任務5-1.2 電壓互感器柜（PT柜）絕緣檢測電路的接線與調(diào)試

任務5-1電壓互感器柜（PT柜）絕緣檢測電路的接線與調(diào)試

課程前導PT柜中有哪些高壓器件？PT柜的作用是什么？電壓互感器是何種方式接線？電力系統(tǒng)中性點的運行方式任務5-1電壓互感器柜（PT柜）絕緣檢測電路的接線與調(diào)試1.知識目標（1)掌握電力系統(tǒng)中性點的運行方式與特點。（2)會對PT柜絕緣監(jiān)測電路、單相接地保護電路進行原理分析。（3)會對電能測量電路進行原理分析。任務5-1電壓互感器（PT柜）絕緣監(jiān)測電路的接線與調(diào)試數(shù)學目標：2.能力目標（1)能夠現(xiàn)場認識PT柜中裝設(shè)的高壓器件。（2)具有識讀PT柜絕緣監(jiān)測電路圖能力。

（3)能夠看圖正確接線、調(diào)試，并具備排查故障的能力。（4)具備團隊協(xié)作精神、項目組織實施與語言表達能力。在TN系統(tǒng)中，當用電設(shè)備發(fā)生(相與金屬外殼接地)單相接地故障時，會形成單相短路回路，使得低壓保護裝置動作，切除故障，防止人身觸電事故發(fā)生。TN系統(tǒng)又分為TN-C、TN-S、TN-C-S系統(tǒng)。低壓配電TN系統(tǒng)如圖6-2-7所示。保護線(PE線):也就是我們所說的地線，用于將電氣裝置外露導電部分接地的導體。我國規(guī)定PE線為綠一黃相間雙色線。中性線(N線):發(fā)電機、變壓器等電源的繞組作星形連接，并從繞組的中性點引出的線。中性線的作用是連接額定電壓為22V(相電壓)的用電設(shè)備，傳導不平衛(wèi)的三相由誼減少負載中性點電壓偏移。保護中性線（PEN線）：它兼有保護線（PE線）和中性線（N線）的作用。PEN線，在我國通稱為“零線”，俗稱“地線”。3)220V/380V低壓配電系統(tǒng)中性點接地形式

①TN-C系統(tǒng)。TN-C系統(tǒng)如圖(a)所示。這個系統(tǒng)的N線與PE線全部合用一根導線——保護中性線（PEN線）。所有設(shè)備外露可導電部分（如金屬外殼）均與PEN線連接，

當三相負荷不平衡或只有單相用電設(shè)備時，PEN

線有不平衡電流通過。TN-C系統(tǒng)特點如下：當設(shè)備外殼帶電時。接零保護系統(tǒng)能將漏電電流上升為短路電流，即產(chǎn)生單相對地短路故障，此時熔絲會熔斷或自動開關(guān)跳閘。從而使故障設(shè)備斷電，保證系統(tǒng)的安全。

