電壓互感器二次并列回路防反充電設(shè)計(jì)與改進(jìn)措施

彭嬌 鐘永城

摘 要：根據(jù)電壓互感器倒閘操作中容易出現(xiàn)二次側(cè)向一次側(cè)反充電的情況，本文結(jié)合相關(guān)廠家設(shè)計(jì)的案例，分析防止反充電的電壓互感器二次并列回路的特點(diǎn)，指出電壓互感器二次并列回路防止反充電的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：防止反充電；電壓互感器；二次并列回路；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

中圖分類號(hào)：TM45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

按照《火力發(fā)電廠、變電所二次接線設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》等相關(guān)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，設(shè)計(jì)人員應(yīng)特別注意掌握電壓互感器（也稱PT）二次并列回路設(shè)計(jì)要點(diǎn)，防止電壓互感器由于設(shè)計(jì)缺陷造成的反充電事故。PT反充電會(huì)產(chǎn)生很大的電流，輕則熔斷二次保險(xiǎn)或者使二次空開跳閘，導(dǎo)致運(yùn)行線路二次電壓消失，繼電保護(hù)誤動(dòng)；若二次空開無法跳開，重則燒壞設(shè)備本身或者威脅人身安全。

當(dāng)前，由于電壓互感器二次并列回路設(shè)計(jì)沒有統(tǒng)一規(guī)范，種類繁多，部分設(shè)計(jì)可能存在安全隱患，容易出現(xiàn)由于設(shè)計(jì)原因?qū)е碌腜T反充電事故。因此，掌握防止反充電的設(shè)計(jì)要點(diǎn)意義非常重大。

1 電壓互感器反充電情況分析

在正常運(yùn)行的情況下，PT是一個(gè)內(nèi)阻非常小的電壓源，且PT二次側(cè)負(fù)載如表計(jì)及繼電保護(hù)等的線圈阻抗很大，此時(shí)的電流很小。另外，若兩組PT一次側(cè)正常并列，不存在電壓差（或很?。?，雖然PT內(nèi)阻非常小，此時(shí)也不會(huì)造成二次并列后大的環(huán)流，不會(huì)反充電。

若一次側(cè)沒有正常并列，直接將PT二次并列，則由于存在較大的電壓差，且PT內(nèi)阻非常小，導(dǎo)致二次回路產(chǎn)生非常大的環(huán)路電流，會(huì)熔斷二次保險(xiǎn)或者使二次空開跳閘，繼電保護(hù)裝置失去電壓，讓距離、零序、縱聯(lián)距離等電壓相關(guān)的保護(hù)誤動(dòng)，甚至燒毀設(shè)備及威脅人身安全，發(fā)生反充電事故。因此，電壓互感器反充電的情況主要為：一次側(cè)未并列，而將二次側(cè)并列；二次側(cè)已經(jīng)并列，一次側(cè)解列。

2 防止反充電的PT二次并列回路分析

2.1 雙位置繼電器安全隱患分析

某A變電站為單母帶分段接線，正常情況下電壓互感器PT1及母聯(lián)斷路器MDL在運(yùn)行狀態(tài)，電壓互感器PT2在備用狀態(tài)，PT1及PT2二次側(cè)在并列運(yùn)行狀態(tài)。

對(duì)應(yīng)該變電站某廠家設(shè)計(jì)的電壓互感器二次并列回路如圖1所示。

該廠家設(shè)計(jì)的PT二次并列回路圖中，MDL為母聯(lián)斷路器動(dòng)合觸點(diǎn)，1QK為轉(zhuǎn)換開關(guān)，對(duì)應(yīng)有（1，2）手動(dòng)并列位置，（3，4）手動(dòng)解列位置，（5-6，7-8）遠(yuǎn)方控制位置，在遠(yuǎn)方控制位置分別對(duì)應(yīng)有遠(yuǎn)方并列和遠(yuǎn)方分列接點(diǎn)，J8為具有自保持功能的雙位置繼電器，YQJ為中間繼電器，滿足起動(dòng)條件后其接點(diǎn)閉合將二次回路并列。分析此設(shè)計(jì)圖，對(duì)于雙位置繼電器J8，存在安全隱患。若A變電站需要將母聯(lián)開關(guān)MDL檢修，正常的倒閘操作順序是將備用電壓互感器PT2轉(zhuǎn)為運(yùn)行，然后將PT1與PT2二次側(cè)由并列運(yùn)行切換為分列運(yùn)行，最后再斷開母聯(lián)開關(guān)并將母聯(lián)開關(guān)轉(zhuǎn)檢修。若操作人員將PT2轉(zhuǎn)為運(yùn)行后，先斷開母聯(lián)開關(guān)（中間繼電器YQJ失電，PT二次分列），再將1QK切換為分列位置。這種情況下，雙位置繼電器J8由于自保持功能仍然保持在并列位置，當(dāng)檢修過程需要合上母聯(lián)開關(guān)試驗(yàn)時(shí)，將使PT1與PT2異常并列（一次側(cè)未并列，二次側(cè)直接并列），這會(huì)導(dǎo)致PT二次回路產(chǎn)生很大的環(huán)路電流，發(fā)生反充電。若母聯(lián)開關(guān)因故障跳閘，排除故障后合上母聯(lián)開關(guān)同樣會(huì)由于雙位置繼電器J8的自保持功能造成PT二次異常并列，發(fā)生反充電事故。

2.2 母聯(lián)位置接點(diǎn)設(shè)計(jì)不完善的分析

分析圖1，仍存不足的地方： PT并列的條件不夠充分，即母聯(lián)位置接點(diǎn)不夠完善。圖1中，該廠家只以母聯(lián)開關(guān)MDL的動(dòng)合觸點(diǎn)作為PT二次并列起動(dòng)的條件，這與現(xiàn)場實(shí)際明顯不相符。以圖1的設(shè)計(jì)回路，非常容易造成PT一次側(cè)未并列，直接將PT二次側(cè)并列的情況，從而使PT二次回路出現(xiàn)極大的環(huán)流，熔斷二次保險(xiǎn)或跳開二次空開，繼電保護(hù)失壓，讓距離、零序、縱聯(lián)距離等電壓相關(guān)的保護(hù)誤動(dòng)，若空開未跳開，則會(huì)燒毀設(shè)備及威脅人身安全，發(fā)生反充電事故。僅由母聯(lián)斷路器的位置不能確保PT一次側(cè)已經(jīng)并列，而需要在母聯(lián)開關(guān)動(dòng)合觸點(diǎn)中串入母聯(lián)開關(guān)兩側(cè)隔離刀閘的輔助觸點(diǎn)M1G和M2G，改進(jìn)后的PT二次并列回路必須滿足MDL、M1G、M2G同時(shí)在合位，其相應(yīng)輔助觸點(diǎn)在合位后才滿足防止反充電的二次并列起動(dòng)條件。

2.3 缺少重動(dòng)回路的分析

該設(shè)計(jì)缺少重動(dòng)回路，沒有PT隔離開關(guān)的輔助觸點(diǎn)串聯(lián)的重動(dòng)回路。若A變電站需要將其中一組PT檢修，其操作順序?yàn)椋簩山MPT一次側(cè)正常并列，1QK轉(zhuǎn)換開關(guān)切換至二次側(cè)并列位置，然后將待檢修PT二次空開及保險(xiǎn)斷開，最后拉開PT一次刀閘將PT轉(zhuǎn)為檢修。此時(shí)，若待檢修的PT空開或保險(xiǎn)未可靠斷開，環(huán)流反送至另一組運(yùn)行PT將其空開或保險(xiǎn)熔斷，使母線二次失壓，保護(hù)裝置失壓誤動(dòng)；若另一組運(yùn)行PT空開或保險(xiǎn)未斷開，則正常運(yùn)行PT的電壓將通過電壓二次并列回路反送至帶檢修PT，造成設(shè)備燒毀甚至危害人身安全的反充電事故。

3 防止反充電的設(shè)計(jì)

綜合上述分析，具有防止反充電的電壓互感器二次并列回路需要考慮：雙位置繼電器的安全隱患；完善母聯(lián)位置接點(diǎn)；增加重動(dòng)回路。改善后的防止反充電的設(shè)計(jì)如圖2所示。

從圖2中可以看出，母聯(lián)開關(guān)位置接點(diǎn)進(jìn)行了前移，將并列、分列控制回路直接接到正電源處，這樣雙位置繼電器J8將始終處于正確的位置，母聯(lián)開關(guān)分、合后，可以通過并列、分列控制回路將雙位置繼電器J8置于正確的位置；另外，母聯(lián)位置接點(diǎn)進(jìn)行了完善，將母聯(lián)開關(guān)兩側(cè)隔離刀閘動(dòng)合觸點(diǎn)串入母聯(lián)位置接點(diǎn)，能夠確保一次并列的情況下，二次側(cè)才能并列；最后增加了重動(dòng)環(huán)節(jié)，將PT隔離刀閘的輔助接點(diǎn)作為重動(dòng)繼電器啟動(dòng)的條件，防止因PT空開或保險(xiǎn)未可靠斷開造成的反充電，加入重動(dòng)環(huán)節(jié)后，由于PT電壓二次回路隨PT隔離刀閘的斷開而可靠斷開，不會(huì)因?yàn)镻T空開或保險(xiǎn)的不可靠斷開而造成反充電，PT電壓二次并列回路如圖3所示。

從圖3可以看出，PT電壓二次并列回路加入了重動(dòng)繼電器的輔助觸點(diǎn)，PT二次電壓不會(huì)直接送至小母線1YM、2YM，而是經(jīng)過PT隔離刀閘1G、2G起動(dòng)的重動(dòng)繼電器的輔助觸點(diǎn)1GWJ、2GWJ送至小母線1YM、2YM，即PT的二次電壓回路隨PT一次隔離刀閘的狀態(tài)而改變。當(dāng)待檢修PT刀閘拉開后，該P(yáng)T對(duì)應(yīng)二次電壓回路被可靠斷開，防止環(huán)流的產(chǎn)生以及反充電造成的設(shè)備和人身傷害。

結(jié)語

本文通過探討分析電壓互感器二次并列回路的設(shè)計(jì)，總結(jié)出防止反充電的二次并列回路的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：（1）要避免雙位置繼電器帶來的安全隱患，將并列、分列控制回路直接接正、負(fù)電源；（2）母聯(lián)位置接點(diǎn)設(shè)計(jì)要完善，避免一次未并列，直接并列二次造成的反充電；（3）應(yīng)加入重動(dòng)環(huán)節(jié)，使PT二次并列回路及電壓二次并列回路隨PT一次狀態(tài)改變而相應(yīng)改變，防止環(huán)流及反充電事故的發(fā)生。

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作者簡介：彭嬌（1989-）女，本科，工學(xué)學(xué)士，電氣助理工程師，從事電氣二次設(shè)計(jì)的相關(guān)工作。