关于PT辅助开口三角电压的问题

端子短接问题引起的开口三角电压异常故障分析摘要：某电站投运后，经常出现110kV母线开口三角电压越上限告警，而实际测量各相二次电压无异常。

通过分析开口三角电压原理，计算系统零序分量，排除多因素干扰，分析得出问题根源在于端子引线短接错误。

通过更改端子排短接线，该问题得到了彻底解决。

关键词：开口三角电压越上限零序一、开口三角电压概念开口三角形是电压互感器二次绕组的一种接法，指三相二次绕组按三角形接线连接，但在最后有一点不连接上，构成开口三角形。

正常情况下，三相电压幅值相等，相角相差120°，开口三角上没有电压，开口三角电压为0。

当发生系统单相接地时，电压互感器一次绕组就会有一相上电压为0，造成对应的二次绕组上电压也为0，则开口三角上就会出现电压。

通过检测开口三角上的电压，就可以知道高压系统是否有接地现象，这在系统上被称为“接地监察”。

当三相负载不平衡时，对应的二次绕组上电压也会相应降低，三相电压矢量和不为0，开口三角上也会出现电压。

保护装置在检测到开口三角电压达到限值时，认为发生了异常，装置发报警信号或者跳闸。

二、开口三角电压接线原理该电站110kV 系统是直接接地系统，其#4母线电容式电压互感器二次侧其中一组接成开口三角形式，如下图所示：由于中性点直接接地系统，当系统发生单相金属性接地时由于一次电压被强制为0V，二次侧绕组对应有一相为0V，三相矢量求和为100V 。

继电保护装置在检测到开口三角电压超过设定值时，结合其他电流电压关系，做出故障判断，进行动作。

三、实例分析某电站在运行一段时间后，经常出现110kV母线开口三角电压越上限报警并启动录波，故障录波装置所测量的二次电压值：Ua：59.89V, φ90.1°；Ub：59.80V, φ330.0°；Uc：59.88V, φ210.1°；3Uo：10.99V, φ18.8°。

为了验证故障录波装置显示值是否正确，利用两组数据进行验证。

正常时，由于3U取自PT的变比为／／，因此PT开口三角所属三绕组电压Ua ＝Ub＝Uc＝100／3 V，（1）开口三角绕组接反一相(c相)接反时，3＝－2c ，即3U＝66．7V；两相(b、c)接反时，30＝a－b－c＝2a，即3U＝66．7V。

（2）二次中性线断线二次中性线断线时，由于各相二次负载相同，二次三相电压不变，指示为U a ＝Ub＝Uc＝100／＝57．7V；当一次系统发生单相接地时，由于二次三相电压所构成的电压三角形Δabc为等边三角形，相同的各相二次负载所产生的三相对称电压在二次中性线断口形成57．7V的断口电压，因此二次三相电压仍不变，指示为57．7V，但开口三角电压为100V。

（3）一次一相(两相)断线由于PT二次相间和各相均有负载，其负载阻抗所形成电路决定断相电压，以及三相磁路系统的影响，断相电压不为0，但要降低，其它相电压正常。

图1 单电源单回线断线运行一相(C相)断线时，30＝a＋b＝－c，即3U＝33．3V；两相(B、C)断线时，30＝a，即3U＝33．3V。

（4）二次一相(两相)断线由于无磁路系统的影响，断相电压比一次断线时要低，其他相正常。

电压互感器二次侧有基本二次侧和辅助二次侧，变比是不同的，一般应为10/0.1/（0.1/√3）。

开口三角是辅助二次侧，所以应为10/（0.1/√3）。

一般10kV系统电压互感器的变比应该是10/0.1/（0.1/3）.当高压一相熔丝熔断时，开口三角对应相电压为零，故开口三角侧电压为另外两相电压之相量和，大小与相电压相等，所以是100/3V。

当系统出现接地时，由于10kV系统是中性点不接地系统，所以接地相对地电压为零，而另外两相电压对地电压升高√3倍，而它们的相量和是3倍的相电压，所以开口三角侧为100V。

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PT开口三角形接线引发的事故分析韩坚（萍乡供电公司江西萍乡，337000）在电力系统中, 电压互感器( P T) 是一种仪用变压器, 是一、二次系统的联络元件, 因其能正确地反映电气设备的正常运行和故障情况, 故在保护中的应用极其广泛。