若三相負載不平衡，工作零線上有不平衡電流，則與保護線所連接的電器設(shè)備金屬外殼有一定的電壓。TN-C系統(tǒng)只適用于三相負載基本平衡的情況。3)220V/380V低壓配電系統(tǒng)中性點接地形式（a)TN-C系統(tǒng)：這種配電形式，是我國以前普遍采用的一種配電形式。由于在技術(shù)上的種種弊端，現(xiàn)在已很少采用，特別是在民用照明配電線路中，已基本上不允許采用TN-C系統(tǒng)，因為照明負載為不平衡負荷。3)220V/380V低壓配電系統(tǒng)中性點接地形式②TN-S系統(tǒng)。TN-S系統(tǒng)如圖(b)所示，這個系統(tǒng)所有用電設(shè)備外露可導電部分可通過公共的PE線連接到電源中性點，與系統(tǒng)中性點共用接地體，而不是連接到自己專用的接地體。TN-S系統(tǒng)的最大特征是N線與PE線在系統(tǒng)中性點分開后，不能再有任何電氣連接。（b)TN-S系統(tǒng)：TN-S系統(tǒng)待點如下：系統(tǒng)正常運行時。專用保護線（PE線）上沒有電流,對接在PE線上的其他用電設(shè)備不會產(chǎn)生電磁干擾。由于PE線對地沒有電壓，電氣設(shè)備金屬外殼的接零保護是接在專用的保護線（PE線）上，因此安全可靠。工作零線（中性點接地，稱為工作零線）上有不平衡電流，N線斷線也不會影響PE線的作用。工作零線只用作單相照明負載回路。TN-S系統(tǒng)供電干線上可以安裝漏電保護器。若設(shè)備發(fā)生一相外殼故障（單相接地），則PE線的其他設(shè)備外露可導部分帶電，裝設(shè)的漏電保護器動作，從而切除故障。③TN-C-S系統(tǒng)。TN-C-S系統(tǒng)如圖(c)所示。這種系統(tǒng)前面為TN-C系統(tǒng)，后面為TN-S系統(tǒng)。它兼有TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)的優(yōu)點。在建筑施工臨時供電中，如果前部分是TN-C方式供電，而施工規(guī)范規(guī)定，施工現(xiàn)場必須采用TN-S方式供電系統(tǒng)。則可以在虛線后段采用施工用電配電箱分出

PE線。TN-C-S系統(tǒng)特點如下：兼有TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)的優(yōu)點。適用于配電系統(tǒng)末端環(huán)境條件較差，無電磁干擾的數(shù)據(jù)處理或精密檢測設(shè)備的場所。（c)TN-C-S系統(tǒng)：（2)TT系統(tǒng)。低壓配電TT系統(tǒng)如圖所示。TT系統(tǒng)也屬于中性點直接接地系統(tǒng)，即電源中性點直接接地、用電設(shè)備外露可導電部分都有各自獨立的接地裝置，也可以若干設(shè)備共用一個接地裝置。TT系統(tǒng)特點如下：共用接地線與工作零線沒有電的聯(lián)系。正常運行時，工作零線可以有電流，而專用保護線（PE線）沒有電流。接地裝置耗用鋼材多、費料，投資大，因此TT系統(tǒng)難以推廣。圖TT系統(tǒng)（3)IT系統(tǒng)。IT系統(tǒng)如圖所示。IT系統(tǒng)屬于中性點不接地系統(tǒng)或經(jīng)過阻抗接地，設(shè)備有各自獨立的保護接地裝置。該系統(tǒng)沒有中性線，不能接入相電壓為220V的單相用電設(shè)備。IT系統(tǒng)特點如下：

設(shè)備漏電，使設(shè)備外殼帶電，即發(fā)生單相接地故障時，漏電電流經(jīng)大地形成架路，線路的保護裝置不跳閘，但要發(fā)出報警信號。圖IT系統(tǒng)

由于單相對地故障時的漏電電流小。不會破壞電源電壓的平衡。故三相線電壓沒有受影響，380V線電壓設(shè)備可正常使用。因此，在供電距離不是很長時，IT系統(tǒng)比電源中性點接地系統(tǒng)的供電可靠性高、安全性好。適用于對供電可靠性要求較高、易燃易爆危險的場所，如礦山、井下場所的供電。當10kV小電流接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，接地相對地電壓降為0,非接地相對地電壓升為線電壓。這樣在線路絕緣薄弱地方將引起擊穿，進而造成相間短路，不利于安全運行，因此裝設(shè)絕緣監(jiān)測電路，做到故障提前預警與及時處理。

1.故障案例單相接地絕緣監(jiān)測電路的作用，就是監(jiān)測系統(tǒng)相對地的絕緣狀況。當發(fā)生單相接地故障，或電氣設(shè)備對地絕緣能力降低到一定值時，絕緣監(jiān)測電路發(fā)出預告信號，通知運行值班人員采取措施，以保證安全運行。三、PT柜絕緣監(jiān)視電路原理分析

