任务5-1.2 电压互感器柜（PT柜）绝缘检测电路的接线与调试

任务5-1电压互感器柜（PT柜）绝缘检测电路的接线与调试

课程前导PT柜中有哪些高压器件？PT柜的作用是什么？电压互感器是何种方式接线？电力系统中性点的运行方式任务5-1电压互感器柜（PT柜）绝缘检测电路的接线与调试1.知识目标（1)掌握电力系统中性点的运行方式与特点。（2)会对PT柜绝缘监测电路、单相接地保护电路进行原理分析。（3)会对电能测量电路进行原理分析。任务5-1电压互感器（PT柜）绝缘监测电路的接线与调试数学目标：2.能力目标（1)能够现场认识PT柜中装设的高压器件。（2)具有识读PT柜绝缘监测电路图能力。

（3)能够看图正确接线、调试，并具备排查故障的能力。（4)具备团队协作精神、项目组织实施与语言表达能力。在TN系统中，当用电设备发生(相与金属外壳接地)单相接地故障时，会形成单相短路回路，使得低压保护装置动作，切除故障，防止人身触电事故发生。TN系统又分为TN-C、TN-S、TN-C-S系统。低压配电TN系统如图6-2-7所示。保护线(PE线):也就是我们所说的地线，用于将电气装置外露导电部分接地的导体。我国规定PE线为绿一黄相间双色线。中性线(N线):发电机、变压器等电源的绕组作星形连接，并从绕组的中性点引出的线。中性线的作用是连接额定电压为22V(相电压)的用电设备，传导不平衛的三相由谊减少负载中性点电压偏移。保护中性线（PEN线）：它兼有保护线（PE线）和中性线（N线）的作用。PEN线，在我国通称为“零线”，俗称“地线”。3)220V/380V低压配电系统中性点接地形式

①TN-C系统。TN-C系统如图(a)所示。这个系统的N线与PE线全部合用一根导线——保护中性线（PEN线）。所有设备外露可导电部分（如金属外壳）均与PEN线连接，

当三相负荷不平衡或只有单相用电设备时，PEN

线有不平衡电流通过。TN-C系统特点如下：当设备外壳带电时。接零保护系统能将漏电电流上升为短路电流，即产生单相对地短路故障，此时熔丝会熔断或自动开关跳闸。从而使故障设备断电，保证系统的安全。

若三相负载不平衡，工作零线上有不平衡电流，则与保护线所连接的电器设备金属外壳有一定的电压。TN-C系统只适用于三相负载基本平衡的情況。3)220V/380V低压配电系统中性点接地形式（a)TN-C系统：这种配电形式，是我国以前普遍采用的一种配电形式。由于在技术上的种种弊端，现在已很少采用，特别是在民用照明配电线路中，已基本上不允许采用TN-C系统，因为照明负载为不平衡负荷。3)220V/380V低压配电系统中性点接地形式②TN-S系统。TN-S系统如图(b)所示，这个系统所有用电设备外露可导电部分可通过公共的PE线连接到电源中性点，与系统中性点共用接地体，而不是连接到自己专用的接地体。TN-S系统的最大特征是N线与PE线在系统中性点分开后，不能再有任何电气连接。（b)TN-S系统：TN-S系统待点如下：系统正常运行时。专用保护线（PE线）上没有电流,对接在PE线上的其他用电设备不会产生电磁干扰。由于PE线对地没有电压，电气设备金属外壳的接零保护是接在专用的保护线（PE线）上，因此安全可靠。工作零线（中性点接地，称为工作零线）上有不平衡电流，N线断线也不会影响PE线的作用。工作零线只用作单相照明负载回路。TN-S系统供电干线上可以安装漏电保护器。若设备发生一相外壳故障（单相接地），则PE线的其他设备外露可导部分带电，装设的漏电保护器动作，从而切除故障。③TN-C-S系统。TN-C-S系统如图(c)所示。这种系统前面为TN-C系统，后面为TN-S系统。它兼有TN-C系统和TN-S系统的优点。在建筑施工临时供电中，如果前部分是TN-C方式供电，而施工规范规定，施工现场必须采用TN-S方式供电系统。则可以在虚线后段采用施工用电配电箱分出

PE线。TN-C-S系统特点如下：兼有TN-C系统和TN-S系统的优点。适用于配电系统末端环境条件较差，无电磁干扰的数据处理或精密检测设备的场所。（c)TN-C-S系统：（2)TT系统。低压配电TT系统如图所示。TT系统也属于中性点直接接地系统，即电源中性点直接接地、用电设备外露可导电部分都有各自独立的接地装置，也可以若干设备共用一个接地装置。TT系统特点如下：共用接地线与工作零线没有电的联系。正常运行时，工作零线可以有电流，而专用保护线（PE线）没有电流。接地装置耗用钢材多、费料，投资大，因此TT系统难以推广。图TT系统（3)IT系统。IT系统如图所示。IT系统属于中性点不接地系统或经过阻抗接地，设备有各自独立的保护接地装置。该系统没有中性线，不能接入相电压为220V的单相用电设备。IT系统特点如下：