当P T接线发生错误时往往会引起保护拒动或者误动, 从而严重危害电力系统的安全运行。

1、PT的基本知识1. 1 P T的作用(1)将一次设备的高电压变换成适用于二次设备的低电压( 二次额定电压一般为100V) , 供测量仪表和继电器使用;( 2)将一次、二次设备安全隔离, 以保证工作人员安全;( 3)取得零序电压分量与从电流互感器取得的零序电流分量配合, 反应接地故障的继电保护使用1. 2 P T的接线方式及向量图电压互感器的一次绕组为星形接线，每相电压维110/3kV。

二次绕组有四组，供计量回路1组，接线为星形接线，每相电压维0.1/3kV。

准确度级维0.2，输出容量为75V A；供测量用1组，接线为星形接线，每相电压为0.1/3kV，准确度级为0.5，输出容量为100V A。

供保护用的有2组，一组为星形接线，每相电压为0.1/3kV，准确度级为0.5，输出容量为100V A。

另一组为开口三角形接线，输出电压为0.1kV，准确度级为3P，输出容量为150V A。

接线图和向量图如下图所示。

a b c N ab c ‘a ‘x星形接线 开口三角形接线UaUb Uc UaUb Uc星形接线的向量图 开口三角形的向量图2、 开口三角形误接线分析2010年12月8日，姚家洲110kV 变电站#2主变工作结束，恢复送电，合上102开关，主变充电正常。

当推上110kV Ⅱ段母线电压互感器1522刀闸，PT 充电正常。

此时，合上110kV Ⅱ段母线电压互感器二次空气开关，#2主变高后备零序过压Ⅰ段保护动作，跳开102开关。

保护装置显示3U0=212.37V，测量测控屏装置高后备端子N600、L620两端电压为212V.如下图两端子间电压为220V经分析判断母线未发生接地, 现场检查母线P T端子箱后发现施工人员误将A相电压互感器的极性接反了，从而造成了三角形开口电达到212V。

1.PT一次侧中性点未接地为什么相电压会不平衡？6KV为不接地系统,该段上所接PT三个单相PT,为星形接法,两个绕组.在一个抽屉柜里面.那么PT的一次侧该怎么接地呢.?需要接地吗?如果接地的话那不就成了接地系统了吗?如果不接地的话又怎么测量出来对地电压呢. 好晕啊!答：三相负载不对称，有负序电压，发生中性点漂移，即中性点对地有电压了2.关于电压互感器（PT），有若干问题，求赐教1：压变PT所谓的中性点接地闸刀是指PT一次侧还是二次侧还是开口三角形那里的？2：为什么拉开中性点接地闸刀后，压变的二次侧就会恢复正常运行？（小电流接地系统中发生单相接地故障）是不是因为单相接地故障线电压不变，而压变的变压是通过线电压变到线电压，中性点不接地后就可以继续运行了？？？这么理解有什么问题吗？3：关于开口三角形的变比，在小电流系统中变比变到100/3V，这个额定电压是只相电压还是线电压啊？4：最后一个问题比较白痴，为什么单相接地时，故障相对地电压变为零了，而三个线电压却不变呢？？？线电压不是相对相的电压嘛？既然一相相电压变了，其他两相又升高到线电压的大小了，怎么线电压还不变呢？？一直没搞懂啊先问这些，先看看大家如何回答，谢谢各位大大了答：关于1：PT中性点接地闸刀是指PT一次侧，因为一次侧是工作接地，而二次侧为保护接地。

关于2：你的理解基本正确，只是这种运行方式只能测量线电压，不能测量相电压。

关于3：100/3V，这个额定电压是指相电压，不过性质是零序电压。

关于4：小电流接地系统中，发生单相金属性接地时，故障相对地电压变为零，未故障两相电压升高为线电压，这两个线电压与未故障两相之间的电压重新组成了对称三相电压（大小为线电压），所以该种系统绝缘必须按线电压设计。

3.不接地系统PT一次接线的时候中性点是否需要接地答：PT如果接地的话,对地阻抗是很大的,不会对不接地系统构成影响.你所说的三个单相线式,组成星接线,PT如果接地不仅可以测相电压,还可作绝缘检测用,如果不接地,则不能用作绝缘检测.因为二次会有与零序电压相似的三次谐波电压.4. PT开口三角电压的问题更正！！小电流接地系统（如10kV中性点不接地系统）：PT开口三角的电压为100/3V；大电流接地系统（如110kV中性点接地系统）：PT开口三角电压为100V答：呵呵！这么发个帖子什么意思啊？线路发生接地时，开口三角的电压吗？不管中性点什么接地系统，系统发生接地时，开口三角都是100V，少数特殊情况下会出现170V甚至300V（中性点直接接地系统失去中性点接地点时，系统发生接地开口三角电压会上升至170V）。

