电压互感器及二次回路设备选择

名目1、概述2、电压互感器的配置345、电压互感器二次侧自动开关的选择67、有待解决的问题和建议概述电压互感器是一种将系统的一次电压按肯定比例缩小为要求的二次电压，供测量仪表、继电保护和自动装置使用的设备。电压互感器的选择，除尚应按供电负荷要求，确定其接线方式，二次绕组数量、容量及准确等级。1)500kV112

接线，宜在每回出线及每回变压器进线上配置三相电压互感器，在每组母线上配置单相或三相电压互感器。500kV双母线接线，宜在每回出线和每组母线上配置三相电压互感器。220kV及以下双母线或单母线接线，宜在每组母线上配置三相电压互感器，出线侧可依据要求配单相电压互感器。220V双母线接线，亦可在每回出线和每组母线上配置三相电压互感器(按单元配置)。这种配置的主要优点是取消了二次电压回路的切换设备，简化了二次回路，便利运行维护，但每回出线增加两台电压互感器，增加了一次设备费用。电压互感器接线型接线，每相额定电压为Un/3kV。主二次绕组三相组成中性点接地的星型接线，每相额定电压为100/3V，在非有效接地系统中，供接于相间电压的仪表和继电保护使用，在有效接地系统中，供接于相间电压和相电压的仪表和继电保护使用。关心二次绕组承受开口三角型接线，非有效接地系统每相100/3V100V，正常时开口三角线路单相电压互感器，对于有效接地系统接于相地之间，其一次额定电压为Un/3kV，二次额定电压为100/3V和100V，对于非有效接UnkV，二次额定电压为100V。3〕对非有效接地系统，可用两台单相电压互感器接于A-B及B-C相V-V接线，供接于相间电压的仪表和继电器使用，电压互感器额定UnkV，额定二次电压为100V。组的准确级、容量及绕组数量，应满足所供仪表和继电器的要求。测量级和保护级。测量级标准准确级为0.1、0.2、0.5、1.0、3.0级，保护级的标准准确3P和6P级。测量级和保护级的电压误差和相位误差应不超过表4.1.1所列限值4.1.1电压误差和相位差限值误差限值 适用运行条件级

电压误差

相位差

电压 频率范

负荷负荷功±% ±min ±crad

围%

率因数0.10.150.150.20.2100.3测量0.50.5200.680～12099～1011.01.0401.23.03.0未规定未规定25～0.8〔滞保护绕组 6P

后〕3P3.01203.56P6.02407.03P3.01203.56P6.02407.0或〔5～6.0 240 7.0 190〕1：括号内数值适用于中性点非有效接地系统用电压互感器。2：当二次绕组同时用于测量和保护时，应对该绕组标出其测量和保护等级及额定输出。互感器准确级的选择1〕测量用电压互感器的准确级测量用电压互感器的准确等级应与测量仪表的准确等级相匹配，参见表4.2.14.2.1仪表与配套的电压互感器准确等级仪表准确级仪表准确级互感器准确级0.51.01.52.50.50.51.01.00.5级指数字式仪表等级微机监控系统用电压互感器的准确级没有明文规定，建议用0.5级。2〕和计量电能的多少分为五类：Ⅰ类电能计量装置月平均用电量500万kWh及以上或变压器容量为10000kWA及以上的高压计费用户、200MW及以上发电机、发电企业上网电量、电网经营企业之Ⅱ类电能计量装置月平均用电量100万kWh及以上或变压器容量为2023kVA及以上的高压计费用户、100MW及以上发电机、供电企业之间的电量交换点的电能计量Ⅲ类电能计量装置月平均用电量10万kWh及以上或变压器容量为315kVA及以上的计费用户、100MW以下发电机、发电企业厂〔站〕用电量、供电企业内部用于承包考核的计量点、考核有功电量平衡的110kV及以上的送电线路电能计量装置。Ⅳ类电能计量装置315kVA以下的计费用户、发供电企业内部经济技术指标分析、考核用的电能计量装置。V类电能计量装置单相供电的电力用户计费用电能计量装置。4.2.2所示值。别准确度等级有功电能表无功电能表别准确度等级有功电能表无功电能表电压互感器电流互感器ⅠⅡⅢⅣV0.5S或0.5S或1.02.02.00.20.20.50.50.50.52.00.20.2S0.52.00.20.2S2.00.50.5S3.00.50.5S0.5S3〕保护用电压互感器的准确级保护用电压互感器的准确级为3P和6P。4〕电压互感器二次绕组的数量对Ⅰ、Ⅱ类计费用途的电能计量装置，宜按计量点设置专用电压互感110kV及以上电压等级没有单独设置专用电压互感器或专用二次绕组时，Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类电压计量装置的电压回路，应单独由电压互感器端子箱引接，并装设熔断器或自动开关，并应对电压互感器的完整性进行监视。目前220kV及以上电网的系统保护和组件保护皆承受了双重化配置，综合4.3.1〕和4.3.2〕的要求，220kV及以上的母线或线路三相电Y0/Y0/Y0/Y0/0.2级用于计量，0.5/3P级用于第一套0.5/3P对于微机保护，当由保护装置自产零序电压时，可不设剩余绕组。－4－此种电压互感器尚不多见，应与制造厂协商供给。当无法选用三个二次主绕组电压互感器时，应选用两个二次主绕组及一个剩余绕组的电压互感器Y0/Y0/Y0/△接线。第一二次绕组为0.2/3P级，用于计量和第一套保护〔计量由电压互感器端子箱单独引接〕0.5/3P级，用于测量和其次套保护，开口三角供给零序电压。4〕110kV及以下的系统保护及组件保护，皆承受单套配置。母线上的三相电压互感器，宜选用带两个二次主绕组和一个剩余绕组的电压互感器，组Y0/Y0/Y0/△接线。第一二次绕组为0.2级，用于电能计量，其次二次0.5/3P级，用于测量和保护，开口三角供给零序电压。25～100%范围内。由于目前广器各二次绕组的额定容量。常用微机保护测控装置的沟通电流，电压及直流回路的功率消耗见表4.4.1。表4.4.1 常用测控及保护装置沟通电流、电压及直流回路功耗回路〔 回

