電壓互感器二次回路斷線故障分析及處理措施

本文簡(jiǎn)介了電壓互感器在變電所系統(tǒng)中的重要作用，分析了電壓互感器二次回路斷線可能造成的影響，并提出了判斷該故障與及時(shí)處理該故障的相關(guān)措施。

【關(guān)鍵詞】電壓互感器 二次回路斷線 故障

電壓互感器簡(jiǎn)稱壓互，用字母表示為T(mén)V。其主要作用是將高電壓按照一定的變比變換為低電壓，以使用低電壓值反映高電壓值的變化。它的一次側(cè)和一次設(shè)備相連，二次側(cè)與二次設(shè)備相連，有磁的聯(lián)系，而無(wú)電的聯(lián)系，能可靠的將一、二次設(shè)備隔開(kāi)，因此各種測(cè)量?jī)x器和保護(hù)裝置就可以不直接與高電壓相連接，從而保證了儀表測(cè)量和繼電保護(hù)工作的安全，也解決了高壓測(cè)量的絕緣、制造工藝等困難。

1 電壓互感器的工作原理

電壓互感器的工作原理類同于變壓器。它也是由鐵芯、一次線圈、接線端子及絕緣支持物等組成。在鐵芯上裝有一次和二次繞組，它們之間互相絕緣。電壓互感器的一次線圈匝數(shù)比較多，并聯(lián)在供電系統(tǒng)的一次電路中，二次線圈匝數(shù)比較少，接于高阻抗的測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)的電壓線圈，正常運(yùn)行時(shí)，電壓互感器接近空載狀態(tài)。

變電所一般采用三相五柱式接法（如圖1）將電壓互感器接入電網(wǎng)中，即高壓線圈和一組低壓線圈接成星型，中性點(diǎn)接地，以測(cè)量相間電壓和相對(duì)地電壓。另一組低壓線圈接為開(kāi)口三角形，首尾相連，留出兩個(gè)端，供系統(tǒng)接地絕緣監(jiān)視用。

2 電壓互感器二次回路斷線造成的影響

電壓互感器的重大故障如鐵芯片間絕緣損壞、繞組斷線、繞組對(duì)地絕緣擊穿等極少發(fā)生，而且電壓互感器設(shè)備故障現(xiàn)象明顯，容易判斷。更為常見(jiàn)的是電壓互感器二次回路斷線問(wèn)題。

電壓互感器二次回路接的負(fù)載很多，連在母線上的各個(gè)連接元件的保護(hù)裝置，例如線路保護(hù)、變壓器保護(hù)，母差保護(hù)，各種測(cè)量?jī)x表等均是該母線上的二次負(fù)載。由于電壓互感器二次回路異常，導(dǎo)致加到保護(hù)裝置上的電壓下降，甚至降為零，從而造成各種保護(hù)和測(cè)量裝置誤動(dòng)或發(fā)生錯(cuò)誤。

典型的影響如下：

10kV及以上電壓等級(jí)的線路一般采用以阻抗繼電器為核心的距離保護(hù)作為主保護(hù) ，阻抗繼電器經(jīng)由電壓互感器TV二次獲取系統(tǒng)電壓。TV斷線則二次回路的相電壓和線電壓消失或降低，阻抗繼電器的測(cè)量阻抗減小，這將會(huì)引起距離保護(hù)裝置誤動(dòng)作。

復(fù)壓閉鎖過(guò)電流保護(hù)主要用在變壓器的后備保護(hù)或者變壓器的進(jìn)線保護(hù)中，低電壓繼電器經(jīng)負(fù)序電壓繼電器的常閉接點(diǎn)接于相間電壓上，以保證保護(hù)裝置在對(duì)稱三相短路時(shí)可靠地動(dòng)作，并能提高低電壓繼電器對(duì)三相短路的靈敏度。TV斷線造成電壓降低，有可能導(dǎo)致復(fù)壓閉鎖過(guò)流保護(hù)的復(fù)壓開(kāi)放，其結(jié)果會(huì)使發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，復(fù)壓閉鎖過(guò)流保護(hù)誤動(dòng)，擴(kuò)大事故范圍。

大部分線路保護(hù)裝置在TV二次發(fā)生斷線時(shí)都會(huì)使重合閘放電，使重合閘功能失靈，尤其是在單相重合閘方式下發(fā)生單相瞬時(shí)性故障時(shí)，不能單跳單重，及時(shí)恢復(fù)供電，還有可能造成線路非全相運(yùn)行，給地區(qū)電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行造成威脅。

