TV二次誤并列問題分析

包 蕊

(遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽 110006)

1 TV并列簡(jiǎn)述

兩段母線，每段母線1臺(tái)TV，當(dāng)Ⅰ母TV預(yù)試時(shí)，需要退出運(yùn)行，而此時(shí)Ⅰ母的保護(hù) (考慮到帶低電壓閉鎖功能)及計(jì)量表計(jì)繼續(xù)運(yùn)行，保護(hù)失去電壓會(huì)發(fā)生誤動(dòng)、電能表失壓會(huì)損失電量［1、2］，此時(shí)需要用Ⅱ母TV維持兩段母線上的保護(hù)和計(jì)量電壓，因此需要TV并列。并列時(shí)先并一次，合母聯(lián)/分段斷路器，再將TV并列把手打在并列位置。需要將母聯(lián)/分段斷路器及兩側(cè)隔離開關(guān)接點(diǎn)串接到二次TV并列回路中，確保只有在一次并列的情況下，二次才能并列。

2 TV二次誤并列的影響及原因

2.1 產(chǎn)生的影響

如果違反了先并列一次后并列二次的原則，在一次側(cè)處于分列的情況下，二次發(fā)生了誤并列，正常運(yùn)行可能看不到異常現(xiàn)象，但在某段母線所在系統(tǒng)發(fā)生接地或相間短路時(shí)，使電壓互感器二次測(cè)量電壓不能真實(shí)反映一次電壓的情況，輕則使保護(hù)拒動(dòng)、電壓互感器損壞，重則損壞電壓互感器的同時(shí)，引起電壓互感器絕緣損壞而發(fā)生母線故障，造成大面積停電［3］。

2.2 產(chǎn)生的原因

電壓互感器二次自動(dòng)并列裝置故障及使用錯(cuò)誤;由隔離開關(guān)自動(dòng)控制的兩段母線電壓自動(dòng)切換回路工作不正常［4］;運(yùn)行維護(hù)人員誤操作等。

3 TV二次誤并列回路二次電壓計(jì)算

對(duì)單相電路的分析非常簡(jiǎn)單，只需用簡(jiǎn)單的歐姆定律就可以。對(duì)三相電路，在2臺(tái)TV的正序、負(fù)序、零序阻抗分別對(duì)應(yīng)相等的情況下，每一組的二次電壓可以進(jìn)行簡(jiǎn)單電路的單獨(dú)分析;在2臺(tái)TV的正序、負(fù)序、零序阻抗分別對(duì)應(yīng)不相等的情況下，就必須先進(jìn)行序分量的分解，然后進(jìn)行三相輸電線路的計(jì)算后再進(jìn)行合成，得到最后結(jié)果。

3.1 單相電路TV一次不并列二次并列

單相電路TV二次并列系統(tǒng)圖如圖1所示。

單相電路TV二次并列系統(tǒng)等效回路如圖2所示。

一般情況下Z1、Z2的阻抗非常小，ZFH阻抗非常大，以10 kV電壓互感器為例，TV一次加120 V電壓時(shí)二次短路電流為1.5 A，正常運(yùn)行時(shí)TV二次負(fù)荷電流為0.1 A，說明Z1、Z2折算到二次側(cè)的等效阻抗大約為 (120/100)/1.5=0.8 Ω，ZFH阻抗為57.7/0.1=577 Ω，二者相差很大。

2臺(tái)TV二次并列后的二次電壓U2為

一般情況下，Z1=Z2，則:

式中 E1、E2——分別為 TV1及 TV2所在母線的系統(tǒng)電源電動(dòng)勢(shì);

Z1、Z2——分別為 TV1、TV2的等效阻抗(折算到二次側(cè)的等效阻抗);

ZFH——TV二次的負(fù)載阻抗;

U2——2臺(tái)TV二次并列后的二次電壓。

3.2 三相電路TV一次不并列二次并列

a.2組TV各序阻抗對(duì)應(yīng)相等時(shí)，一組TV所在Ⅰ段母線正常運(yùn)行，另一組TV所在母線發(fā)生相間故障。

設(shè)一組TV所在Ⅰ段母線正常運(yùn)行，另一組TV所在Ⅱ段母線發(fā)生BC相間故障，將Ⅰ段母線的三相正常電壓 UⅠA、UⅠB、UⅠC及Ⅱ段母線的三相故障電壓 UⅡA、UⅡB、UⅡC向量畫在同一向量圖中 (如圖3所示)。

圖3 Ⅰ母正常運(yùn)行、Ⅱ母BC相間故障向量圖

Ⅰ段母線正序電壓:UⅠA1=EA，UⅠB1=EB，UⅠC1=EC;負(fù)序及零序電壓為0。

Ⅱ段母線正序電壓:UⅡA1、UⅡB1、UⅡC1，負(fù)序電壓 UⅡA2、UⅡB2、UⅡC2如圖 3 所示; 零序電壓為0。

二次并列后的二次正序電壓:

負(fù)序電壓:

綜合相電壓:

(2個(gè)向量端點(diǎn)連線的中點(diǎn))

b.2組TV各序阻抗對(duì)應(yīng)相等時(shí)，一組TV所在Ⅰ段母線正常運(yùn)行，另一組TV所在母線發(fā)生單相接地故障。如圖4所示，UC∑為UⅠC與UⅡC的中點(diǎn)，UB∑為 UⅠB與 UⅡB的中點(diǎn)，UA∑為 UⅠA與UⅡA的中點(diǎn)。

圖4 Ⅰ母正常運(yùn)行、Ⅱ母A相接地故障向量圖

3.3 計(jì)算結(jié)果分析

3.3.1 同名相二次誤并列

通過分析運(yùn)算可以看出，當(dāng)工作在不同母線段的2組TV一次不并列二次同名相誤并列后，正常運(yùn)行時(shí)由于一次電壓相差不大，不會(huì)看到任何異?，F(xiàn)象。一旦某組TV所在一次母線發(fā)生短路故障，就會(huì)使二次電壓下降的幅度不夠，不能正確反映一次電壓的變化程度。

同名相誤并列后，如果某段母線發(fā)生BC相間故障，另一段母線正常運(yùn)行，發(fā)生BC相間故障的母線故障電壓UB變?yōu)楣收锨半妷篣E的K%(K≤100)，則2組電壓互感器二次同名相誤并列后的電壓將變?yōu)?(1+K%)UE/2，對(duì)距離保護(hù)的影響是使測(cè)量阻抗增大，造成距離保護(hù)拒動(dòng)，但并不是每次都會(huì)拒動(dòng)，出口附近的近端故障可能不會(huì)拒動(dòng)，遠(yuǎn)端故障會(huì)拒動(dòng)。

3.3.2 異名相二次誤并列

當(dāng)工作在不同母線段的2組TV一次不并列二次異名相誤并列后，可能導(dǎo)致電壓二次回路出現(xiàn)很大環(huán)流，造成TV二次熔絲熔斷或二次空氣開關(guān)跳閘，使運(yùn)行中的繼電保護(hù)裝置、計(jì)量表計(jì)等設(shè)備交流失壓，甚至導(dǎo)致低壓、距離或復(fù)合電壓等基于電壓量判據(jù)的保護(hù)誤動(dòng)。如果此時(shí)TV二次熔絲或空氣開關(guān)沒有斷開，則可能導(dǎo)致TV本體設(shè)備損壞。

4 TV二次誤并列解決方法

電壓自動(dòng)切換回路如圖5所示［5］，電壓并列信號(hào)回路如圖6所示。

1YQJ2、2YQJ2接點(diǎn)不能作為切換繼電器同時(shí)動(dòng)作信號(hào)［6］，因?yàn)?YQJ2與2YQJ2 2塊繼電器為單線圈繼電器，不帶由1G、2G閉接點(diǎn)控制的返回線圈，只要1G或2G的開接點(diǎn)斷開就失磁復(fù)歸。如果某次倒閘操作，當(dāng)某條線路由Ⅰ母線倒到Ⅱ母線運(yùn)行時(shí)，若1G的開接點(diǎn)已經(jīng)正確斷開，而1G的閉接點(diǎn)沒能閉合，使1YQJ1、1YQJ4－1YQJ8沒能有效返回，當(dāng)合上2G后造成Ⅰ、Ⅱ母電壓誤并列。此時(shí)如果使用的是1YQJ2、2YQJ2接點(diǎn)串聯(lián)作為切換繼電器同時(shí)動(dòng)作信號(hào)回路，則不能發(fā)出切換繼電器同時(shí)動(dòng)作信號(hào)，但實(shí)際上切換繼電器已經(jīng)同時(shí)動(dòng)作。

如果用1YQJ4－1YQJ8接點(diǎn)來發(fā)切換繼電器同時(shí)動(dòng)作信號(hào)，此時(shí)切換繼電器同時(shí)動(dòng)作信號(hào)使用的接點(diǎn)完全與電壓切換回路實(shí)際使用的接點(diǎn)取至同類繼電器［7］，能使運(yùn)行人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓二次誤并列情況，防止故障情況下保護(hù)拒動(dòng)。

［1］賴榮先.220kV母線電壓切換引起二次回路失壓事故分析［J］.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009，37(23):162－163.

［2］胡 泰，林彩健.一起220kV變電站全站失壓事故分析及預(yù)防措施 ［J］.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2008，36(24):107－109.

［3］孫亞輝，陳志強(qiáng)，蔡 衍.電壓互感器二次回路反充電的原因分析及防范措施 ［J］.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010，38(9):126－129，133.

［4］張耀洪，袁 鋒，岑 林，等.考慮PT二次電壓及隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)的電壓并列數(shù)據(jù)［J］.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2011，39(15):137－140.

［5］李 丹.PT并列回路二次設(shè)計(jì)的事故預(yù)防思路［J］.華中電力，2009，22(3):78－80.

［6］郭占偉，魏曉強(qiáng)，肖志剛，等.電壓切換回路故障分析［J］.繼電器，2006，34(22):81－83.

［7］趙希斌，劉 毅，郭開祿，等.PT自動(dòng)并列裝置在運(yùn)行中存在的問題及改進(jìn)措施 ［J］.江西電力，2010，34(2):43－44.