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1、PT基本原理及断线处理,PT的基本原理及断线处理,讲课人：张天保,PT的基本原理及断线处理,一.概述,互感器包括电压互感器和电流互感器，是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量仪表，继电器的电压线圈和电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行和故障情况。,1.作用,1.1将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压和小电流，使测量仪表和保护装置标准化，小型化，并使其结构轻巧，价格便宜，便于屏内安装。1.2.使二次设备与高压部分隔离，其互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。,3,2.电压互感器的基本原理,2.1电压互感器实际上是一个带铁心的变压器。它主要由一、二次线圈、铁心
2、和绝缘组成。当在一次绕组上施加一个电压U1时，在铁心中就产生一个磁通，根据电磁感应定律，则在二次绕组中就产生一个二次电压U2。改变一次或二次绕组的匝数，可以产生不同的一次电压与二次电压比，这就可组成不同比的电压互感器。电压互感器将高电压按比例转换成低电压，即100V，电压互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等；主要是电磁式的（电容式电压互感器应用广泛），另有非电磁式的，如电子式、光电式。电压互感器的运行情况相当于2次侧开路的变压器。副边电流产生的压降和励磁电流的存在是电压互感器误差之源。电压互感器副边不能接过多的负载；且要求铁心不饱和(0.6-0.8T)。,PT的基本原理及断线
3、处理,4,3.电压互感器的应用,3.1提供测量信号的电压互感器:电压互感器的一次线圈和电网并联，二次线圈并联接其它仪表（例如，电压表和电度表的电压线圈）测量仪表所指示的电压乘以电压互感器的变比（指一次侧额定电压和二次侧额定电压的比值）即为一次侧的电压。,3.2为电动机低电压保护提供电压信号的电压互感器:当系统电压降低，异步电机的转速降低而停止。电机如长期在这一状态下运行会烧毁, 为此要在系统电压降低时及时把电源切除，电压继电器YJ就是为了实出这一要求而设置的。电压继电器由一电磁铁和一对常闭接点组成。它的线圈接在电压互感器的次级，接点串在断路器脱扣器线圈回路中。在正常情况下，（系统电压正常时）电
4、磁铁是吸合的。此时其常闭接点断开。当系统电压降低时，电磁铁断开，此时断电器的常闭接点就会闭合，接通断路器的跳闸回路，把电动机的电源切断。,PT的基本原理及断线处理,5,PT的基本原理及断线处理,为了减少测量仪表和继电器的规格品种，使之生产标准化。电压互感器二次侧的额定电压规定为100V（线电压）或100/ V（相电压）。电流互感器二次侧额定电流则规定为5A或1A（后者是弱电化时使用的）因此系统的额定电压越高或额定电流越大时，所用的互感器变比就越大。,由述所举的使用互感器的一些例子可以看出，互感器的一次线圈是和电力系统相连的，因而在运行中是处于高电位的，为了确保运行人员和设备的安全避免二侧电位的
5、抬高，互感器在二次侧必须有一点接地，互感器的一次和二次线圈间有足够的绝缘。电力系统的额定电压越高，对所用互感器绝缘的要求也就越高。因此选用的互感器额电压等级应和安装互感器的电力系统的额电压相适应。,6,PT的基本原理及断线处理,二、分类,1电压互感器的分类和结构(1)单相式和三相式。35kV及以上电压等级多为单相式电压互感器。(2)户内式和户外式。35kV以上多制成户内式；110kV及以上电压等级则制成户外式。(3)双绕组和三绕组。三绕组电压互感器有两个二次绕组，一个是基本二次绕组，用于接测量仪表和继电器；另一个专门用于接保护继电器。(4)按绝缘分为干式（低压：小于380V） ，浇注绝缘式（3
6、35kV） ，油浸式（110kV及以上）和气体绝缘（多用于高压产品）。,7,PT的基本原理及断线处理,（5）普通结构（单级式）和串级结构两种。335kV电压等级都制成普通结构，110kV及以上电压等级的电压互感器才制成串级结构。在我国，电压大于330kV只生产电容式。 随着电压等级的升高，电压互感器一次绕组的绝缘需随之增强。尤其在110kV及以上电压等级的单相三绕组电压互感器，采用串级式结构可以缩小尺寸、减小质量。 串级式电压互感器的一次绕组分成匝数相等的几组，并把绕组与铁芯电气相连，使铁芯与绕组之间可以采用分级绝缘。同时将铁芯与绕组装入充满变压器油的瓷箱中，从而可节省绝缘材料降低电压互感器成