PT开口三角(三相五柱式电压互感器)的工作原理PT开口三角（三相五柱式电压互感器）的工作原理电压互感器是将电力系统的一次电压按一定变比缩小为要求的二次电压，向测量表计和继电器供电，其工作原理与变压器基本相同。

电压互感器通常有单相、三相三柱式、三相五柱式电压互感器等几种，由于使用方法不同，各有优、缺点。

三相五柱式电压互感器，是磁系统具有五个磁柱的三相三绕组电压互感器，广泛采用于大中型企业，具有低电压、过电压保护、低电压启动等各种保护功能;备自投等所有电压继电器电压值均来自电压互感器二次。

信息来自:输配电设备网1 三相五柱式电压互感器的接地方式信息请登陆:输配电设备网电压互感器二次绕组接地方式与保护、测量表计及同步电压回路有关，有b相接地和中性点接地两种方式，其接线方式见图1、2。

信息来源:图1 电压互感器二次通过b相及JB接地原理图信息来源:图2 电压互感器二次不接地原理图信息来源:1.1 电压互感器二次绕组两种接地方式的比较信息:输配电设备网1.1.1 在同步回路中在b相接地系统中，对中性点非直接接地系统，单相接地时，中性点位移，不能用相电压同步，必须用线电压同步。

如同步点两侧均为b相接地，其中一相公用，同步开关档数减少(如采用综保，则接线更为简单)，同步接线简单。

对中性点直接接地系统，可用辅助二次绕组的相电压同步。

信息来自:1.1.2 在保护回路中信息来源:在b相接地系统中，①在零线上串接的隔离开关辅助触点G，如不可靠而断开时，会使10kV 以上电压距离保护断线闭锁装置失去作用，这时若再发生一相或两相断线，将导致保护误动作。

②因为辅助信息请登陆:输配电设备网绕组的一端与b相接地点相连，由于基本二次侧绕组上有负荷电流流过，在电缆芯出上产生电压降，使正常开口三角形有电压3U0，对零序方向元件不利。

若单独从接地点引接零序方向继二次侧固定为100 V)。

二次侧线圈所接入的各种仪表和继电器的绝缘等级低，并且经常与人员接触，如果电压互感器的一、二次线圈之间的绝缘被击穿，一次侧的高压将直接加到二次侧线圈上，极易危及人身和设备安全。

5楼所讲是正确的，按照不对称短路的公式，不接地系统发生单相接地短路时，开口三角电压最高为3Ua(这里所说的Ua为正常时相电压的开口三角二次电压)，即若PT开口三角变比为“110kV/根号3：0.1kV”，则产生高达3×100V的开口电压；若PT开口三角变比为“110kV/根号3：0.1/3kV”时，侧产生高达3×100/3V的开口电压。

有人跟我说：“PT开口三角变比做成这样是为了保证单相短路时开口三角电压最大为100V”。

我认为这在不接地系统中，基本上是正确的（假设不接地系统的零序阻抗为无穷大）。

但是对于直接接地系统或有效接地系统来说，这句话就显得不妥。

经进行不对称短路计算验算后，我无法验证直接接地系统单相短路时最大开口三角电压为Ua。

直接接地系统的若发生单相短路，按照公式推导，当系统“2×零序阻抗>正序＋负序阻抗”时，其开口三角电压3Uo即大于Ua。

这样能延伸到，在直接接地系统中，“2×零序阻”的值是否不可能大于“正序阻抗＋负序阻抗“？若这个条件假设成立，那么“PT开口三角变比做成这样是为了保证单相短路时开口三角电压最大为100V”这句话就算正确的了。

PT开口三角〔三相五柱式电压互感器〕的工作原理电压互感器是将电力系统的一次电压按一定变比缩小为要求的二次电压，向测量表计和继电器供电，其工作原理与变压器根本一样。

