關(guān)于110kV雙母接線方式下PT電壓異常的處理方法探討

引言：本文針對(duì)110kV雙母接線方式下PT電壓異常的處理方法進(jìn)行探討，指出工作過(guò)程中倒母處理故障的不合理性以及存在的風(fēng)險(xiǎn)，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)及圖紙資料提出論據(jù)。結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行可行性分析，并經(jīng)安全性比較后給出處理辦法的合理意見(jiàn)。

一、保護(hù)裝置的電壓切換原理

對(duì)于雙母線接線方式的變電所，電壓切換裝置是必不可少的。在一次電氣元件進(jìn)行倒母線操作時(shí)，電壓切換裝置用來(lái)保證繼電保護(hù)、測(cè)量?jī)x表和自動(dòng)裝置所需要的二次電壓與一次電氣元件所連接的母線對(duì)應(yīng)；或者實(shí)現(xiàn)雙母線的電壓互感器互為備用[1]。而本文分析的110kV坡麻線保護(hù)裝置為四方CSL103C，由廠家圖紙可以查找出其電壓切換的原理。

如果110kV坡麻線掛于1M，則#1母刀合上，#1母刀某一輔助接點(diǎn)接通使得端子d32得電，1YQJ1、1YQJ2、1YQJ3均勵(lì)磁，常開(kāi)接點(diǎn)1YQJ2、1YQJ1均受電閉合，111PT的電壓經(jīng)右側(cè)b12、d26、z28、b28連通至保護(hù)裝置。同理，如果110kV坡麻線掛于2M，則#2母刀合上，其輔助接點(diǎn)使得端子d30得電，2YQJ1、2YQJ2、2YQJ3均勵(lì)磁，常開(kāi)接點(diǎn)2YQJ2、2YQJ1均受電閉合，112PT的電壓經(jīng)右側(cè)b12、d26、z28、b28連通至保護(hù)裝置。

二、采取方法的不合理性分析

對(duì)110kV坡麻線進(jìn)行熱倒母的過(guò)程中，必然會(huì)存在#1、#2母刀同時(shí)合上（即跨接）的情況。經(jīng)過(guò)上面保護(hù)裝置對(duì)電壓的切換分析，我們可以看出，此時(shí)1YQJ1、1YQJ2、1YQJ3、2YQJ1、2YQJ2、2YQJ3都勵(lì)磁，因此常開(kāi)接點(diǎn)1YQJ2、1YQJ1、2YQJ2、2YQJ1都受電閉合，分別從111PT及112PT變換來(lái)的二次電壓通過(guò)這幾個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)并列。當(dāng)111PT電壓回路存在故障情況下，111PT的A、B、C三相二次電壓分別為60V、68V、41V，此時(shí)正常的112PT二次回路的電壓分別為60V、60V、60V。不難看出，111PT電壓回路和112PT電壓回路的C相電壓差接近20V（如簡(jiǎn)化圖2-1所示），正常情況下并列電壓差約等于0V，此種情況下的并列就會(huì)形成環(huán)流，較大的環(huán)流通過(guò)保護(hù)裝置電路板（電壓切換模塊）的電子元器件，可能造成電壓切換模塊的燒毀[2]。

圖2-1

三、問(wèn)題的分析及合理處理方法的探討

1、不平衡電壓及零序電壓出現(xiàn)的故障情況分析

運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)后臺(tái)機(jī)發(fā)111PT斷線的信號(hào)時(shí)，應(yīng)首先檢查111PT的二次電壓回路的空開(kāi)是否有跳開(kāi)及回路各處是否有異?，F(xiàn)象。本次事件可以明顯的看出不是二次回路空開(kāi)跳開(kāi)的，如果二次空開(kāi)跳開(kāi)，二次電壓應(yīng)當(dāng)均為0V，而這次后臺(tái)機(jī)顯示電壓分別為Ua 66kV 、Ub 75kV、Uc 45kV。排除這個(gè)原因之后，故障有三種可能，一是母線的實(shí)際電壓不平衡；二是PT的內(nèi)部故障導(dǎo)致的三相電壓不平衡；三是111PT的二次回路絕緣下降導(dǎo)致電壓不平衡[3]。

如果實(shí)際母線電壓不平衡，那么110kV對(duì)側(cè)的變電站也會(huì)受本側(cè)的影響，可以通過(guò)調(diào)度或者能量管理系統(tǒng)進(jìn)行確認(rèn)；對(duì)于后兩種可能，筆者認(rèn)為可以試斷開(kāi)111PT端子箱的電壓空氣開(kāi)關(guān)，測(cè)量空氣開(kāi)關(guān)的上端（接入端）電壓，若電壓正常，則故障應(yīng)當(dāng)在下方的回路中，這個(gè)需要逐條支路查找；若電壓異常，則故障應(yīng)當(dāng)在上方的回路或者是PT內(nèi)部，故障范圍相對(duì)較小。前提都需要將PT停電再查，而不是采用倒母的方法進(jìn)行負(fù)載的排除。