设备漏电，使设备外壳带电，即发生单相接地故障时，漏电电流经大地形成架路，线路的保护装置不跳闸，但要发出报警信号。图IT系统

由于单相对地故障时的漏电电流小。不会破坏电源电压的平衡。故三相线电压没有受影响，380V线电压设备可正常使用。因此，在供电距离不是很长时，IT系统比电源中性点接地系统的供电可靠性高、安全性好。适用于对供电可靠性要求较高、易燃易爆危险的场所，如矿山、井下场所的供电。当10kV小电流接地系统发生单相接地故障时，接地相对地电压降为0,非接地相对地电压升为线电压。这样在线路绝缘薄弱地方将引起击穿，进而造成相间短路，不利于安全运行，因此装设绝缘监测电路，做到故障提前预警与及时处理。

1.故障案例单相接地绝缘监测电路的作用，就是监测系统相对地的绝缘状况。当发生单相接地故障，或电气设备对地绝缘能力降低到一定值时，绝缘监测电路发出预告信号，通知运行值班人员采取措施，以保证安全运行。三、PT柜绝缘监视电路原理分析

2.单相接地绝缘监测电路的作用

图(a)和图(b)所示分别为目前我国使用的固定式和手车式电压互感器柜的两种主接线图，现以固定式PT柜中的电压互感器二次接线为分析电路，图1所示为单相接地绝缘监测电路图，TV为电压互感器，其采用Y0/Y0/开口三角形接线方式。（a)固定式电压互感器柜（b)手车式电压互感器柜（a)QS—高压隔离开关；CG—带电显示器；FV—避雷器（过电压保护）TV—电压互感器（Y0/Y0/开口三角形）（b)图示母线的电压测量和绝缘监视电路

TV-电压互感器QS-高压隔离开关及其辅助触点SA-电压转换开关PV-电压表KV-电压继电器KS-信号继电器WC-控制小母线

WS-信号小母线WFS-预告信号小母线

如图所示，在变电所的母线上接了三个单相三绕组的电压互感器，其中一个二次侧的星形连接绕组，接有三只电压表，以测量各相对地电压；另一个二次绕组接成开口三角形，按入过电压继电器。用来反映线路单相接地故障时出现的零序电压。

单相接地绝缘监测电路是利用系统单相接地故障出现的零序电压给出信号，实现报警功能的。此绝缘监测电路的特点是只报警，不跳闸。

如图所示，单相接地绝缘监测电路是由三个单相三绕组的电压互感器或三相五芯柱三绕组电压互感器TV、三个相对地电压表PV、一个线电压表PV1、一个线电压转换开关SA.一个过电压继电器KV、一个信号继电器KS等主要元件组成。假设电源为中性点不接地系统，若系统正常运行，即无单相接地故障，从前面所学的中性点不接地系统可以得出：因为发电厂发出的电能是对称的三相交流电，所以高压线路一次相电压对称，即ÙA+ÙB+ÙC=0则电压互感器二次侧相电压也对称。即相电压大小相等，其相量和为零。且相量互差120°。所以，ÙA+ÙB+ÙC=0由此得出：

（1)相对地三个电压表测量的电压均相等：（2)电压互盛器TV开口三角形连接的二次绕组线圈感应出的相电压的相和为0，即ÙA+ÙB+ÙC=0，过电压继电器线圈没有电压输出（实际上存在不平衡电压。只是电压较小），也就是开口三角形两端电压接近于零，所以过电压继电器不动作。三个电压表PV指示为线路的相电压。3.系统正常运行

当高压线路发生单相接地故障时，故障相对地电压为零，其相对地电压表指示为0;具它正常两相对地电压升高为线电压，即升高为相电压的

倍，正常相对地电压表显示线电压值。通过电压表显示值，就可以判断出哪一相发生了单相接地故障，即若相电压表指示为0相，则发生了单相接地故障。同时，由于发生了单相接地故障，高压一欢侧相电压不对称，电压互感器的二次侧感应出的相电压也不对称，也产生一个不平衡电压，故在开口三角形处会现出大约100V的零序电压，使得过电压继电器KV动作，KV的常开触点闭合，接通信号继电器KS线圈，KS常开触点团合，接通报警的灯光和音响信号。

这种保护装置虽然简单，且能给出