2.單相接地絕緣監(jiān)測電路的作用

圖(a)和圖(b)所示分別為目前我國使用的固定式和手車式電壓互感器柜的兩種主接線圖，現(xiàn)以固定式PT柜中的電壓互感器二次接線為分析電路，圖1所示為單相接地絕緣監(jiān)測電路圖，TV為電壓互感器，其采用Y0/Y0/開口三角形接線方式。（a)固定式電壓互感器柜（b)手車式電壓互感器柜（a)QS—高壓隔離開關(guān)；CG—帶電顯示器；FV—避雷器（過電壓保護）TV—電壓互感器（Y0/Y0/開口三角形）（b)圖示母線的電壓測量和絕緣監(jiān)視電路

TV-電壓互感器QS-高壓隔離開關(guān)及其輔助觸點SA-電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)PV-電壓表KV-電壓繼電器KS-信號繼電器WC-控制小母線

WS-信號小母線WFS-預告信號小母線

如圖所示，在變電所的母線上接了三個單相三繞組的電壓互感器，其中一個二次側(cè)的星形連接繞組，接有三只電壓表，以測量各相對地電壓；另一個二次繞組接成開口三角形，按入過電壓繼電器。用來反映線路單相接地故障時出現(xiàn)的零序電壓。

單相接地絕緣監(jiān)測電路是利用系統(tǒng)單相接地故障出現(xiàn)的零序電壓給出信號，實現(xiàn)報警功能的。此絕緣監(jiān)測電路的特點是只報警，不跳閘。

如圖所示，單相接地絕緣監(jiān)測電路是由三個單相三繞組的電壓互感器或三相五芯柱三繞組電壓互感器TV、三個相對地電壓表PV、一個線電壓表PV1、一個線電壓轉(zhuǎn)換開關(guān)SA.一個過電壓繼電器KV、一個信號繼電器KS等主要元件組成。假設(shè)電源為中性點不接地系統(tǒng)，若系統(tǒng)正常運行，即無單相接地故障，從前面所學的中性點不接地系統(tǒng)可以得出：因為發(fā)電廠發(fā)出的電能是對稱的三相交流電，所以高壓線路一次相電壓對稱，即ùA+ùB+ùC=0則電壓互感器二次側(cè)相電壓也對稱。即相電壓大小相等，其相量和為零。且相量互差120°。所以，ùA+ùB+ùC=0由此得出：

（1)相對地三個電壓表測量的電壓均相等：（2)電壓互盛器TV開口三角形連接的二次繞組線圈感應出的相電壓的相和為0，即ùA+ùB+ùC=0，過電壓繼電器線圈沒有電壓輸出（實際上存在不平衡電壓。只是電壓較小），也就是開口三角形兩端電壓接近于零，所以過電壓繼電器不動作。三個電壓表PV指示為線路的相電壓。3.系統(tǒng)正常運行

當高壓線路發(fā)生單相接地故障時，故障相對地電壓為零，其相對地電壓表指示為0;具它正常兩相對地電壓升高為線電壓，即升高為相電壓的

倍，正常相對地電壓表顯示線電壓值。通過電壓表顯示值，就可以判斷出哪一相發(fā)生了單相接地故障，即若相電壓表指示為0相，則發(fā)生了單相接地故障。同時，由于發(fā)生了單相接地故障，高壓一歡側(cè)相電壓不對稱，電壓互感器的二次側(cè)感應出的相電壓也不對稱，也產(chǎn)生一個不平衡電壓，故在開口三角形處會現(xiàn)出大約100V的零序電壓，使得過電壓繼電器KV動作，KV的常開觸點閉合，接通信號繼電器KS線圈，KS常開觸點團合，接通報警的燈光和音響信號。

這種保護裝置雖然簡單，且能給出