分析電壓互感器二次回路故障對(duì)繼電保護(hù)的影響

蘇國(guó)忠

摘 ?要：繼電保護(hù)裝置，是電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)性保護(hù)裝置之一，是智能電網(wǎng)發(fā)展的重點(diǎn)元件?；诖耍撐氖紫冉榻B了繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行原理。其次，根據(jù)目前電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，分析了電壓互感器二次回路故障常見類型與故障原因。最后，分析電壓互感器二次回路故障對(duì)繼電保護(hù)裝置造成的影響，并進(jìn)一步探討了應(yīng)對(duì)這種影響的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：電壓互感器 ?二次回路故障 ?繼電保護(hù)

中圖分類號(hào)：F407 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1672-3791（2019）05（a）-0038-02

當(dāng)前電力系統(tǒng)正在朝信息化、數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展，繼電保護(hù)裝置在智能電網(wǎng)中的作用越來越凸顯。然而，繼電保護(hù)裝置的具體運(yùn)行，受到電壓互感器運(yùn)行質(zhì)量的影響，一旦電壓互感器運(yùn)行出現(xiàn)故障，就會(huì)造成電網(wǎng)系統(tǒng)一次電路與二次電路分流錯(cuò)誤。因而，如何克服電壓互感器二次回路故障，是擺在智能電網(wǎng)設(shè)計(jì)人員面前的重要課題。

1 ?繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行原理

繼電保護(hù)裝置是在電力系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)問題時(shí)啟動(dòng)的，可以自動(dòng)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的故障原因進(jìn)行排查[1]。一方面，繼電保護(hù)裝置是一種實(shí)時(shí)保護(hù)，可以在第一時(shí)間對(duì)故障進(jìn)行響應(yīng)，避免電力系統(tǒng)的故障造成更加嚴(yán)重的影響，保護(hù)電力裝置，使其不會(huì)受到電壓不穩(wěn)定、電流不穩(wěn)定等問題的影響，保障電力供應(yīng)系統(tǒng)與電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定，保障電力系統(tǒng)的安全性，減少設(shè)備與系統(tǒng)故障造成的電力系統(tǒng)人員傷亡事故。另一方面，繼電保護(hù)裝置是一種具有跟蹤性質(zhì)的保護(hù)裝置，可以對(duì)故障的位置進(jìn)行鎖定，方便電力系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)人員，在第一時(shí)間對(duì)故障原因進(jìn)行分析，對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行排查，從而更加快捷、高效、準(zhǔn)確地對(duì)故障進(jìn)行檢修。

電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置，正在向信息化的方向發(fā)展。大數(shù)據(jù)技術(shù)的運(yùn)用，提高了繼電保護(hù)裝置位置鎖定的準(zhǔn)確性，遠(yuǎn)程控制技術(shù)的運(yùn)用，提高了繼電保護(hù)裝置的靈活程度。同時(shí)，繼電保護(hù)裝置與智能傳感設(shè)備的結(jié)合，大大提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行控制的智能化程度，有助于電力系統(tǒng)運(yùn)維人員，對(duì)繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行效果進(jìn)行技術(shù)升級(jí)。

2 ?電壓互感器二次回路故障常見類型與故障原因

電壓互感器（Potential transformer）是用來變換電力系統(tǒng)線路上電壓的設(shè)備[2]。其可以將電力系統(tǒng)裝置中的高壓電轉(zhuǎn)換為低壓電，以減少高壓電流對(duì)設(shè)備造成的損害。一旦電壓互感器的運(yùn)行出現(xiàn)故障，電力系統(tǒng)中的終端設(shè)備就會(huì)受到高壓電流的影響，出現(xiàn)短路、電流紊亂等現(xiàn)象，會(huì)造成繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行故障。同時(shí)，電壓互感器還可以將一次回路與二次回路分開，給測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)裝置供電。

電壓互感器的容量較小，一般只有幾伏安、幾十伏安[3]。常見的故障類型有：（1）二次短路。這種故障會(huì)導(dǎo)致熔斷器設(shè)備無法正常工作，導(dǎo)致元件的運(yùn)行出現(xiàn)跳閘情況，各項(xiàng)回路的線芯，會(huì)出現(xiàn)接觸不到位的現(xiàn)象。（2）二次回路多點(diǎn)接地。此故障主要是由于電壓互感器的安裝問題造成的，技術(shù)人員如果沒有按照相關(guān)技術(shù)規(guī)定，降低電壓值的參數(shù)，就容易造成這種問題。（3）插件燒毀故障。這主要是由于電壓互感器的負(fù)荷太重，或者回路短路造成。

3 ?電壓互感器二次回路故障影響與對(duì)策分析

3.1 電壓互感器二次回路短路的影響及對(duì)策分析

電壓互感器二次回路短路，會(huì)造成電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置電壓向量的改變，影響繼電保護(hù)裝置運(yùn)行的平穩(wěn)性。一方面，電壓互感器二次回路短路會(huì)影響繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行效能，使裝置的定位系統(tǒng)運(yùn)行失靈，當(dāng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置由于自身的電壓向量問題，對(duì)故障位置的定位會(huì)發(fā)生一定程度的偏移。另一方面，電壓互感器二次回路短路，會(huì)造成繼電保護(hù)裝置的電子信息控制系統(tǒng)誤碼率上升，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置斷線，電子信息系統(tǒng)會(huì)從錯(cuò)誤動(dòng)作中撤出，以免指令失控。失去電子信息系統(tǒng)的導(dǎo)向作用，繼電保護(hù)裝置的靈敏度與靈活度會(huì)受到極大的影響。

