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摘要：本文介绍了一种VV型接法电压互感器二次侧测压方式，通过该装置能实现线电压、相电压和开口三角电压的全显示，改变了VV型接法电压互感器只能测量线电压的现状。
关键词：电压互感器；VV接线；零序电压
1概述
目前35KV变电所中，大部分是用三个单相电压互感器进行测量。电压互感器绕组分为两组：第一组绕组采用星形接法，转换出相电压57.7V；第二组绕组采用开口三角形接法，标称100V，当线路运行正常时开口电压为0V，当发生单相或两相短路时或铁芯谐振时，开口电压变成33.3V（100/3）（单相熔断），或100V（单相接地）。
另外部分变电所采用VV形接法，VV型接线是用两台单相电压互感器测量三相电压。将第一台互感器TV1的高压A端接电压A相，TV1的X端与第二台互感器TV2的高压绕组A端相连后接电源B相，YV2高压绕组的X端接电源C相。两台互感器的副绕组TV1的x端接TV2的a端，由TV1的a引出a相电压，x端引出b相电压，TV2的x端引出c相电压。
实际运行显示，采用VV型接法的电压互感器，其熔丝很少熔断，能有效抵御过电压，过电流的冲击。但VV形接法只能测线电压，不能测单相相电压和零序电压，某些情况下并不能满足继电保护的要求，所以如何利用现有技术改进二次侧测压方式，通过转换装置能实现线电压、相电压和开口三角电压的全显示，就能做到即能保证电压互感器的稳定运行，又能满足保护装置的要求，为实现系统安全、稳定运行提供有效的技术保障。
2设计原理及实现方案
为此我们希望研究创新一种装置，输入信号取35KV电压互感器的线电压信号，通过装置的信号采集与处理，为保护装置提供所需的线电压、相电压和开口三角电压，以达到传统单相星型接法的同样效果。
2.1 传统星型接法工作原理
用三台单相三绕组电压互感器构成YN，yn，d0或YN，y，d0的接线形式，广泛应用于3~220KV系统中，其二次绕组用于测量相间电压和相对地电压，辅助二次绕组接成开口三角形，供接入交流电网绝缘监视仪表和继电器用。其接线原理图如下：
三角开口电压是指副边绕组类似三角形接法，但是这个三角形是开口的，即：A尾端与B首端相连，B尾端与C首端相连。开口电压指A首段与C尾端之间的电压。
开口三角用于检测零序电压，可用于缺相及单相接地检测。
开口三角绕组的匝数一般是计量或测量用相绕组的1/ ；
开口三角形端电压等于三相对地电压的向量和的1/ ；
当三相对地电压平衡时，向量和等于零，开口电压为零；
当发生一相接地时，向量和等于 倍线电压，开口电压等于线电压，越限报警；
当一相高压熔丝熔断时，向量和等于线电压，开口电压等于相电压，越限报警。
在实际运行中，正常开口三角电压在1.2V-5V之间。
2.2 V-V型接法工作原理
V-V型接法的接线图如下：
两个电压互感器高压侧首尾相连，相连处接B相，A端接A相，X端接C相，二次侧相对应的引出二次电压，并在B相接地。此接线方式可以节省一台电压互感器，可满足三相有功、无功电能计量的要求，但不能用于测量相电压，不能接入监视系统绝缘状况的电压表。
2.3 电压转换实现原理
那么如何使V-V型电压互感器通过改造，既能在技术参数上能达到三台单相电压互感器星型接法的要求，又能保证其有效抵御过电压，过电流的冲击的特性呢？通过技术分析，我们认为是可行的。
我们知道相电压、线电压和开口三角电压存在一定的关系，一般线电压为相电压的 倍，开口三角电压为三相线电压的矢量和。通过设计一种装置，能采集到线电压的电压值，相位角，那么通过数字处理技术，就可以计算并模拟出出该线电压对应的相电压以及开口三角电压。
2.4设计方案
2.4.1硬件设计
根据上面的设计要求，在硬件实现上需要具备以下几个功能：
●三路交流电压、相位采样电路及对应的采集芯片；
●具有数据处理功能的高级单片机处理器；
●能对所需要参数进行显示的显示屏；
●各部分工作单元所需要的电源系统。
在三相交流电压信号采集上，我们采用了AD7656 16位同步采样双极ADC转换器，它具有6路独立的16位AD模拟输入接口，采样速率250KSPS，可以完全满足设计要求。
主处理器采用STM32F101C6 ARM 32位处理器，具有处理速度快，低功耗，性能稳定等优点。
显示部分采用集成工控触摸屏TK6070IP，它集显示与人机交互一体，800*480分辩率，64K真彩色，四线电阻触控，内置128M Flash和64M DRAM 存储器，并具有IP65面板防护等级。
考虑到现场供电要求，输入电源采用AC 220V交流电源，内部通过AC-DC电源模块分别对各个模块进行供电。
2.4.2软件设计
软件设计分为两块，STM32F101C6 ARM处理器负责采集三相交流电压信号的电压值和相位值，并把采样数据通过串口发送到工控触摸屏TK6070IP，另一部分通过EasyBuilder8000 开发环境对TK6070IP触摸屏进行编程，包括界面设计和数据处理。
编程好的界面图片如下：
2.4.3外观结构设计
该装置成品采用铝合金外壳加ABS材料构成，机构牢固，不易腐蚀，箱体防护等级不低于IP34，阻燃达到V0级，箱体内的电气保护主要考虑箱体内部保护以及减少故障发生时对运行设备的影响，也考虑了故障处理、更换零件等日常维护工作检修人员的方便性和安全性。
2.5 实物图
4 小结
实际使用证明，该装置可实现对V-V型电压互感器的全数据监控，即保留了V-V型电压互感器抗过电压、过电流能力强的优点，也克服了它原本只能显示线电压，不能显示相电压和开口三角电压的缺点，是一种集单相星型接法与V-V型接法优点于一身的监测装置。
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论文作者:袁朝晖,应晓伟,徐光洁
论文发表刊物:《电力设备》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/8
标签：电压论文; 电压互感器论文; 相电压论文; 绕组论文; 单相论文; 接线论文; 角形论文; 《电力设备》2017年第11期论文;