探究電壓互感器二次回路故障分析處理

凌飛

（國(guó)網(wǎng)河南省電力公司淅川縣供電公司，河南 淅川 474450）

一、故障現(xiàn)象及處理

某地有一座座110kV 變1 電站在進(jìn)行綜合自動(dòng)化改造，其中110kV 和10kV 電壓互互感器共有五組，有三組10kV 電壓互感器分別接在10kV3 號(hào)、4 號(hào)、5 號(hào)母線(xiàn)上，五組電壓互感器的二次回路采用完全星形接線(xiàn)，N 相接地。在完成10kV 電壓互感器測(cè)控裝置更換后，接著進(jìn)行110kV 電壓互感器測(cè)控裝置更換，卻接連發(fā)生幾次電壓互感器二次回路斷線(xiàn)故障，且每次電壓互感器斷線(xiàn)都是發(fā)生接地故障后。

該變電站10kV4 號(hào)母線(xiàn)電壓異常，4 號(hào)母線(xiàn)原絕緣監(jiān)察回路接地光字牌亮，接著10kV 微機(jī)保護(hù)發(fā)出“TV 斷線(xiàn)告警”信號(hào)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員檢查，發(fā)現(xiàn)10kV3 號(hào)母線(xiàn)上有饋線(xiàn)接地，斷開(kāi)改線(xiàn)路開(kāi)關(guān)后，接地信號(hào)消失，檢查互感器04TV 二次側(cè)A、C 兩相保險(xiǎn)熔斷，恢復(fù)保險(xiǎn)后TV 斷線(xiàn)信號(hào)復(fù)歸，類(lèi)似的情況在以后的一個(gè)星期內(nèi)又出現(xiàn)過(guò)兩次。

經(jīng)過(guò)對(duì)三次故障的告警記錄分析發(fā)現(xiàn)，每次TV 斷線(xiàn)都是在發(fā)生接地故障后出現(xiàn)的，但現(xiàn)場(chǎng)10kV3、4 號(hào)母和P 線(xiàn)是分段運(yùn)行的，兩者互不相干，卻出現(xiàn)這段母線(xiàn)接地，而另一段母線(xiàn)TV 二次側(cè)斷線(xiàn)的異?，F(xiàn)象。

檢查10kV 高壓開(kāi)關(guān)室開(kāi)關(guān)柜的電壓環(huán)網(wǎng)回路，新的電壓互感器測(cè)控裝置安裝在公用屏上，電壓回路從TV 柜通過(guò)電纜接到測(cè)控裝置，經(jīng)刀閘重動(dòng)繼電器切換后回到高壓室新更換的微機(jī)保護(hù)中。因還有部分計(jì)量、主變和低周等裝置沒(méi)有改造，所以同時(shí)在輸出回路上還有接

到電磁型中繼屏上的臨時(shí)電纜接線(xiàn)，這種臨時(shí)的接線(xiàn)方式是可行的。在檢查中繼屏端子排接線(xiàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)有一組短接線(xiàn)將10kV 互03、04 電壓互感器二次側(cè)的A－A、B－B、C－C 相直接連在一起，原來(lái)在更換電壓互感器測(cè)控裝置時(shí)，工作人員取消了原TV 切換裝置，而是圖省事用短接線(xiàn)直接將兩段的A、B、C、N 回路并聯(lián)，在完成10kV 互03、04 電壓互感器測(cè)控裝置更換后，忘記拆除該組短接線(xiàn)，導(dǎo)致不論一次側(cè)母線(xiàn)分段還是并列運(yùn)行，兩段電壓互感器的二次回路總是處于并聯(lián)運(yùn)行狀態(tài)，這就是屢次造成電壓回路斷線(xiàn)的故障點(diǎn)和故障原因。

二、故障原因分析

通過(guò)對(duì)故障原因的分析，短接線(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)的電壓互感器二次切換回路是有本質(zhì)區(qū)別的。在電壓互感器二次側(cè)的切換回路中，通常采用的是“切換開(kāi)關(guān)（BK）、母聯(lián)開(kāi)關(guān)位置接點(diǎn)（DL）、隔離刀閘位置接點(diǎn)（1G、2G）、切換繼電器（ZJ）”串串聯(lián)組成的切換，回路中串入母聯(lián)聯(lián)開(kāi)關(guān)位置等接點(diǎn)，典型接線(xiàn)如圖1 所示。其目的是使TV 二次側(cè)的并列運(yùn)行方式只能根據(jù)所接母線(xiàn)的并列而并列。