3 電壓互感器斷線的處理措施

目前電網(wǎng)上應(yīng)用的保護(hù)裝置、計(jì)量表計(jì)功能全面，大部分裝置在電壓互感器二次斷線的情況下能及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)并自動(dòng)閉鎖與電壓有關(guān)的保護(hù)功能。

例如為防止互感器二次回路斷線造成距離保護(hù)裝置誤動(dòng)，通常裝設(shè)斷線閉鎖裝置KBL。KBL的執(zhí)行元件為一個(gè)雙線圈繼電器，兩組線圈W1和W2按磁平衡構(gòu)成工作原理。線圈W1經(jīng)過(guò)三個(gè)電容器組成零序電壓濾過(guò)器接到電壓互感器二次回路星型接線側(cè)，線圈W2經(jīng)過(guò)電容器和電阻接到電壓互感器二次回路開(kāi)口三角形側(cè)。KBL的常閉接點(diǎn)接到距離保護(hù)的直流回路中“+”電源側(cè)上，與距離保護(hù)構(gòu)成閉鎖狀態(tài)。

當(dāng)電壓互感器二次回路發(fā)生斷線時(shí)，由于W1端子間有零序電壓，W2端子間沒(méi)有零序電壓，綜合磁勢(shì)不為零，而且有相當(dāng)?shù)臄?shù)值，KBL動(dòng)作，將距離保護(hù)裝置閉鎖。

微機(jī)保護(hù)針對(duì)TV斷線也有軟件程序依據(jù)一定的判據(jù)閉鎖相應(yīng)的保護(hù)裝置。

盡管閉鎖元件或程序解決了誤動(dòng)的問(wèn)題，但此時(shí)一次設(shè)備的保護(hù)僅僅依賴于電流有關(guān)的保護(hù)，存在保護(hù)死區(qū)，設(shè)備不能長(zhǎng)期維持此狀態(tài)，應(yīng)盡快找到引起TV斷線的原因，消除這類缺陷。

TV斷線一般可觀察到以下現(xiàn)象：

（1）有功功率表指示異常，電壓表指示為零或三相電壓不一致，電能表不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)得慢，低電壓繼電器動(dòng)作。

（2）高壓熔斷器熔斷時(shí)還可能有接地信號(hào)出現(xiàn)，絕緣監(jiān)視電壓較正常值偏低，而正常相監(jiān)視電壓表上的指示仍正常。

（3）“電壓互感器回路斷線”光字牌亮，警鈴響。

引起電壓互感器二次回路斷線的原因一般為有以下幾種：

（1）電壓互感器二次回路的快速開(kāi)關(guān)跳開(kāi)或熔斷器熔斷。

（2）在裝置后端子上或屏上端子由于接觸不良造成斷線。

（3）中性點(diǎn)接地不牢引起斷線。

處理方法如下：

（1）停用所帶的繼電保護(hù)與自動(dòng)裝置，以防止誤動(dòng)。

（2）因二次回路故障，使儀表指示不正確時(shí)，可根據(jù)其他儀表指示，監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行，且不可改變?cè)O(shè)備的運(yùn)行方式，以免發(fā)生誤操作。

（3）檢查高、低壓熔斷器是否熔斷。若高壓熔斷器熔斷，應(yīng)查明原因予以更換，若低壓熔斷器熔斷，應(yīng)立即更換。

（4）檢查二次電壓回路的接點(diǎn)有無(wú)松動(dòng)、有無(wú)斷線現(xiàn)象，切換回路有無(wú)接觸不良，二次側(cè)自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)是否脫扣。

4 結(jié)束語(yǔ)

電壓互感器回路斷線是變電所運(yùn)行中常見(jiàn)的故障，應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，細(xì)心排查，盡快解除故障，才能使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行，保護(hù)裝置起到應(yīng)有的作用。

可試送一次，試送不成功再處理。

檢查保護(hù)裝置端子排上N線壓接可有松動(dòng)，若有壓接不緊，應(yīng)立即接牢。

作者簡(jiǎn)介

高秀琴（1975-），女，山西省交城縣人。碩士學(xué)位。現(xiàn)為太原鐵路機(jī)械學(xué)校講師。主要研究方向?yàn)殍F路供電（繼電保護(hù)）。

作者單位

太原鐵路機(jī)械學(xué)校 山西省太原市 030006