电压互感器通常有单相、三相三柱式、三相五柱式电压互感器等几种，由于使用方法不同，各有优、缺点。

三相五柱式电压互感器，是磁系统具有五个磁柱的三相三绕组电压互感器，广泛采用于大中型企业，具有低电压、过电压保护、低电压启动等各种保护功能;备自投等所有电压继电器电压值均来自电压互感器二次。

信息来自:输配电设备网1 三相五柱式电压互感器的接地方式信息请登陆:输配电设备网电压互感器二次绕组接地方式与保护、测量表计及同步电压回路有关，有b相接地和中性点接地两种方式，其接线方式见图1、2。

信息来源:.tede.图1 电压互感器二次通过b相及接地原理图信息来源:.tede.图2 电压互感器二次不接地原理图信息来源:tede.1.1 电压互感器二次绕组两种接地方式的比拟信息:输配电设备网1.1.1 在同步回路中在b相接地系统中，对中性点非直接接地系统，单相接地时，中性点位移，不能用相电压同步，必须用线电压同步。

如同步点两侧均为b相接地，其中一相公用，同步开关档数减少(如采用综保，那么接线更为简单)，同步接线简单。

对中性点直接接地系统，可用辅助二次绕组的相电压同步。

信息来自:.tede.1.1.2 在保护回路中信息来源:.tede.在b相接地系统中，①在零线上串接的隔离开关辅助触点G，如不可靠而断开时，会使10kV以上电压距离保护断线闭锁装置失去作用，这时假设再发生一相或两相断线，将导致保护误动作。

②因为辅助信息请登陆:输配电设备网绕组的一端与b相接地点相连，由于根本二次侧绕组上有负荷电流流过，在电缆芯出上产生电压降，使正常开口三角形有电压3U0，对零序方向元件不利。

假设单独从接地点引接零序方向继电器回路，那么接线信息来自:.tede.较为复杂。

信息来自:.tede.在中性点接地系统中，由于中性点无任何断开触点，可靠性高。

正常时，由于3U取自PT的变比为／／，因此PT开口三角所属三绕组电压Ua ＝Ub＝Uc＝100／3 V，（1）开口三角绕组接反一相(c相)接反时，3＝－2c ，即3U＝66．7V；两相(b、c)接反时，30＝a－b－c＝2a，即3U＝66．7V。

（2）二次中性线断线二次中性线断线时，由于各相二次负载相同，二次三相电压不变，指示为U a ＝Ub＝Uc＝100／＝57．7V；当一次系统发生单相接地时，由于二次三相电压所构成的电压三角形Δabc为等边三角形，相同的各相二次负载所产生的三相对称电压在二次中性线断口形成57．7V的断口电压，因此二次三相电压仍不变，指示为57．7V，但开口三角电压为100V。

（3）一次一相(两相)断线由于PT二次相间和各相均有负载，其负载阻抗所形成电路决定断相电压，以及三相磁路系统的影响，断相电压不为0，但要降低，其它相电压正常。

图1 单电源单回线断线运行一相(C相)断线时，30＝a＋b＝－c，即3U＝33．3V；两相(B、C)断线时，30＝a，即3U＝33．3V。

（4）二次一相(两相)断线由于无磁路系统的影响，断相电压比一次断线时要低，其他相正常。

电压互感器二次侧有基本二次侧和辅助二次侧，变比是不同的，一般应为10/0.1/（0.1/√3）。

开口三角是辅助二次侧，所以应为10/（0.1/√3）。

一般10kV系统电压互感器的变比应该是10/0.1/（0.1/3）.当高压一相熔丝熔断时，开口三角对应相电压为零，故开口三角侧电压为另外两相电压之相量和，大小与相电压相等，所以是100/3V。

当系统出现接地时，由于10kV系统是中性点不接地系统，所以接地相对地电压为零，而另外两相电压对地电压升高√3倍，而它们的相量和是3倍的相电压，所以开口三角侧为100V。

变电站母线PT开口三角绕组二次回路应急处理及改进措施陈雅云关少锋苏祖礼(泉州电业局，福建泉州 362000)摘要：本文通过典型案例分析，阐述变电站母线PT开口三角绕组二次回路设计在事故处理中存在的问题,提出在开口三角绕组二次回路上串接小刀闸的改进措施,将有效提高PT故障或异常的应急处理速度,保障电网安全运行。

关键词电压互感器开口三角绕组改进措施一、引言变电站母线电压互感器（简称PT，下同）故障时，将造成挂接该段母线运行的保护失压或PT断线，闭锁或开放部分按电压影响的保护元件，使整个电网上下级保护设备整定计算失配。

PT异常处理不及时，系统区内、外故障都将可能引发保护不正确动作甚至越级跳闸造成电网事故。

因而PT二次回路出现异常，应该快速确认和隔离，以尽快恢复电网保护设备的正常运行，提高电网安全稳定运行。

目前，母线PT二次回路典型设计中母线PT二次的三个绕组（部分早期投产设备可能仅有两个）：分别为保护测量绕组、计量绕组及开口三角绕组，保护测量绕组、计量绕组二次输出回路设计经过空气开关或熔断路，再由PT刀闸辅助接点或母线电压切换箱至保护室的二次小母线，但开口三角绕组二次回路上设计按照反措要求，直接取消经空气开关或熔断器的设计，经过PT 刀闸辅助接点或母线电压切换箱直接至保护室的二次小母线。

（见图1）二、典型案例分析1、220kV山峰变110kVⅠ段母线PT故障（1）故障现象2009年7月15日，220kV山峰变110kVⅠ段母线电压异常，C相遥测电压为零，挂接在Ⅰ母运行设备上的保护报“PT断线”或“保护异常”信号。

在110kV公用测控屏上，检查110kVⅠ段母线保护、测量、计量用绕组二次电压A、B相电压正常，C相电压为0V。

在110kV Ⅰ段母线PT端子箱进行检查，情况相同。

初步判断电压互感器一次部分出现故障。

（2）事故应急处理为尽快恢复110kVⅠ段母线上所挂接支路保护装置的正常运行,需进行电压二次并列操作。

前言：电压互感器作为开关柜主要设备之一，进行电力计量、测量及继电保护作用。

但是由于电力系统的不稳定性、特别是频繁发生谐振地区，对电压互感器的危害是很大的，大部份都导致电压互感器烧毁。

一、产生铁磁谐振的原因由非线性电感（铁心线圈）和线性电容组成的回路，当外施电压发生变化时，由于电感的变化而产生谐振，这种现象称为铁磁谐振。

1、在中性点不接地系统中，虽然电源侧的中性点不直接接地，但电压互感器的高压侧中性点是接地的，若Ca，Cb，Cc为各回线路(包括电缆出线和架空线路)三相对地的等值电容，而La，Lb，Lc则为母线电压互感器的一次侧三个线圈的对地阻抗(忽略其线圈电阻)，假设系统发生单相接地。

此时，电压互感器的铁心线圈相当于与电容器并联，构成了可能产生谐振的并联电路，由于相对地电压升高√3倍，有可能使得电压互感器的铁心出现饱和或接近饱和，阻抗变小，电路中出现容抗和阻抗相等的情况，从而产生了并联谐振，此时互感器一次侧的电流最大，这样有可能使电压互感器的高压侧熔断件熔断，或者烧坏电压互感器。

此种情况往往在变电所投产初期(线路出线回路少)不是很明显，但随着线路出线回路的增多(各回线路对地的等值电容量增大，容抗增大)出现谐振的情况较多。

2、操作过电压：包括互感器在内的空载母线或送电线路的突然合闸，使得PT的某一相或二相绕组内产生巨大的涌流和磁饱和现象；①由于合闸瞬间的三相触头不同期性，此时最慢接触的一相在触头间相当于串联上一个电容(如A相)。

当电容的容抗等于互感器的感抗时即产生谐振，但该状态下只是使中央信号装置的电铃响了一下，仪表摆动一下，但随着操作的完成该现象随之消失。

②由于合闸过程中产生操作过电压，此时假设断路器在合闸操作过程中A相出现过电压，则有可能使A相电压互感器铁心出现饱和，使A相电压互感器线圈感抗变小，从而三相的总阻抗出现不平衡，使电压互感器的中性点对地电压发生位移现象。

3、雷击过电压：由于雷击或其它原因，线路中发生瞬间弧光接地，使得其它两相电压瞬间升到线电压，而故障相电压在接地消失后又瞬间恢复至相电压，以至造成暂态励磁电流的急剧增大和铁芯的磁饱和；4、磁饱和的产生也可能由于另一绕组瞬间传递过来的过电压或者系统运行方式的突然改变、负荷剧烈波动等所引起的系统电压的强烈扰动。