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《电工技术》期刊精选——电压互感器故障的判断及电量分析的探讨

 geros 2016-12-01
电压互感器故障的判断及电量分析的探讨
    毕君
    (陕西声威建材集团有限公司陕西泾阳713703)

    摘要:电压互感器故障对生产企业的电能计量有很大的影响,及时发现和正确的分析、处理至关重要。本文通过对电压互感器二次电压的分析,判明互感器故障,确定故障发生的时间,最后给出电能表在非正常运行时的电量分析。

    关键词:电压互感器 故障判断 电量分析

    0引言

    电压互感器(TV)是变电所输电和供电系统不可缺少的一种电器,是供电电压10kV及以上高供高计电能计量装置的重要组成部分,用它扩大量限,测量电压、测量功率和测量电能,所以,电压互感器是我们电能准确计量的重点。当供给电能表的三相电压严重不平衡或电能表的二次电压不在额定范围内运行,此时电能表计量值就不可能正确。笔者对此进行了一点分析。

    1故障分析与判断

    为了保证用电企业的利益,确保电能计量的正确,我们不仅需要采用高质量、高精度的电能表,更需要提倡正确的测量和分析,通过合理的测量、分析和判断,及时纠正计量差错,使电能计量装置在系统运行中准确、可靠地发挥效能。

    如某10kV高压供电,二台配变总容量为1130kVA,有75/5A电流互感器(TA)两台、按两相不完全星形接线,10/0.1kV电磁式电压互感器(TV)两台、V-V0接线,3×100V、1.5(6)A三相三线多功能电能表、负控各一只。企业正常生产的平均功率因数Cos¢=0.90,则Sin¢=0.44。

    我们知道,在系统供电正常和企业三相平衡用电时,电能表各相电压线圈阻抗相等,二次回路阻抗相同,V-V接线的电压互感器二次各线电压是相等且约为100伏。但是,我们用万用表测量电能表电压端钮的三相电压,其电压值为:Uab=53V,Ubc=100V,Uca=87V,据此排除了电压互感器存在的断线(高、低压熔丝熔断)、二次反极性接或导线接触不良的各种可能。具体分析如下:

    1.1假设TV一次断线

    1.1.1A相一次断线

    V-V接线当一次A相断线,我们可以知道一次绕组AB间没有电压,二次侧也没有感应电势,即Uab=0V;一次侧BC间电压正常,故二次侧Ubc=100V。此时,二次ab绕组只起一个导线的作用,即a、b两点等电位,所以,Uca=Ubc=100V。

    1.1.2C相一次断线

    同理,当一次C相断线时,二次电压Uab=100V,Ubc=0V,Uca=100V。

    1.1.3B相一次断线

    这可看成是在A、C相之间加一个单相高压电源,所以,Uca=100V。一般两个单相TV的励磁阻抗相等,则ab、bc两个绕组串联,则二次电压平均分配100V,即Uab=50VUbc=50V。

    上述分析的二次电压值与我们实际测量值不相符,说明TV一次侧并没有断线。

    1.2假设TV二次断线

    电压互感器在带负载(多功能表、负控各一块)的情况下TV接线如下图所示。二次线路断线的三种情况分别如图一图二和图三所示。

 

    1.2.1二次断a相

    二次断a相,从接线图可作出二次接线的等值图一,可知Ubc=100V;而从二次接线的等值电路图分析可知,b-a、a-c间的电压线圈阻抗系串联支路,各电压线圈阻抗相等,故Uab=Ubc=50V

 

    1.2.2二次断b相

    二次断b相,从接线图可作出二次接线的等值图二,ca绕组无影响,从接线图可知Uac=100V;而a-b间b-c间的电压线圈阻抗系串联支路,各电压线圈阻抗相等,故Uab=Ubc=50V

              

    1.2.3二次断c相

    二次断c相,ab绕组无影响,从接线图可知Uab=100V;而a-c间b-c间的电压线圈阻抗系串联支路,各电压线圈阻抗相等,故Uac=Ubc=50V


    综上所述的三种分析,电压值与我们实际测量值都不相符,说明也不是TV二次断线!

    1.3二次回路反极性或导线接触不良

    当一台TV极性反接,其结果都会出现的线电压,显然不能可能是反极性情况。

    二次回路是否存在接触不良情况呢?为此笔者对电压回路进行了检查,从电能表、联合接线盒到计量柜的接线端的每个螺丝都加以固定,然而实际测量值还是没变。我们在犹豫,难道是TV有故障?可是10千伏电压互感器在计量回路中出现故障极为少见,不过可能性也有。最后,我们根据三个测量电压Uab=53V,Ubc=100V,Uca=87V,认定A相电压互感器本身有问题。

    我们在与公司的协调下,当天A相TV调换结束,此时电能表二次电压恢复到100伏的额定值,电能表工作正常。从换下的TV看,其外观没有任何的损坏和放电的痕迹,只是运行时间长达15年之久,系使用年数过长,可能在数次停、送电的过程中因操作过电压使互感器一次线圈发生匝间短路。

    2电能表电量分析

    现在还有一个问题是电能表在这非正常的电压下运行,它所计量的电量还准确吗?不准的话,其误差又有多大?为此,笔者对该表所计的电量进行了分析。

    2.1确定故障运行时间

    从负控系统信息得到失压时间63207分钟,我们据此推算出TV损坏,二次电压不平衡之日,进而根据日报表确定当日的电量值。取今日电量与当日电量之差为:总电量204,尖17,峰120,谷67,无功为44。也就是说表计在这电量该时段的计量是非正常的,是失准的。


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