原创《JSJW型电压互感器剩余绕组接地假象》：本文关于电压互感器论文范文,可以做为相关论文参考文献,与写作提纲思路参考。
摘 要：结合多年互感器技术及售后服务工作经验,探讨在验收产品JSJW-10型电压互感器产品过程中,交接现场系统送电后有时出现的接地报警现象.
关键词：电压互感器；接地故障；JSJW-10型
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.146
1 案例分析
（1）某新建电厂送电后,其系统的继电保护动作,发出接地信号,值班人员立即测量发现剩余绕组（da dn）有30V左右的电压.当向某一负荷线路送电后,接地信号立刻消失,原因无法查清.
（2）某新建煤矿35kV变电所,当变压器与6kV母线送电后,发出接地信号,值班人员立即检查线路及变压器,均没有发现接地现象,对电压互感器进行检测发现,二次电压三相平衡,剩余绕组（da dn）有30V左右的电压,将负荷投入运行后,接地信号立即消失.
（3）某新建机械厂35kV降压变电站建成送电时,继电器动作,发出接地信号.经检测,6kV母线及线路却末出现接地故障,二次电压三相平衡；开口三角绕组（da dn）上有原因不明的30左右的电压.相同条件下,对某一负荷线路送电,接地信号消失.
以上案例现象极为相似,都是在6kV或10kV系统无接地故障的情况下发生接地报警现象,剩余绕组（da dn）均有30V左右的电压.我们公司均对产品做现场试验,与出厂试验数据比对,试验结论均为合格产品.并不存在产品质量问题.值班人员将线路投入负荷后,系统运行正常,认为系统存在虚假接地的现象.
2 JSJW型电压互感器工作原理
JSJW-10型电压互感器是采用三芯五柱式铁芯结构,油浸式产品,经常安装在高压35kV、中压10kV或6kV的降压变电站里.该型互感器器身有一组用来计量或电压指示的三相星接绕组,提供100V的二次电压.还有一组电压为100V结成开口三角的剩余电压绕组,系统正常运行时,三相磁通对称,三相剩余电压绕组电动势向量之和等于零,开口角（da dn）出线端字没有电压,用来进行监察线路供电系统对地的绝缘情况.且在这个绕组（da dn）的输出上装有一只DJ-131/60CN电压继电器.通过DS-131/□时间继电器延时发出信号.当系统出现接地故障时,剩余电压绕组三相电压不平衡,开口三角感应出100V的电压,驱动系统报警接地信号.
JSJW-10型电压互感器除具有一般互感器的特性外,其结构特点同时也构成了它对零序谐波的灵敏特性.
（1）高压绕组通过YO接线方式,中性点接地,可以接受零序电压及形成零序电流.
（2）由于铁芯是三芯五柱式,两个边柱可以对各相零序谐波磁通构成回路.
（3）互感器相对于变压器而言,它的铁芯小,在建立磁通时所需的激磁电流也很小,即使电力变压器的二次绕组的电容放电很小,也足以使JSJW型电压互感器建立起一定程度的零序谐波磁通.
（4）当芯柱中有三次谐波磁通时,在其各项绕组中都会感应出三相谐波電势.在开口三角绕组中,当系统三相平衡时,其基波电势的三相之和因互相抵消为零,而三次谐波电势却因为同相串联而相加,其开口电压电势则为三相之和.
（5）当系统电压较高时,铁芯中磁通因饱和变形,出现三次谐波分量,虽然其量很小,却因其频率较高（是基波的3倍）,使其感应谐波电压分量也为3倍.开口绕组三相串联之和为9倍,因此其对零序谐波较为灵敏.
3 角形接线方式与三次谐波
电力电网上的电压并不是恒定的,由于线路阻抗的存在以及负荷的不断变化,随时都会影响系统的电网电压.虽然国标中规定电网电压不能超过±5%的要求,但是实际运行情况还要大,当系统电压升高后,铁芯内的磁通波就会因饱和而变形,感应电势就会产生谐波分量.
（1）由于变压器的短路阻抗国家有标准,不会很大.那是指基波（50Hz）而言.而对于三次谐波,其阻抗应是：X1等于2πf1L X3等于2πf3L.式中f3等于3 f1 也就是说,三次谐波的电抗比基波电抗大三倍,由于电阻与电抗相比较小很多,而阻抗由主要有电抗组成,因此,它的内压降也要大3倍.所以消除三次谐波电势并不容易.
（2）系统压器的二次绕组并非孤立存在,除了具有自身的匝间电容外,它与接地的铁芯、外壳、变压器绝缘油等都能构成电容.电容量的大小与变压器的结构有关,越是容量大的变压器,电容量就越大.
（3）当谐波电势存在较大时,必然对上述电容充电.一旦构成放电回路时,它们就会按谐波频率充放电.由于JSJW型电压互感器的接入,因其高压绕组的中性点接地,就构成了充放电的条件.
由于制造互感器与变压器的导磁材料,其导磁能力都是有限的,其磁化曲线都有产生饱和现象的特性.设计者与制造商为了达到合理节约的目的,总想充分利用导磁材料的性能,选用了较高的磁通密度,这就使得其铁芯在额定电压或稍高一点的电压下,其磁通波本应是正旋波的却变为平顶波.波形畸变的程度,取决于过电压的程度.
对于非正选的平顶波,如果能选一个适当量的正旋波来代替它,则会产生误差.把此误差数值移到水平轴上,就形成一个新波.依据叠加原理,将两个正旋波形来代替平顶波形,则其误差会减小.由于函数φ是连续的,所以可以将周期函数分解成傅里叶级数.
假设铁芯中的磁通平顶波为φ：
φ等于φ0+φkmsin（kωt+ψk）+ φkmcos（kωt+ψk）k等于1～∝ （1）
由于该函数的性质——无直流分量,无余弦函数,无偶次谐波,将（1）式展开后,可简化为：
φ等于φ1msin（ωt+ψ1）+ φ3msin（3ωt+ψ3）+ φ5msin（5ωt+ψ5）+ φkmsin（kωt+ψk）+等. （2）
公式（2）表明,非正旋波的磁通波,可以转化为用正弦函数组成的一组级数来表示.根据傅里叶级数的性质,函数具有收敛性,频次越高,波幅越小.所以其高次谐波可以忽略不计.除基波外,三次谐幅最大.
电压互感器论文参考资料：
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