFR4(420寬柜用,可觸摸)

JSZW12A-20NFR3(可觸摸)

產(chǎn)生試驗(yàn)圖:

JSZY16-10R(420寬柜用,半絕緣)

JSZY18-10R1(420寬柜用,全絕緣)

通過三種運(yùn)行方式模擬試驗(yàn),根據(jù)以上數(shù)據(jù)得出如下結(jié)論:

1. 當(dāng)正常運(yùn)行時(shí),根據(jù)JB/T 10433-2015三相電壓互感器中5.8.2.4.1剩余電壓繞組開口端電壓限制的要求,其開口三角電壓均不大于8V;實(shí)際測(cè)量均滿足要求;而采用閉路接線的三相五柱電壓互感器更小一些,一般在2~3V之間(見表1、表2);而不帶消諧繞組的JSZY16-10R電壓互感器開口電壓相對(duì)于大一些,普遍大于6V(見表3);

2. 當(dāng)出現(xiàn)單相接地故障時(shí),三種電壓互感器的開口三角電壓實(shí)際均為100V左右,采用閉路接線三相五柱電壓互感器更準(zhǔn)確一些,在1%的誤差范圍之內(nèi),開路接線的三相五柱電壓互感器精度差一些,也基本滿足3P的準(zhǔn)確級(jí)要求;

3. 當(dāng)出現(xiàn)斷線缺相和缺相且PT缺相端接地時(shí),這三種電壓互感器的數(shù)值接近于100/3V;但究其原因是三只線圈的剩余繞組串在一起,與其內(nèi)阻及伏安特性的匹配性能影響較大;

4. 關(guān)于防諧振的效果,三相五柱PT,不管是閉路接線和開路接線,都有很好的效果,但采用JSY16型的三相接地互感器,其N端必須接一次消諧器,并且將開口三角繞組并入微機(jī)消諧效果會(huì)更好。

5. 表1互感器采用的ON端接入剩余繞組為10/√3/0.1kV規(guī)格,而表2采用的ON端接入剩余繞組為10/√3/0.1/3kV規(guī)格;從表1與表2的數(shù)值對(duì)比分析可以發(fā)現(xiàn),對(duì)于ON端接入剩余繞組為10/√3/0.1kV的三相五柱PT不管采用開路三角或者閉路三角,其單相接地時(shí)的開口電壓均在100V左右,且滿足3P級(jí)的要求;而采用ON端接入剩余繞組為10/√3/0.1/3kV的三相五柱PT,其單相接地時(shí)的開口電壓變化較大,采用閉路接法時(shí),其開口電壓數(shù)值接近100/3V。

三相五柱電壓互感器的2種試驗(yàn)方法接線圖

JSZY16-10R電壓互感器的試驗(yàn)接線方法

理論數(shù)值分析:

正常運(yùn)行

因此正常運(yùn)行時(shí)開口電壓理論上為0,在3只電壓互感器剩余繞組內(nèi)阻及鐵芯磁性能的影響下,其開口電壓一般大于0V,但必須按照J(rèn)B/T 10433-2015三相電壓互感器標(biāo)準(zhǔn)中5.8.2.4.1的要去,必須將其限制在8V以內(nèi)。

單相斷線

由此可以看出,當(dāng)出現(xiàn)單相斷線,也就是熔斷器保護(hù)的時(shí)候,開口電壓與該相的二次電壓大小相同,方向相反,但實(shí)際測(cè)量時(shí),其電壓小于100/3V,究其原因,當(dāng)A相斷線時(shí),剩余繞組中流過電流,該電流參與了B、C相的反向勵(lì)磁,產(chǎn)生了電壓降,因此就造成了單相斷線實(shí)際的開口電壓小于100/3V;兩相熔斷器斷線燒毀時(shí),其開口電壓與正常相的二次電壓大小相等,經(jīng)過反復(fù)測(cè)試,兩相斷線時(shí),其開口電壓為100/3V左右。

C相單相金屬接地故障

由上式推導(dǎo),當(dāng)出現(xiàn)單相接地故障時(shí),未發(fā)生故障的A、B相電壓升高√3倍,即線電壓升高了,而A相電壓方向變?yōu)闇笤瓉淼南嚯妷?,B相電壓方向變?yōu)榱顺埃藭r(shí)PT二次側(cè)1a、1b相電壓也升高為原來的√3倍,其方向分別與UA’和UB’向量相同,因此開口三角電壓為: