剩餘電壓繞組
Residual Voltage Winding
別名:開口三角繞組、Broken delta winding、3V0 繞組
剩餘電壓繞組(Residual Voltage Winding)是單相 VT 之特殊繞組,三組組合成「開口三角」(broken delta)可輸出零序電壓 3V_0 訊號:(a)提供接地故障保護電驛(Device 59N/G)啟動判據;(b)配合阻尼電阻抑制不接地系統之鐵磁共振。功能獨立於主量測繞組,典型額定電壓為 U_sr/√3 或 U_sr/3。
白話說明
三相系統正常時三電壓向量相加為零,但單相接地故障時會出現不平衡——三相電壓和不再為零。剩餘電壓繞組就是用三個單相 VT 的特殊繞組「串成開口三角」,把這個不平衡量(零序電壓 3V_0)提取出來,供接地保護電驛用。
完整定義
單相比壓器之繞組,於由三組單相比壓器構成之三相組中,以開口三角(broken delta)方式連接,用於以下目的: a) 於接地故障情況下產生剩餘電壓; b) 抑制鬆弛振盪(鐵磁共振)。
標準原文 (Original Text)
residual voltage winding: winding of a single-phase voltage transformer intended, in a set of three single-phase transformers, for connection in broken delta for the purpose of: a) producing a residual voltage under earth-fault conditions; b) damping of relaxation oscillations (ferro-resonances).
「開口三角」(broken delta)接法:三個單相 VT 之剩餘電壓繞組串接,兩端開路一對端子。正常三相平衡時三電壓向量和為零,開路端電壓為零;單相接地故障時三電壓不平衡,開路端輸出 3 × V_0(零序電壓 × 3)。 典型額定電壓:U_sr / √3 或 U_sr / 3,視接線配置而定。 功能 (a):輸出 3V_0 訊號提供給接地故障保護電驛(Device 59N / 59G / 27N)作為啟動判據。 功能 (b):通常在開口端並聯阻尼電阻(damping resistor,典型 25~100 Ω)抑制鐵磁共振——不接地系統中 VT 與電容之非線性交互作用可能引發週期性高壓振盪損壞設備。 與主二次繞組獨立:剩餘電壓繞組不承擔量測功能,僅供保護與阻尼用。
生活比喻
像三個人搬一個圓桌——正常三人平均用力,桌子平衡(總合為零);其中一人突然鬆手(接地故障),桌子就傾斜(出現 3V_0)。剩餘電壓繞組就是專門偵測這個「桌子傾斜量」的感測器。
為何重要
剩餘電壓繞組是中性點不接地系統(IT 系統)與經阻抗接地系統的關鍵保護元件——接地故障電流小、一般過電流保護(Device 51)不靈敏,必須靠 3V_0 電壓訊號偵測。台電 22.8 kV / 11 kV 配電線路之接地保護多用此原理。另一功能是抑制鐵磁共振——不接地系統 VT 鐵芯飽和會與線路對地電容共振,產生 2~5 倍額定電壓之低頻振盪,並聯於開口端的阻尼電阻可快速衰減這種振盪。
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