7、本,PT的基本原理及断线处理,右图是220kV四级串级式电压互感器。上铁芯对地为额定电压的3/4，下铁芯对地为额定电压的1/4。绕组边缘线匝与铁芯之间为额定电压的1/4。二次绕组只与最下面一个铁芯柱耦合。平衡绕组在同一铁芯的上下柱上，匝数相等，反极性连接。平衡上下铁芯柱的磁势连耦绕组：两铁芯相邻的铁芯柱上，匝数相同，反极性连接。电压均匀分布，不影响准确级。,PT的基本原理及断线处理,JDZJ-10,JDJ2-35,10,三、电压互感器的接线,（a）：一个单相电压互感器的接线，用于对称的三相电路，二次可接仪表或继电器。,11,PT的基本原理及断线处理,（b）用两台单相互感器接成不完全星形，也称V
8、V接线，用来测量各相间电压，但不能测相对地电压，广泛应用在20KV以下中性点不接地或经放电线圈接地的电网中。,12,PT的基本原理及断线处理,(c)三个单相电压互感器接成Y0/Y0形，可供给要求测量线电压的仪表或继电器，以及供给要求相电压的绝缘监察电压表。,13,PT的基本原理及断线处理,(d)一台三相五芯柱电压互感器接成Y0/Y0/（开口三角形），如图所示。接成Y0形的二次线圈供电给仪表、继电器及绝缘监察电压表等。辅助二次线圈接成开口三角形，供电给绝缘监察电压继电器。当三相系统正常工作时，三相电压平衡，开口三角形两端电压为零。当某一相接地时，开口三角形两端出现零序电压，使绝缘监察电压继电器动
9、作，发出信号。,PT的基本原理及断线处理,这种接线可用小接地电流系统也可用于大接地电流系统。但应注意在两种情况下，附加的辅助二次绕组的额定电压不同。 用在小接地电流系统时二次绕组的额定电压为100V3；用在大接地电流系统中二次绕组的额定电压为100V。其目的是不管在哪种系统中当发生一次系统一相完全接地时，在开口三角形绕组两端的电压均为100V,PT的基本原理及断线处理,用Ua，Ub和Uc表示正常运行时电压互感器一次绕组的相电压，Ua, Ub和Uc表示电网发生单相接地时，电压互感器一次绕组的相电压，,中性点直接接地系统中 （大电流接地系统）正常情况下，因为Ua+Ub+Uc=0, 以，Ua1,x1
10、=(Ua+Ub+Uc)/Ka1=0 发生单相接地（例如A相）时有，Ua=0,Ub=Ub,Uc=Uc,Ua,x1=100V，则Ua1,x1=Ua/Ka1+Ub/Ka1+Uc/Ka1=(Ua+Ub+Uc)/ Ka1=(-Ua)/Ka1故有Ua/Ka1=100V,所以开口三角二次绕组额定相电压为100V。,16,PT的基本原理及断线处理,2.2中性点非直接接地系统中 正常情况下，因为Ua+Ub+Uc=0, 所以，Ua1=Ua/Ka1+Ub/Ka1+Uc/Ka1=0 发生单相接地使则Ua1x1=（Ua+Ub+Uc）/Ka1=(-3Ua)/Ka1=100VUa/Ka1=100/3V，所以开口三角二次绕组
11、额定相电压为100/3V。,三、 电压互感器的有关问题及注意事项,3.1电压互感器二次侧必须接地 互感器二次侧接地是为了人身和设备的安全，因为万一绝缘损坏使高压窜入低压时，对可能在二次回路工作的继电保护人员及运行人员有危险，另外，因二次回路绝缘水平低，若没有接地点，也会击穿，使绝缘损坏严重。 一般电压互感器的二次在配电装置端子箱内经端子排接地，对于变电所的电压互感器二次侧一般采用中性点接地（也叫零序接地）对于发电厂的电压互感器，一般采用二次侧B相接地，也有B相和零相接地共存的. 为什么要采用B相接地呢？是基于以下原因：,PT的基本原理及断线处理,1）习惯问题，通常有的地方为了节省电压互感器台数
12、，选用V/V接线，为了安全，二次侧总得有个接地点，这个接地点一般选在二次侧线圈的公共点。而为了接线对称，习惯上总把一次测的两个线圈的首端一个接在A相上一个接在c相上，而把公共端接在N相上，因此，二次侧对应的公共点就是B相，于是，B相接地。从理论上讲，二次侧哪相端头接地都可以，一次侧哪一相作为公共端的连接相都可以，只要一、二次各相对应就行。2）可以简化同期系统。其实这一点是由上述第1）点来的，而且这里主是针对星形接线的电压互感器而说的，因为一个电厂可能有星形接线和v形接线的两种电压互感器，它们所在的系统进行同期并列时，若让星形接法的电压互感器采用B厢接地，则使V形接线的星形接线的电压互感器都可以
