在110kV及以上電壓等級的中性點直接接地系統中,通常采用的電壓互感器有兩個二次繞組:主二次繞組和輔助(開口三角)二次繞組,如圖1所示。其中主二次繞組額定相電壓為100/31/2V,輔助(開口三角)二次繞組額定相電壓為100V。電壓互感器變比Ku(Un/31/2)/(100/31/2)(Un為一次系統的額定電壓)。 在35kV及以下電壓等級的中性點非直接接地系統中,通常采用的電壓互感器也有兩個二次繞組,其中主二次繞組額定相電壓為100/31/2V,輔助(開口三角)二次繞組額定相電壓為100/3V。電壓互感器變比Ku為(Un/31/2)/(100/31/2)/(100/3)。 用Ka1,x1表示電壓互感器的一次繞組與開口三角二次繞組的變比。不難看出,在以上兩種系統中,電壓互感器變比Ku和Ka1,x1因輔助(開口三角)二次繞組額定相電壓不同而不同,下面用兩種方法分析其原因。 1 用常規分析的方法 電網正常運行時,三相電壓對稱,開口三角繞組引出端子上的電壓額定相電壓Ua1為三相二次電壓的相量和,其值為零,但實際因漏磁的影響等,Ua1,x1的大小不為零,而有幾伏的不平衡電壓。 可以運用常規的分析方法,分別求出在上述兩種系統中,發生單相接地時的一次側零序電壓U0=Un/31/2。即可求出電壓互感器的一次繞組與開口三角二次繞組的變比Ka1,x1。但這種方法不夠直觀。 2 用相量分析的方法 用Ua,Ub和Uc表示正常運行時電壓互感器一次繞組的相電壓,Ua′, Ub′和Uc′表示電網發生單相接地時,電壓互感器一次繞組的相電壓,如圖2和如圖3所示。 2.1 中性點直接接地系統中 正常情況下,因為Ua+Ub+Uc=0, 所以,Ua1,x1=(Ua+Ub+Uc)/Ka1,x1=0 發生單相接地(例如A相)時有, Ua′=0,Ub′=Ub,Uc′=Uc,Ua,x1=100V,各相電壓相量見圖3。 則Ua1,x1=Ua/Ka1x1+Ub/Ka1x1+Uc/Ka1x1=(Ua+Ub+Uc)/ Ka1x1=(-Ua)/Ka1x1 故有Ua/Ka1x1=100V,所以開口三角二次繞組額定相電壓為100V。 2.2 中性點非直接接地系統中 正常情況下,因為Ua+Ub+Uc=0, 所以,Ua1x1=Ua/Ka1x1+Ub/Ka1x1+Uc/Ka1x1=0 發生單相接地(例如A相),有Ua′=0, Ub′=31/2Ub,Ua1x1=100V 各相電壓相量見圖2。 則Ua1x1=(Ua+Ub+Uc)/Ka1x1=(-3Ua)/Ka1x1 Ua/Ka1x1=100/3V,所以開口三角二次繞組額定相電壓為100/3V。 因此,在110kV及以上電壓等級中性點直接接地系統中,電壓互感器變比Ku為(Ub/31/2)/(100/31/2)/100,在35kV及以下電壓等級的中性點非直接接地系統中,電壓互感器變比Ku為(Un/31/2//(100/31/2)/(100/3)。
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