浅谈电压互感器开口三角电压
摘要：电压互感器（PT）的开口三角电压回路对电力系统中的保护的正常运行起着重要作用，开口三角电压回路接线错误将会引起继电保护装置的误动作或拒动。本文分析了电压互感器（PT）在直接接地系统和非直接接地系统中，发生故障时开口三角电压形成原理；总结了开口三角电压回路接线错误对继电保护的危害，并提出了防范措施以保证电网的安全稳定运行。
关键词：电压互感器；开口三角电压；接线错误；影响；防范措施；
引言
在电力系统中， PT是一二次系统的联络元件，能正确反映电气设备的运行情况。其中PT的开口三角电压回路在电力系统的保护中至关重要，若其接线错误将导致保护的拒动或误动，严重危及电力系统的稳定可靠运行。
1. 相关概念： PT三相的三个二次绕组“da-dn”、“db-dn”、“dc-dn”，开口三角就是“da-dn”中的dn与“db-dn”中的db相连，“db-dn”中的dn与“dc-dn”中的dc相连，从“da-dn”中的da与“dc-dn”中的dn引出电压；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U△，就是开口三角电压。开口三角形端电压等于三相对地电压的向量和的。当三相对地电压平衡时，向量和等于零，开口电压理论上为零，但实际上因漏磁等因素的影响，一般开口电压不为零，而有几伏的不平衡电压。当发生接地故障时，三相对地电压不平衡，于是开口电压不再为零。
由于一般二次仪表的正常运行电压最高是100V，为了达到这个目标，就将PT变比作成固定形式。在非直接接地系统中，开口电压组额定电压作为100/3V，故PT的变比为（UN/√3）/（100/√3）/（100/3）V（UN为一次系统的额定电压）。在中性点直接接地系统中，开口电压绕组额定电压作为100V，故PT的变比为（UN/√3）/（100/√3）/（100）V。这样，无论是直接接地系统，还是非直接接地系统发生单相接地故障时（完全接地），开口电压都是100V。
2. PT开口电压的形成原理：
正常运行时，电压对称，如下图一所示：
在中性点不接地系统：当系统发生单相接地故障时，电压不对称，PT一次绕组相电压一相为零，另两相升高√3倍，相应的二次绕组、剩余电压绕组的相电压也升高√3倍。剩余电压绕组的三相绕组中，一相电压为零，另两相电压为√3×100/3V，且两相电压夹角为60度，于是PT二次侧输出为幅值2√3×U相的两相矢量和，所以开口三角的输出为100V。如下图二所示：
在中性点直接接地系统，当系统发生单相接地故障时，由于一次电压被强制为0V，而非故障相的电压大小和相位均与故障前的相同，所以二次侧开口绕组刚好有一相为0V，所以三相和刚好缺了100V，此时开口电压为100V。如下图三所示：
3. PT开口三角电压在继电保护中的运用
在非直接接地系统中，由于非直接接地系统发生单相接地后，各相对地的电压发生了位移，但各相间的线电压是维持不变的，不影响对用户的供电，所以允许继续运行2小时。因此，开口电压一般仅作为接地报警用，将开口电压接入小电流接地选线装置，让其开口电压与零序电流共同判断选出是哪一支路接地并报警。
而在直接接地系统中，开口电压通常接入主变保护，作为主变的后备保护，系统发生接地故障产生零序电压对不接地变压器中性点绝缘造成危及时，如果棒间隙不能及时被击穿，由间隙零序过压保护作为后备切除变压器，以保护中性点对地的绝缘。于是当开口电压超过零序过压定值，主变保护动作跳开开关。另外，也有保护引入开口电压，让其与零序电流共同组成带方向的零序电流保护。
4. 若开口三角电压接线错误的影响
在非直接接地系统中，若开口电压极性接反，小电流接地选线装置将会误报，不接地的线路报接地，显然已不能正确选出故障线路。