13、用于同期系统。,PT的基本原理及断线处理,凡采用B相接地的电压互感器二次侧中性点都接一个击穿保险器，这是考虑到B相二次保险断的情况下，即使高压窜入低压，仍能击穿保险器而使互感器二次有保护接地，击穿保险工频放电电压一般为500V1000V摇表不应击穿，2500V摇表时应可靠击穿。 对于装有距离保护的电压互感器二次回路均要求零相接地，因为要接断线闭锁装置，要求有零线。故一般发电厂也变电所的110Kv及以上系统的电压互感器是零相接地的。,3.2 电压互感器投入运行的注意事项及定相 电压互感器大修后或新的电压互感器投入系统工作（包括二次回路有更改的电压互感器投入）时。除作一般规程规定的外表检查和操作前
14、没做的准备工作外，还需要从工作电压检验其接线与其它二次电压回路关系的正确性，其中包括：,PT的基本原理及断线处理,1)测量相及相同电压正常； 2）测量相序应正相序; 3）进行定相，确定相位的正确性。 如果相序和相位不正确会带来以下后果： a.破坏同期的正确性 如果两电压互感器的一次系统的A，B，C是正确的；而二次侧弄错了。如果把待开的B相当做A相，这样，当按同期表指示同期位置而并列时，实际一次系统。，双方同名电压还差60，因为把UBC当作UAC了，破坏了同期的正确性。 b.当母线绝缘监察切换开关商个同时插入而造成两台电压互感器并列时，会因有很大环流使熔断器。,PT的基本原理及断线处理,3.3
15、电压互感器高压侧和低压侧装熔断器的作用 电压互感器高压侧装熔断器的作用是： 1）防止高压系统受电压互感器本身或其引线的影响。 2）保护电压互感器本身。 但装高压熔断器不能防止电压互感器二次侧过流的影响，因为熔丝截面积是根据机械强度而选最小可能的，其额定电流比电压互感器的额定电流大很多倍，二次过流时可能断不了。所以为了防止电压互感器二次中短路所引起的持续电流，在电压互感器的二次侧还装低压熔断器。 上面讨论仅适用于110Kv以下系统。 电压互感器二次侧的熔电器是防止接于低压侧的线路过载或短路,PT的基本原理及断线处理,3.4 电压互感器二次侧不能短接因为电压互感器二次侧与仪表和继电器的线圈相联，为
16、高阻抗，相当于变压器在空载状态下运行。当二次短路后，有很大的短路电流流过，因为仪表变压器是根据正常状态下I=0设计的，短路电流会烧坏互感器。,PT的基本原理及断线处理,发电机出口电压互感器型式 单相、干式 额定电压 22 kV 最高工作电压 24 kV 变比22/3/0.1/3/0.1/3/0.1/3kV，3台/每一机组（半绝缘） 二次绕组额定容量 3P级 40 VA 3P 级 40 VA 3P 级 40 VA电压互感器用熔断器：9只/每一机组型式：户内 额定电压： 22 kV额定电流： 0.5 A断流容量： 8000 MVA熔断特性：熔断器It特性应与发电机定子接地保护特性相配合，以保证在电
17、压互感器回路发生接地短路时，熔断器先熔断。,PT的基本原理及断线处理,6KV电压互感器型号：ED10额定电压比：6/3|0.1/3|0.1/3kV二次额定容量（VA）：50VA准确度等级：CL0.5结构：环氧树脂浇铸式,PT的基本原理及断线处理,PT断线一般分为PT一次断线和二次断线，无论哪一侧断线都能使PT二次电压异常，使运行人员对设备运行状况错误分析，更为严重的是造成保护及备投等自动装置误动。PT断线时现象分析当仅PT一次断线时，分两种情况：一是全部断线，此时二次电压全无，开口亦无电压。二是不全部断线即只有一相断线或两相断线，此时对应相二次无相电压，不断线相二次相电压不变，开口三角有电压。
18、当仅PT二次断线时，PT开口三角无电压，断线相相电压为0。,PT的基本原理及断线处理,PT断线判据分析,(1)开口电压和相电压综合判别法：即开口无电压和相电压不平衡时就判为断线。这是普通PT断线继电器所采用的方法，局限在于当发生PT一次断线时不能正确地作出判断，以致于保护得不到及时的闭锁而误动。(2)进线有流和PT二次无电压的判别法：这主要针对PT三相断线而采用的一种判别法，广泛用于110kV变电站的备用电源自投装置。其优点在于通过PT和CT两种元件来判别，突破了传统的仅靠PT二次电压的异常来判断PT断线的做法，具有较大的推广价值。问题出在判断进线有流定值的太大和PT二次保险采用的是三相保险(