為了應(yīng)對(duì)電壓互感器二次回路短路的影響，技術(shù)人員可以采用以下措施：（1）對(duì)電壓互感器二次回路短路的原因進(jìn)行分析，確定電壓互感器二次回路短路的位置。（2）將不同的斷線情況進(jìn)行分類，保障電壓互感器的運(yùn)行處于一種有序控制的狀態(tài)下。

3.2 電壓互感器二次回路多點(diǎn)接地的影響及對(duì)策分析

電壓互感器二次回路多點(diǎn)接地，會(huì)造成電壓互感器中性線電壓偏移，影響相位電壓的穩(wěn)定性，從而導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的電壓升高或降低，造成繼電保護(hù)裝置電壓相位的變化。一方面，當(dāng)電壓互感器二次回路多點(diǎn)接地，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置電壓升高時(shí)（可達(dá)線電壓），繼電器的運(yùn)行穩(wěn)定性受到的影響比較小。但是這種情況下，繼電器容易出現(xiàn)反方向上的線路故障，導(dǎo)致繼電器的工頻過大。另一方面，電壓互感器二次回路多點(diǎn)接地，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的電壓過低（可為零），在這種狀況發(fā)生時(shí)，繼電保護(hù)裝置的電壓偏移情況較為明顯，正方向上的自由抗阻過大，會(huì)造成繼電保護(hù)裝置運(yùn)行故障，零序功率運(yùn)行失常。

為了應(yīng)對(duì)電壓互感器二次回路多點(diǎn)接地的影響，技術(shù)人員可以采取以下措施：（1）技術(shù)人員要根據(jù)繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行特點(diǎn)，科學(xué)設(shè)計(jì)整體設(shè)定值，提高電壓互感器二次回路多點(diǎn)接地的情況下，繼電保護(hù)裝置電壓的穩(wěn)定性。（2）退出有關(guān)保護(hù)，根據(jù)國(guó)家電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置的有關(guān)使用規(guī)定，對(duì)電壓互感器的運(yùn)行進(jìn)行保護(hù)，防止誤動(dòng)作。（3）檢查電壓互感裝置的高壓熔斷器和低壓熔斷器，查看器件運(yùn)行的聲音、溫度等，檢查電壓互感裝置的自動(dòng)空氣開關(guān)，是否與繼電保護(hù)裝置連接良好。

3.3 電壓互感器二次回路插件燒毀的影響及對(duì)策分析

電壓互感器二次回路插件燒毀，通常是由于線路的整體運(yùn)行電阻過大造成，這種現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置，發(fā)生較小的電壓偏移現(xiàn)象，從而使電力系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行電壓，超過安全電壓規(guī)定的范圍，設(shè)備中的三相電壓會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的不均衡現(xiàn)象。除此之外，電壓互感器二次回路插件燒毀，還會(huì)造成電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置PT斷線，從而影響系統(tǒng)中設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。高壓熔斷器多次熔斷，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置的內(nèi)部絕緣系統(tǒng)嚴(yán)重?fù)p壞。系統(tǒng)運(yùn)行的繞組層間或匝間出現(xiàn)斷路故障，導(dǎo)致相電壓升高并以低頻擺動(dòng)，繼電保護(hù)裝置絕緣支架的有效性受到明顯的影響。

為了應(yīng)對(duì)電壓互感器二次回路插件燒毀，對(duì)繼電保護(hù)裝置造成的影響，技術(shù)人員可以采用以下措施：（1）對(duì)電壓互感器，進(jìn)行回路斷線處理，減少互感器插件燒毀對(duì)繼電保護(hù)裝置電壓的影響。（2）設(shè)置與中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)的連接模塊，提高繼電保護(hù)裝置的自調(diào)節(jié)性能。（3）加強(qiáng)對(duì)電壓表運(yùn)行系數(shù)的控制，保障高壓繞組端接地問題處置良好，避免串聯(lián)諧振現(xiàn)象的出現(xiàn)。（4）對(duì)繼電保護(hù)裝置的線電壓進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)內(nèi)容包含繼電保護(hù)裝置中的聲、光信號(hào)，減少三相電壓的不平衡現(xiàn)象。（5）在電壓互感器上加裝智能感應(yīng)元件，電壓互感器運(yùn)行之前，檢驗(yàn)互感器有無松動(dòng)現(xiàn)象，保障電壓互感器與繼電保護(hù)裝置的連接線沒有斷點(diǎn)，檢查電壓互感器切斷回路的接觸狀況，對(duì)于接觸不良的部位，進(jìn)行及時(shí)的加固處理，減少磁鐵諧振現(xiàn)象的產(chǎn)生。

4 ?結(jié)語(yǔ)

綜上所述，短路問題、接地問題、插件燒毀是電壓互感器二次回路故障的幾種主要故障類型，技術(shù)人員要根據(jù)不同的故障類型，進(jìn)行解決方式的選擇。從該文的分析可知，研究電壓互感器二次回路故障對(duì)繼電保護(hù)的影響，有助于技術(shù)人員從問題的角度出發(fā)，看待目前繼電保護(hù)裝置運(yùn)行中的不足。因而，要加強(qiáng)對(duì)電壓互感器二次回路故障的理論學(xué)習(xí)，并在維修實(shí)踐當(dāng)中，降低故障對(duì)繼電保護(hù)裝置造成的影響。

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