而在直接接地系统中，作为主变零序过压保护的开口电压若接线错误，比如构成开口的其中一相极性接反将会产生200V开口电压，引起误跳主变。若由于接线错位使开口电压未真正接入零序过压保护，故障时主变将拒动。作为用开口电压判方向的零序电流保护，若开口电压极性接反，在故障时，零序电流保护将拒动。可见开口电压接线正确性的重要。然而实际电网中，因为电压互感器的开口三角形接线错误引起的保护误动和拒动屡见不鲜。
5. 防范措施
为了避免此类事故的发生，需要在设备验收时就重点做好把关。①不能以检查3U0 回
路是否有不平衡电压的方法来确认3U0 回路良好。②不能单独依靠“六角图”测试方法确证3U0构成的方向保护的极性关系正确。③可以包括电流及电压互感器及其二次回路联接与方向元件等综合组成的整体进行试验,以确证整组方向保护的极性正确。④其中：对于正常时采用自产3U0 ,而PT 断线时采用外接3U0 的保护装置一定要验证整组方向保护的极性正确。⑤ 最根本的办法,是查清电压及电流互感器极性,所有由互感器端子到继电保护盘的联线和盘上零序方向继电器的极性,作出综合的正确判断。⑥要确保在电压互感器的开口三角形接线回路没有装设熔断器（因为其正常运行时开口电压是比较低的，如果发生熔断器接触不良或自动开关断开就不容易被发现，从而使保护拒动或在接地时不发信）。
6. 结束语
继电保护作为保障电网安全稳定运行的第一道防线，担负着保卫电网和设备安全运行的重要职责，而开口三角电压在继电保护中至关重要。本文根据电压互感器开口三角电压的形成原理，分析了不同系统发生接地故障时如何形成开口电压，简述了该开口电压在保护中的应用及错误接线导致的危害，并提出了相应防范措施。
参考文献
[1] 天津大学 贺家李，宋从矩编 电力系统继电保护原理 (第三版 ) 中国电力出版社，2000.7
[2] 电力系统继电保护实用技术问答（第二版）/国家电力调度通信中心编 中国电力出版社，1999.11
浅谈电压互感器开口三角电压
摘要：电压互感器（PT）的开口三角电压回路对电力系统中的保护的正常运行起着重要作用，开口三角电压回路接线错误将会引起继电保护装置的误动作或拒动。本文分析了电压互感器（PT）在直接接地系统和非直接接地系统中，发生故障时开口三角电压形成原理；总结了开口三角电压回路接线错误对继电保护的危害，并提出了防范措施以保证电网的安全稳定运行。
关键词：电压互感器；开口三角电压；接线错误；影响；防范措施；
引言
在电力系统中， PT是一二次系统的联络元件，能正确反映电气设备的运行情况。其中PT的开口三角电压回路在电力系统的保护中至关重要，若其接线错误将导致保护的拒动或误动，严重危及电力系统的稳定可靠运行。
1. 相关概念： PT三相的三个二次绕组“da-dn”、“db-dn”、“dc-dn”，开口三角就是“da-dn”中的dn与“db-dn”中的db相连，“db-dn”中的dn与“dc-dn”中的dc相连，从“da-dn”中的da与“dc-dn”中的dn引出电压；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U△，就是开口三角电压。开口三角形端电压等于三相对地电压的向量和的。当三相对地电压平衡时，向量和等于零，开口电压理论上为零，但实际上因漏磁等因素的影响，一般开口电压不为零，而有几伏的不平衡电压。当发生接地故障时，三相对地电压不平衡，于是开口电压不再为零。
由于一般二次仪表的正常运行电压最高是100V，为了达到这个目标，就将PT变比作成固定形式。在非直接接地系统中，开口电压组额定电压作为100/3V，故PT的变比为（UN/√3）/（100/√3）/（100/3）V（UN为一次系统的额定电压）。在中性点直接接地系统中，开口电压绕组额定电压作为100V，故PT的变比为（UN/√3）/（100/√3）/（100）V。这样，无论是直接接地系统，还是非直接接地系统发生单相接地故障时（完全接地），开口电压都是100V。