19、只要一相有异常三相全跳)，结果PT断线时三相全无压，备投装置不能可靠闭锁造成误动。解决的方法是采用三个单相保险，降低PT三相保险一起熔断的几率。其次是尽量压低检进线有流的定值(此定值不能无限减小，否则由于微机备投零漂的存在，造成BZT拒动，后果更为严重)。,PT的基本原理及断线处理,(3)进线有流、开口电压、三相电压计算的综合判别法。此判据在微机保护中有广泛的应用价值，利用CPU的计算功能通过三相电压计算得零序电压，逻辑如图2。此种判据最大限度把PT断线的真实性反映出来，现场的运行情况良好，是值的推广的一种判据，也是采用微机技术的优越性集中体现。(4)并接不平衡电容法：这种办法主要是针对PT二
20、次是三相保险时，为判PT断线而采取的一种对策，广泛用于110kVPT二次系统。具体做法是在三相保险的任一相两端并接一电容，这样在PT二次保险全断开时，由于电容放电而产生不平衡电压，使PT断线继电器在二次失压时判为PT断线，并闭锁相应的保护及BZT等自动装置。缺点在于在一次保险熔断时也不能正确地判断，因此必须和PT开口电压配合判断。,PT的基本原理及断线处理,#4机TV01TV01负荷：1、远动计量、机组变送器屏、AVR I、发电机故障录波器TV01断线现象：1、TV01断线报警。2、测量PT失电报警，远方计量表计显示可能偏低，电压失电计时器报警。3、发电机电压、有功、无功、频率有可能显示下降或
21、为零。4、励磁调节器有可能切换通道报警。,PT的基本原理及断线处理,过程：12:51 4号机负荷590MW，发电机端电压由22.1KV降至21.8KV，发电机无功由155MVar突升至310MVar后下降至156MVar（对应励磁电压由330V最高升至409V，励磁电流由3839A最高升至4610A），机端电压仍下降（最低降至21.4KV），各厂用电母线电压升高。就地检查发变组、发电机碳刷、励磁屏、SSR保护装置无异常报警信号。发电机本体温度较高。实际电压应升高了，是显示问题，15:25 在退出4号机发电机出口1PT C相时来“COMM0M ALARM”“AVR FAULT”“PTS FUAU
22、LT”报警。立屏功率表降至270MW，发电机出口电压由21.496KV降至12.419KV，发电机无功168.786MVar降至38.289MVar。其他参数无明显变化。,PT的基本原理及断线处理,1、TV01断线报警。2、测量PT失电报警（此次未报警），远方计量表计显示可能偏低（机端电压），电压失电计时器报警（未报警）。3、发电机电压、有功、无功、频率有可能显示下降或为零此次为电压降低，有功无变化，无功、励磁电压、励磁电流突增后逐渐回落。4、励磁调节器有可能切换通道报警报警，未切换通道。继保来人后切换，现已切回。运行采取的措施：1、解除机组协调，机、炉主控都切自动。2、保持机组工况稳定。1P
23、T C相停、送电。热工采取的措施：将4号发电机5个功率测点（3个送电调，1个送协调，1个送DCS显示）强制为当前值。继保采取的措施：1、将原工作通道切至备用通道。2、测量PT二次侧电压时发现1PT C相保险熔断。,PT的基本原理及断线处理,8号机PT送保护屏的一个保险熔断，导致#8机快速甩负荷，为此规定：非RB状态下降负荷率大于25MW/S机、炉主控都要切至手动。,对发电机出口电压互感器九个“抽屉车”送入工作位置后必须做如下检查：检查一次保险夹在导电中间位置，无因为推车惯性导致保险移位状态；检查PT动静插头插入深度正常无偏斜现象；检查防止PT正常运行时小车窜出的专用“角铁”已经卡住小车。,PT
24、的基本原理及断线处理,仿真机练习时：PT A相一次断线时：UAB=0UCA=0UBC不变PT B相一次断线时：UAB=0UCA不变UBC=0PT C相一次断线时：UAB不变UCA=0UBC=0,PT的基本原理及断线处理,手动进行切换时，快切装置不动（闭锁）,电压互感器运行中的检查（1）瓷套管应清洁完整，无裂纹，破损及入电现象（2）油位正常，油色无变化（3）外壳清洁，无漏油、无渗油现象（4）本体无异常声响（5）接点及引线无过热、发红、抛股、断股现象（6）二次接线部分应清洁，无放电痕迹（7）一次及二次保险良好（8）阴雨天气，要对互感器运行特殊检查，寒冷天气应投入加热器运行。,PT的基本原理及断线处理,现象：1、光字报6KV工作A段PT断线，6KV工作A段电压异常，6KV工作A段快切闭锁。处理：1、根据现象，立即检查6KV工作A段母线，检查快切闭锁2、安排辅操检查就地站6KV工作A段母线电压.检查母线所带负荷正常。汇报母线PT短线3、立即手动闭锁快切装置，退出母线低电压保护，将PT停电。测量PT绝缘，处理好后。汇报恢复母线PT。检查母线电压显示正常，报警可以复位，投入低电压，投入快切装置。,PT的基本原理及断线处理,祝大家工作顺利，身体健康！,