流称 VA名 1A柜动

/相〔〕 路〔V/5相电

(W正W)常 作器器A 差005

0505

4005 40TSPG〕线接柜 动〔器/ 〔器B 差屏-0021保

0505

4005 40护 机TSPG柜C-0021

05〕线接/2〔护保路线Vk005

TSPG4CRPDS

404040404040053550053550

0505障 0505障 05

05355005355030 30器 10-A1屏护保 CRP

05

05 30 50/路

回 〔称 〔相 W〔VA名 1A

〕 路V/相电

)正 动常 作90护-ECRP护保 机线母Vk BPB-0-5

05 456605 4566护保 -器压变圈三Vk022-

0511105111

30 3005 50 702 2量RCCS装 置

05母0550507070母05505070703030053550〔护保路线 DS02-

05105 11

35 50Vk022

CCRP

05 1 0

35 50机打印电流回路电压回路

直流回名称

〔VA/ 路1A 5A相〕 正 动常 作CZX-12R分相操作箱 30 30〕 RCS-901A线路保护重合闸装置0.5 1双母 FOX-40X光纤接口装置双护〔 打印机护保路 RCS-923A失灵启动装置 0.5 1线

0.5 35 5035 50Vk02Vk2

RCS-902A线路保护重合闸装置0.5 1LFX-912收发信机打印机

0.5

35 5030 55段分三线母双〔护保线母护护保

RCS-915CD母线保护 0.5 1 0.5 45 60MNP-3C母线模拟器打印机路kV0线k011保线母

BP-2BBP-2B母线保护0.510.54560打印机RCS-941A成套线路保护装置0.510.53550RCS-941A成套线路保护装置0.510.53550注每屏两条线路保护RCS-915A母线保护0.510.54560打印机电流回路电流回路名称〔VA/相〕〔VA/直流回路〔W〕1A5A相〕正常动作RCS-9000保护测控装置0.510.51525装安k5V线30～散分1BP-2B母线保护0.510.54560k5V母3LQ-300K＋打印机RCS-9700测控装置0.510.525电子式多功能电能表沟通电压回路功率消耗，经查多种电能表样本，2W5VA，该功率消耗主要是电能表工作电源的消耗。对于三相式电能表工作电源是三相输入，故每相消耗可认为是总功耗的1/32VA。3〕500kV11

接线，线路或变压器出线电压互感器各二次绕组的负荷统计2及额定容量见表4.4.3。次绕组边断路器保护边断路器测控0.50.50.51110.50.50.55～70.2/3P15VA33～46%线路〔变压器〕测控0.510.5二次负载〔VA/相〕接线图次绕组名称容量数量小计合计二次绕二次负载〔VA/相〕接线图次绕组名称容量数量小计合计二次绕定容量二次负之比电力式多功能电能21～22～4第第一套线路〔变压第器〕保护表0.5×211第〔变压器〕中断路器保护0.5×2110.510.5次中断路器测控0.510.530.5/3P10VA30%绕其次套平稳装置组0.510.5故障录波0.510.5剩余略绕组3P10VA4.4.4接线图 次

二次负载〔VA/相〕绕 名称 容量数量小计组第能表第一套线路保护第一套主变保护

二次绕二次负组准确载与额二次绕二次负组准确载与额计之比合

26.6%281628160.5420.5210.510.50.510.50.5420.5210.510.50.510.50.5420.5210.510.50.510.50.510.5绕第一套母线保护组其次套主变保护第一套母线保护第其次套母线保护次线路测控

0.5/3P8.5 30VA

28%绕主变测控 0.组母联测控故障录波剩余略 3P绕 20VA组注：当由一组电压互感器向两组母线的二次设备供电时，二次负载增加一倍，5〕110kV双母线接线，每段母线上出线5回，变压器2回，母线电压互4.4.5接线图

次 二次负载〔VA/相〕二次绕二次负组准确载与额计之比二次绕二次负组准确载与额计之比合第电子式多功能电能表 2 7 14次 14绕组

0.250VA

28%主变保护第母线保护线路测控次主变测控绕组母联测控故障录波

0.5 50.5×2 2

2.52

0.510.510.50.552.50.5210.510.50.510.50.510.510 30VA1.