對(duì)于3U0的出現(xiàn)（二次的3U0≈39.1V），筆者認(rèn)為有以下的原因：一是一次電壓不平衡，可以通過(guò)能量管理系統(tǒng)查看或者咨詢(xún)調(diào)度確定；二是二次負(fù)載不平衡，可以試斷空開(kāi)測(cè)量電壓確認(rèn)是否二次負(fù)載不平衡引起（詳見(jiàn)上段）；三是開(kāi)口三角二次線圈損壞[4]（如某相匝間短路）或接線端子被短接（相間短路），可以通過(guò)PT是否有冒煙異味異響來(lái)確認(rèn)。筆者認(rèn)為這種方法在故障不是很?chē)?yán)重的時(shí)候并不可靠，但不管是一次的電壓真的有問(wèn)題或者是PT損壞等二次方面的問(wèn)題，用倒母的方法來(lái)處理故障都存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。

2、倒母處理故障存在的風(fēng)險(xiǎn)

本文討論的倒母處理故障存在的風(fēng)險(xiǎn)，可以歸納為以下幾個(gè)方面。其一，如果真的是母線電壓不平衡，那么在合上母聯(lián)的時(shí)候母聯(lián)開(kāi)關(guān)必然承受非常大的沖擊電流，有引起設(shè)備跳閘或者爆炸的可能；其二，如果是PT內(nèi)部問(wèn)題或者是二次回路問(wèn)題導(dǎo)致后臺(tái)顯示三相電壓不平衡，那么倒母操作會(huì)使得111PT二次電壓與112PT二次電壓在#1、#2母刀同時(shí)合上的時(shí)候并列，較大的不平衡電流會(huì)通過(guò)電壓切換模塊，有可能導(dǎo)致設(shè)備發(fā)熱或者燒毀（詳見(jiàn)二的分析）。

倒母進(jìn)行到第三條線路（110kV坡麻線）時(shí)，導(dǎo)致保護(hù)裝置燒毀。對(duì)于為什么出現(xiàn)在第三條線路而不是前兩條這個(gè)疑問(wèn)，經(jīng)過(guò)對(duì)倒母過(guò)程的回顧及保護(hù)裝置資料的調(diào)閱分析后，得到了具體的原因。其一，110kV坡麻線正常方式下掛于1M母線運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)行人員合上110kV坡麻線#2母刀而未拉開(kāi)#1母刀的時(shí)候，五防鑰匙無(wú)法打開(kāi)#1母刀機(jī)構(gòu)箱，導(dǎo)致操作中斷，此時(shí)#1、#2母刀均在合位，111PT、112PT的二次回路通過(guò)110kV坡麻線的保護(hù)裝置并列，由于電壓不平衡量較大，環(huán)流很大，操作的中斷也讓環(huán)流較長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)保護(hù)裝置，導(dǎo)致裝置發(fā)熱至燒毀；其二，110kV坡麻線的保護(hù)裝置使用多年，在變電站改造中并沒(méi)有更換，額定電流小，元器件老化（如觸點(diǎn)氧化）等，更容易發(fā)熱嚴(yán)重。

對(duì)于這次故障，筆者認(rèn)為，在排除母線電壓正常后，應(yīng)當(dāng)先將111PT停運(yùn)，然后立刻將110kV一次母線并列運(yùn)行并將二次電壓切換至并列狀態(tài)，原則上應(yīng)當(dāng)將故障隔離后再查找故障，而不能將故障點(diǎn)引入正?；芈贰．?dāng)然，如果是某一支路發(fā)生故障，那么PT停電后需要查找的范圍就大很多，但筆者認(rèn)為應(yīng)該先考慮安全，然后再考慮查找難度，以便更好的保障設(shè)備、人身的安全和供電的可靠性。本次故障經(jīng)過(guò)后期查找，發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)是PT二次的接線端子接線之間的絕緣問(wèn)題，最終排除了故障。

參考文獻(xiàn)

[1]丁翼.電壓切換回路的故障與分析[J].常州工學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，22（4）：30-33

[2]吳云芹.倒閘操作對(duì)二次回路的影響[J/OL].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，1994-2011中國(guó)學(xué)術(shù)期刊電子出版社，2010

（作者單位：廣東電網(wǎng)公司湛江供電局）

作者簡(jiǎn)介：于文輝（1986），女，內(nèi)蒙古通遼市，助理工程師，學(xué)士，電氣工程及自動(dòng)化方向。