2. PT开口电压的形成原理：
正常运行时，电压对称，如下图一所示：
在中性点不接地系统：当系统发生单相接地故障时，电压不对称，PT一次绕组相电压一相为零，另两相升高√3倍，相应的二次绕组、剩余电压绕组的相电压也升高√3倍。剩余电压绕组的三相绕组中，一相电压为零，另两相电压为√3×100/3V，且两相电压夹角为60度，于是PT二次侧输出为幅值2√3×U相的两相矢量和，所以开口三角的输出为100V。如下图二所示：
在中性点直接接地系统，当系统发生单相接地故障时，由于一次电压被强制为0V，而非故障相的电压大小和相位均与故障前的相同，所以二次侧开口绕组刚好有一相为0V，所以三相和刚好缺了100V，此时开口电压为100V。如下图三所示：
3. PT开口三角电压在继电保护中的运用
在非直接接地系统中，由于非直接接地系统发生单相接地后，各相对地的电压发生了位移，但各相间的线电压是维持不变的，不影响对用户的供电，所以允许继续运行2小时。因此，开口电压一般仅作为接地报警用，将开口电压接入小电流接地选线装置，让其开口电压与零序电流共同判断选出是哪一支路接地并报警。
而在直接接地系统中，开口电压通常接入主变保护，作为主变的后备保护，系统发生接地故障产生零序电压对不接地变压器中性点绝缘造成危及时，如果棒间隙不能及时被击穿，由间隙零序过压保护作为后备切除变压器，以保护中性点对地的绝缘。于是当开口电压超过零序过压定值，主变保护动作跳开开关。另外，也有保护引入开口电压，让其与零序电流共同组成带方向的零序电流保护。
4. 若开口三角电压接线错误的影响
在非直接接地系统中，若开口电压极性接反，小电流接地选线装置将会误报，不接地的线路报接地，显然已不能正确选出故障线路。
而在直接接地系统中，作为主变零序过压保护的开口电压若接线错误，比如构成开口的其中一相极性接反将会产生200V开口电压，引起误跳主变。若由于接线错位使开口电压未真正接入零序过压保护，故障时主变将拒动。作为用开口电压判方向的零序电流保护，若开口电压极性接反，在故障时，零序电流保护将拒动。可见开口电压接线正确性的重要。然而实际电网中，因为电压互感器的开口三角形接线错误引起的保护误动和拒动屡见不鲜。
5. 防范措施
为了避免此类事故的发生，需要在设备验收时就重点做好把关。①不能以检查3U0 回
路是否有不平衡电压的方法来确认3U0 回路良好。②不能单独依靠“六角图”测试方法确证3U0构成的方向保护的极性关系正确。③可以包括电流及电压互感器及其二次回路联接与方向元件等综合组成的整体进行试验,以确证整组方向保护的极性正确。④其中：对于正常时采用自产3U0 ,而PT 断线时采用外接3U0 的保护装置一定要验证整组方向保护的极性正确。⑤ 最根本的办法,是查清电压及电流互感器极性,所有由互感器端子到继电保护盘的联线和盘上零序方向继电器的极性,作出综合的正确判断。⑥要确保在电压互感器的开口三角形接线回路没有装设熔断器（因为其正常运行时开口电压是比较低的，如果发生熔断器接触不良或自动开关断开就不容易被发现，从而使保护拒动或在接地时不发信）。
6. 结束语
继电保护作为保障电网安全稳定运行的第一道防线，担负着保卫电网和设备安全运行的重要职责，而开口三角电压在继电保护中至关重要。本文根据电压互感器开口三角电压的形成原理，分析了不同系统发生接地故障时如何形成开口电压，简述了该开口电压在保护中的应用及错误接线导致的危害，并提出了相应防范措施。
参考文献
[1] 天津大学 贺家李，宋从矩编 电力系统继电保护原理 (第三版 ) 中国电力出版社，2000.7
[2] 电力系统继电保护实用技术问答（第二版）/国家电力调度通信中心编 中国电力出版社，1999.11