33%剩余 3P绕 20VA组载增加一倍，但不超过额定容量。6〕35kV单母线分段接线，每段母线上主变进线1回，出线4回，电2组，母线电压互感器各二次绕组的负荷统计及额定容量见表4.4.6。二次绕二次负组准确载与额级及额定容量定容量之比0.552.530VA0.5210.510.50.5×2117.50.5/3P20VA0.510.52.0.510.50.510.50.510.5接线图次绕组二次负载〔VA/相〕名称容量数量小计合计第电子式多功能电能表次绕组线路测控保护2816160.253%接线图次绕组二次负载〔VA/相〕名称容量数量小计合计第电子式多功能电能表次绕组线路测控保护2816160.253%电容器测控保护第所用变测控保护次主变保护绕主变测控组母线保护37.5%分段测控母线测控剩余绕组3P为30VA。2.当一组母线电压互感器对两组母线的二次设备供电时，电压互感器二次负荷增加一倍，0.2级绕组负载略大于额定容量。7〕10kV单母线分段接线，每段母线上主变进线1回，出线8回，电2组，所用变一台，母线电压互感器各二次绕组的负荷统计及额定容量4.4.7。二次负载〔VA/相〕接线图次绕组第二次绕组准确名称容量数量小计合计级及额定容量二次负之比电子式多功能电能表21122二次负载〔VA/相〕接线图次绕组第二次绕组准确名称容量数量小计合计级及额定容量二次负之比电子式多功能电能表21122次绕组220.240VA55%线路测控保护0.584电容器测控保护0.521第所用变测控保护0.510.5次主变保护0.5×211绕主变测控组母线保护8.00.5/3P20VA3.40%0.510.5分段测控0.510.5母线测控0.510.5剩余绕组2.当一组母级电压互感器向两组母线的二次设备供电时，电压互感器二次负荷增加一倍，0.2级绕组负载略大于额定容量。电压互感器二次侧自动开关的选择电压互感器二次侧自动开关的选择应满足如下要求：1〕自动开关额定电流应按回路最大负载电流选择。2〕90%额定电压时，二次回路末端经过渡电阻70%额定电压时，自动开关应瞬时动作。自动开关瞬时脱扣器断开短路电流的时间不应大于20ms。自动开关应附有用于闭锁有关保护误动的常开关心接点和自动开关跳闸时发报警信号的常闭关心接点。5.1.2〕、5.1.3〕5.1.4〕条是为了防止二次电压回路短路〔如距离保护〕误动而要求的，此时假设自动开关能快速动作，可按这些要求选择自动开关的瞬时动作电流。自动开关的选择：额定电流选择：额定电流应大于最大二次负载电流I=KIn k1 f.maxI：自动开关的额定电流nK：牢靠系数，取1.5k1I ：最大二次负载电流f.max4.4.3～4.4.7可知，各级电压互感器二次负荷正常不超过40VA/80VA/相，按80VA/I=1.38AI2A。f.max n90%额定电压下运行，二次回路末端经过渡电阻两相短路，加在继电器上的电压为70%额定电压时自动开关应瞬时动作。0.9Un-0.7nKk2R2dzIdz：自动开关瞬时动作电流〔取13A〕Un：二次额定电压〔100V〕Kk2：牢靠系数取1.3R2=R2：两相短路时的环路电阻〔Ω12LR2=57S代入上述数值：L＝33.76S计算得：当二次电缆截面为2×6mm2时，长度不应大于405m当二次电缆截面为2×4mm时，长度不应大于270m当二次电缆截面为6mm2202m4mm23〕推举设备

135m通过上述计算，电压互感器二次侧自动开关推举承受C65N或S261-C小2极数：单级2A脱扣器类型：C型脱扣电流：13A〔6.5In〕关心接点：11常闭电压互感器二次电缆截面的选择电缆截面选择应符合的要求：1〕电压互感器二次电缆截面不应小于2.5mm2。2〕电磁式自动电压校正器的连接电缆，截面不应小于4mm2。3〕保护及自动装置回路二次电缆截面应使短路电流满足自动开关脱扣的要求〔5.2.2〕节〕。4〕满足回路电压降的要求：继电保护及自动装置回路，电缆的电压降，3%；测量回路的电压降应不大于额定二次电压的1～3%；Ⅰ、Ⅱ类电能计量装置电压回路的电压降，应不大于额定二次电压的0.25%；Ⅲ、Ⅳ类电能计量装置电压回路的电压降应不大于额定二次电压的0