避免電壓互感器二次反送電的措施研究

羅松林 黃盛超 賴紹奇

廣東電網(wǎng)東莞供電局 廣東 東莞 523000

0 引言

電壓互感器（簡稱PT）作為電力系統(tǒng)一次高壓側(cè)和二次低壓側(cè)的重要聯(lián)絡元件，將一次側(cè)的高電壓轉(zhuǎn)化為二次側(cè)的低電壓供給繼電保護、測量控制、自動裝置、電能計量使用，同時將一次側(cè)與二次側(cè)隔離開來，保證了操作、測試的安全。但目前變電站中PT二次側(cè)反送電的事故時有發(fā)生，特別是在通過母聯(lián)或分段開關(guān)聯(lián)系在一起的多母線結(jié)構(gòu)中倒母操作時，與PT二次回路短路一起成為PT運行維護中的主要防范事項，本文從PT的二次回路出發(fā)探索防止反送電的措施。

1 電壓互感器的二次回路分析

目前變電站常用的是四繞組母線PT，高壓側(cè)一個繞組接成星形；低壓側(cè)共三個繞組，其中兩個繞組接成星形，一個供繼電保護、測量控制用，一個供計量用，還有一個繞組接成開口三角形，供接地保護，提供絕緣監(jiān)測的作用［1］。

由于PT二次側(cè)向一次側(cè)反送電事故通過母聯(lián)或分段開關(guān)聯(lián)系在一起的多母線結(jié)構(gòu)中，下面以通過母聯(lián)開關(guān)相連的雙母線結(jié)構(gòu)為例進行分析，這類結(jié)構(gòu)的PT的二次回路主要包括PT的直流重動回路和PT的交流切換回路，如圖1和圖2所示。

圖1 PT直流重動回路圖

圖2 PT二次交流切換電路圖

圖1中1GWL、2GWL分別為 1M、2M 母線側(cè)PT隔離開關(guān)輔助觸點，MIGWL、M2GWL分別為母聯(lián)開關(guān)1M、2M側(cè)隔離開關(guān)輔助觸點，MDL為母聯(lián)開關(guān)輔助觸點，1YQJ、2YQJ、3YQJ為電壓切換繼電器，2QK為并列切換把手。

圖2中PT二次交流切換回路具有三相對稱性，本文以B相為例予以說明，1YMb、2YMb分別表示1M、2M側(cè)PT二次側(cè)電壓小母線。1GWL、2GWL表示1M、2M側(cè)PT一次側(cè)刀閘，ZKK表示二次側(cè)空氣開關(guān)，在日常操作中，為防止PT二次側(cè)向一次側(cè)反送電，通常在PT停電時，退出該PT二次保險，或斷開所有二次空氣開關(guān)。在圖2中，若1M的PT停運，則1M側(cè)1GWL斷開，對應的二次空氣開關(guān)1ZKK斷開。若2M的PT停運，則2GWL斷開，對應的二次空氣開關(guān)2ZKK斷開。如果現(xiàn)在1M上的設(shè)備本身不停運，而1M的PT停運，為保證1M繼電保護，測量控制、電能計量等采集的二次電壓與一次電壓對應，此時需實現(xiàn)1M的PT和2M的PT的并列切換，也就是先合上母聯(lián)開關(guān)MDL和母聯(lián)開關(guān)兩側(cè)刀閘 M1GWL、M2GWL，使1M電壓與2M電壓一致，再合上電壓切換開關(guān)2QK，如圖1可知，此時2YQJ和3YQJ繼電器帶電，1YQJ繼電器不帶電，由圖2可知一次側(cè)刀閘M1GWL、M2GWL、2GWL 閉合，二次側(cè) 2ZKK、2YQJ和3YQJ常開觸點閉合，1YQJ常開觸點斷開，1ZKK斷開，1YMb和2YMb帶電，實現(xiàn)1M、2M繼電保護、測量、電能計量等功能二次電壓的采集。