圖1 TV 并列啟動(dòng)回路（方框?yàn)槟嘎?lián)單元）

而故障時(shí)的一次設(shè)備運(yùn)行方式是10kV3 號(hào)、4 號(hào)母線(xiàn)分段運(yùn)行，互感器03、04TV 分段運(yùn)行，各饋線(xiàn)常供。一次接線(xiàn)簡(jiǎn)圖如圖2 所示。

圖2 一次接線(xiàn)簡(jiǎn)圖

由于工作人員的“圖省事”，用簡(jiǎn)單的短接線(xiàn)直接并聯(lián)兩段電壓二次回路，強(qiáng)制形成了二次回路側(cè)側(cè)“長(zhǎng)期永久”的并列運(yùn)行方式，接線(xiàn)簡(jiǎn)圖如圖3。

圖3 錯(cuò)誤接線(xiàn)示意圖

當(dāng)一次系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，這種并列運(yùn)行方式影響不大，各計(jì)量表計(jì)和保護(hù)裝置采樣到的電壓基本正常，但當(dāng)一次系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)，情況就發(fā)生了根本性的改變。如其中某一段母線(xiàn)發(fā)生故障時(shí)，由于兩個(gè)電壓互感器的次側(cè)是分段運(yùn)行的，而二次回路為并聯(lián)運(yùn)行，相相當(dāng)于將兩個(gè)不同系統(tǒng)的電壓強(qiáng)行并列在一起，并列在一起的兩組不同電壓的幅值與相位將會(huì)發(fā)生“爭(zhēng)搶”現(xiàn)象，造成電壓回路異常。以10kV4 號(hào)母線(xiàn)A 相接地為例，來(lái)分析合成電壓的變化，驗(yàn)證這次故障的判斷處理正確與否。其等值電路計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4。

通過(guò)計(jì)算，A 相完全接地時(shí)，并列后的電壓Ua ＝28．85 ∠90，Ub ＝76．33 ∠－49，Uc ＝76．33 ∠－131°

圖4 等值電路計(jì)算簡(jiǎn)圖

而且兩組電壓互感器二次繞組之間也產(chǎn)生了差壓，兩組電壓之間的差值造成回路中的電流增加，因接地故障初期存在變化因素，當(dāng)接近完全接地時(shí)，電壓互感器二次回路的保險(xiǎn)就會(huì)因差壓過(guò)大產(chǎn)生差流從而熔斷，T斷線(xiàn)檢測(cè)裝置會(huì)因電壓幅值與相位的變化發(fā)出TV 斷線(xiàn)的信號(hào)。也可以通過(guò)向量圖來(lái)分析，其向量圖如圖5 所示。

圖5 合成向量分析圖

從圖中可以看出，合成后的三個(gè)線(xiàn)電壓仍然是對(duì)稱(chēng)的，它們的幅值還是100V，對(duì)于不完全接地情況，合成后的線(xiàn)電壓依然是對(duì)稱(chēng)的，幅值也變化不大，基本在100V 左右，對(duì)計(jì)量和和保護(hù)沒(méi)有影響。

三、結(jié)束語(yǔ)

故障的處理和理論分析證明標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的電壓互感器二次切換回路的科學(xué)性，電壓互感器的二次回路運(yùn)行方式必須與其一次回路的運(yùn)行方式相一致，如果一次分段造而二次強(qiáng)制并列，則輕者燒保險(xiǎn)，重者可能造成電壓互分感器損壞或人身傷害事故。因此，在繼電保護(hù)安裝工程施工時(shí)，要嚴(yán)格按照以下要求進(jìn)行操作

（一）按照“繼電保護(hù)和電網(wǎng)安全自動(dòng)裝置現(xiàn)場(chǎng)工作保安規(guī)定”要求，在開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)的回路改造工作時(shí)，對(duì)臨時(shí)的改接線(xiàn)必須填寫(xiě)“繼電保護(hù)安全措施工作票”，工作完成后應(yīng)予拆除臨時(shí)改接線(xiàn)。

（二）在電壓互感器二次回路改造工作中，如需交差施工，可以采用安裝三極刀間的方式暫時(shí)代替標(biāo)準(zhǔn)的并列切換回路，這樣在改造工作中不論是一次設(shè)備操作，還是回路臨時(shí)并列，都有一個(gè)很好的操作地點(diǎn)，運(yùn)行人員在操作中也十分直觀。

（三）凡是二次回路或更換過(guò)保護(hù)裝置的設(shè)備，都要高度重視改造后的第一次動(dòng)作或異常情況。當(dāng)?shù)谝淮萎惓：螅S護(hù)人員就應(yīng)收集信息進(jìn)行必要的檢查，往往在這個(gè)時(shí)候就可以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，從而避免故障的重復(fù)發(fā)生和升級(jí)擴(kuò)大。