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摘要：介绍了电压互感器二次开口三角的概念以及作用。对一起非典型500kV线路电容式电压互感器二次开口三角绕组两点接地故障进行了分析并提出了改进及预防措施。
关键词：电容式电压互感器；两点接地；故障
1引言
在电力系统中，电压互感器是一二次元件的联络元件， 能正确反映电气设备的运行情况。其中电压互感器二次开口三角形绕组电压回路在电力系统中正常运行的保护起着非常重要的作用。本文中分析的某故障电压互感器二次开口三角绕组电压回路为故障录波采样使用，N端单点接地。
2电压互感器开口三角概念
指中性点不接地系统中电压互感器三相的三个二次绕组的接法， 三相二次接线按三角形接线依次首尾相接，但是，不形成闭合，如图1（b）所示。这个没有完全闭合的三角形就是开口三角形， 从这开口三角形引出的电压Uax，就是开口三角电压。如图1（a）所示。
3 电压互感器二次开口三角形绕组电压的作用及原理
在三相电压互感器的二次侧接成开口三角形， 用于发生接地故障时做继电保护所用。
正常运行时，电压对称，开口三角上没有电压，如图1(c)所示。
当系统发生单相接地故障时，电压互感器一次绕组相电压故障相为零，另两相升高 倍，此时相应的二次绕组、开口三角电压绕组的相电压也升高 倍。开口三角电压绕组的三相绕组中，一相电压为零，另两相电压为 ×100/3 V，且两相电压夹角为60度，所以PT 二次侧输出为幅值2 U 相的两相矢量和，所以开口三角的输出为100V，如下图2 所示。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，这也称为“接地监察”。
4故障发现及处理经过
甲变电站内的某型号电容式电压互感器存在家族性缺陷，需要对该批次电压互感器进行返厂改造。互感器设备厂家发来乙运行单位拆换下已改造完成的同型号电压互感器进行替代。更换完毕后，当天凌晨对丙线路进行充电操作过程中，发现丙线路电压互感器端子箱冒烟、后台显示丙线路电压互感器C相电压仅有正常值得一半、电压互感器断线。停电检查发现丙线路电压互感器 C相二次端子盒内P1与P2之间的放电管有放电烧毁痕迹，电压互感器端子箱内一根地线烧焦，本体油位观察窗油色未变。随后甲变电站运维人员检查了该电压互感器的二次接线，未发现二次线有错接情况，并更换了烧焦的地线；对该相电压互感器进行了预防性试验，结果正常。同时，互感器设备厂家人员检查发现其P2端子存在虚接，认为虚接导致放电管烧毁进而致使充电不成功，随后重接端子并更换了放电管。更换完放电管后，丙线路开始第二次充电。充电后，丙线路电压互感器 C相再次发生烧毁，后台报电压互感器断线、电压低。现场端子箱地线烧毁，本体油位观察窗油色变黄，二次端子盒内第三绕组da、dn端子外部接线烧毁、上端放电管烧毁。经过全面排查发现，丙线路更换后的电压互感器 B相二次端子盒内第三个绕组（该绕组的接线方式为开口三角形绕组）的N端在端子盒内接地，该接地线已烧毁。经过拆除B相互感器内第三个绕组的N端接地线并更换C相电压互感器后投运成功。
5故障分析
现场外观检查，电压互感器外观完好，油位观察窗中绝缘油变黄，有颗粒碳化物，二次接线盒内P1、P2间放电管击穿。拆解底箱检查（图3），进行了一、二次绕组、串联电抗器、阻尼抗谐振滤波器、中压变高压抽头、分压电容高压尾端、变比分接端子等检查，发现整个底箱内部布满碳化颗粒物、二次绕组da-dn受短路电动力作用明显变形外张。
对中压变压器绕组进行解体：发现一次绕组和屏蔽铜片之间的绝缘层（电缆纸）存在发热烧焦的痕迹，靠近屏蔽铜片的绝缘电缆纸大面积烧毁（图4）。2a 2n；1a 1n绕组漆膜和绝缘电缆纸都完好无损，绕制绕组的绝缘筒未见烧焦和发电痕迹。
图4屏蔽铜片与da dn之间的绝缘烧毁
结合前期现场送电的故障现象分析认为，剩余电压da dn绕组在非常大的短路电流下过热是导致剩余电压绕组（da dn）之间的绝缘电缆纸烧毁、碳化的原因，也是由于该短路电流造成P1-P2之间电压保护器被击穿，且无法恢复，同时由于短路造成该相电压互感器绕组阻抗压降变大，使得二次输出电压降低，另外故障后屏蔽铜片与剩余电压绕组（da dn）之间的绝缘电缆纸已经完全烧毁、碳化，而屏蔽铜片是良好接地状态，因此就造成了da dn对地绝缘电阻为零的现象。
综合分析，得出初步结论。甲变电站内的线路电压互感器第三个绕组接线方式采用的是开口三角形绕组接法供故障录波采样使用。接地方式为在二次汇控箱内N端单点接地。而互感器设备厂家发来的互感器替换产品中有一相是乙运行单位返厂改造的同型号产品。乙运行单位的返厂改造产品第三绕组接地方式为在电压互感器本体二次端子盒内接地。由于甲变电站内运维人员未发现更换的B相第三绕组N端在二次端子盒内直接接地，导致更换后开口三角形绕组两点接地（见图5）。即使未出现中性点偏移的现象，由于两相电压的相量和不为零，所以已经在闭环回路中出现电势和闭环电流，导致二次侧的电流迅速升高造成二次绕组过热， 最终出现C 相电压互感器的二次绕组的过热以及绝缘下降现象，应该注意到的是开口三角的闭合错误很难通过相应的试验或一般性的二次接线的检查被发现（由于电压互感器二次绕组阻抗很小的原因），所以需要在生产和二次接线检查中制定相应的方案来应对和预防。
图5开口三角形绕组两点接地简化图
6经验总结
电力系统安全规程中规定了“带电的电压互感器二次侧严禁短路或接地”，因此针对此次故障，提出了做了以下总结：
(1) 在施工过程中既要避免接线错误又要避免多接线或少接线；
(2) 严格检查所有二次开口三角绕组接线，避免出现多点接地情况；
(3) 针对电压互感器开口三角绕组，不仅要检查C相的N端可靠接地，还应检查另外两相有无其他接地点。
7结语
这起故障虽然并不常见，但是更应该引起我们注意，在检修以及更换电压互感器时对不是显而易见的隐患更应该细心去开展工作，避免出现电压互感器二次开口三角绕组两点接地情况。
提升验收、维护以及试验水平是避免发生电压互感器二次回路故障的重要手段。在对新安装或更换的电压互感器进行验收和检测时，应当使用参照验收规程与设计图纸编制详细的验收表单，从技术方面及时发现电压回路可能存在的问题，是避免类似故障的最有效途径。
参考文献
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论文作者:王和喜
论文发表刊物:《电力设备》2016年第16期
论文发表时间:2016/11/7
标签：绕组论文; 电压互感器论文; 角形论文; 电压论文; 相电压论文; 端子论文; 接线论文; 《电力设备》2016年第16期论文;