2 反送電事例分析

東莞供電局某110kV變電站，110kV側(cè)為雙母帶旁路結(jié)構(gòu)，其中1M檢修后，恢復對1M的供電，當合上1M和2M之間母聯(lián)開關(guān)間隔的兩把刀閘也就是圖2中的M1GWL和M2GW后，再合母聯(lián)開關(guān)也就是圖2中MDL時，發(fā)生1M、2MPT二次回路空氣開關(guān)全部跳閘，母線失壓，繼電保護誤動，并燒壞了PT相關(guān)并列插件。事后分析得出，由于繼保人員校驗完P(guān)T并列回路后，空氣開關(guān)2QK在沒有恢復分位，操作人員操作前也沒有檢查2QK位置；并且1M的PT二次側(cè)空氣開關(guān)1ZKK沒有斷開，也沒有取出二次保險；而刀閘1GWL、2GWL處于合位，其輔助觸點合位，1YQJ、2YQJ帶電，其輔助觸點合位，故在合上母聯(lián)開關(guān)時，母聯(lián)開關(guān)MDL一次側(cè)觸點與二次輔助觸點競賽，二次輔助觸點先合上，3YQJ繼電器帶電，并列切換開關(guān)3YQJ輔助觸點閉合，2M的PT二次側(cè)小母線2YMb通過3GWL、1YQJ輔助觸點、1ZZK經(jīng) 1M 的 PT對 1M反送電，且造成1M的PT、2M的PT二次側(cè)短路接通。

3 防止PT反送電的注意事項和措施研究

由于PT反送電給電力系統(tǒng)造成相當大的危害，如圖2所示，會在一次側(cè)感應產(chǎn)生高電壓121KV左右，危及人身安全，此高電壓會產(chǎn)生一個較小的電容電流，假設(shè)此電容電流為4mA，側(cè)二次側(cè)電流高達8.8A大于一般電壓互感器額定值5A，故會引起1ZKK、2ZKK跳閘，二次保險熔斷、燒壞PT并列插件等危害［3］。

由于PT反送電危害較大，故研究防止PT反送電措施的研究迫在眉睫，本文結(jié)合PT二次回路圖對PT反送電事故研究得出，在倒閘操作中我們應該嚴格遵守以下幾點。

1）在PT二次空氣開關(guān)切換過程中，母線送電操作時，應先送一次側(cè)，再合母聯(lián)開關(guān)，再送PT二次側(cè)，停電操作時則相反且在停電前應先檢查PT并列切換空氣開關(guān)2QK處于分位［4］。

2）運行人員應熟悉出現(xiàn)母線PT并列切換繼電器同時動作或不動作異常情況的流程。

PT二次側(cè)反送電發(fā)生的前提條件之一是PT二次側(cè)電壓小母線有壓、一次側(cè)無壓，因此可以設(shè)計一個繼電器，在出現(xiàn)這種情況時，直接作用于PT二次回路中的一個空氣開關(guān)，使其跳閘，迫使PT二次側(cè)失壓，避免了PT二次側(cè)向一次側(cè)的反送電［5］。因此可以升級PT二次回路空氣開關(guān)ZKK，其原理如圖3所示，比正常增加了一個反充電脫扣器，當PT因故停運，加入ZKK合上，在斷開PT一次側(cè)刀閘的瞬間，監(jiān)測到PT一次側(cè)失壓，二次側(cè)與并列電壓相等，ZKK跳閘。

4 總結(jié)

1）運行人員在日常維護、送電操作中PT部分應該嚴格按照先送一次側(cè)，再合母聯(lián)開關(guān)，再送二次側(cè)的的順序執(zhí)行，停電時則相反，能極大的防范反送電事故的發(fā)生。

圖3 反送電空氣開關(guān)動作原理圖

2）PT二次側(cè)改進空氣開關(guān)ZKK為反充電開關(guān)，可以保證PT一次側(cè)無壓，二次側(cè)有壓時動作，斷開二次回路，徹底防止PT二次側(cè)反送電。

［1］孫亞輝，陳志強，蔡衍.電壓互感器二次回路反送電的原因分析及防范措施［J］.電力系統(tǒng)保護與控制，2010，38（13）：126-133.

［2］何其新.防止電壓互感器二次反充電的措施［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2012，（1）：18-19.

［3］張建華.二次反送電的分析與建議［J］.江蘇電機工程，2011，30（1）：39-41.

［4］吳建輝，李孟超.兩起電壓互感器反充電引起的思考［J］.電力系統(tǒng)保護與控制，2010，38（9）：124-125.

［5］吳建輝，鄭新才，韓瀟等.一種電壓互感器二次側(cè)反充電空氣開關(guān)的探討與研究［J］.電力系統(tǒng)保護與控制，2010，38（24）：182-184.