電壓互感器二次側(cè)中性點(diǎn)回路隱患排查方法分析

禹超

摘要： 電壓互感器二次側(cè)有且盡可有一點(diǎn)接地。研究從電壓互感器二次側(cè)無接地和多點(diǎn)接地的危害入手，對(duì)其排查方法和防范措施進(jìn)行了分析。最終目的在于幫助電力工程領(lǐng)域作業(yè)人員掌握電壓互感器二次側(cè)中性點(diǎn)回路隱患排查方法和防范措施，保證繼電保護(hù)及安全裝置的動(dòng)作正確性和安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞： 電壓互感器;二次側(cè)中性點(diǎn)回路;多點(diǎn)接地;繼電保護(hù);維護(hù)措施

引言

作為電力系統(tǒng)重要的電氣設(shè)備之一，電壓互感器將一次側(cè)高電壓轉(zhuǎn)換為低電壓，便于保護(hù)、測控和計(jì)量以及電能質(zhì)量控制、自動(dòng)無功調(diào)節(jié)等二次設(shè)備對(duì)電網(wǎng)各處節(jié)點(diǎn)電壓實(shí)時(shí)監(jiān)視。電壓互感器二次側(cè)回路有且僅可有一點(diǎn)接地，方能保證其安全運(yùn)行和傳變電壓。

在現(xiàn)場運(yùn)維中，由于施工工藝遺留隱患、線纜絕緣故障、二次側(cè)中性點(diǎn)氧化鋅避雷器絕緣擊穿等因素影響，電壓互感器二次側(cè)中性點(diǎn)回路有時(shí)會(huì)出現(xiàn)無接地或多點(diǎn)接地隱患，形成安全威脅、造成停電面積擴(kuò)大。因此，本文基于現(xiàn)場運(yùn)維總結(jié)，對(duì)電壓互感器二次側(cè)中性點(diǎn)隱患排查方法和防范措施進(jìn)行了例證分析。

電壓互感器二次側(cè)中性點(diǎn)無接地或多點(diǎn)接地的危害

無接地危害

若二次側(cè)無接地點(diǎn)，當(dāng)電壓互感器一、二次發(fā)生絕緣擊穿故障，數(shù)千伏特的高電壓竄入二次側(cè)，將對(duì)二次設(shè)備造成嚴(yán)重破壞，并對(duì)在回路上作業(yè)的人員形成嚴(yán)重威脅;再者，相電壓則失去了參考中性點(diǎn)，在三相電壓完全平衡時(shí)不會(huì)顯現(xiàn)異常，但當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)一次側(cè)電壓不再平衡，二次側(cè)中性點(diǎn)電位隨之發(fā)生漂移，二次側(cè)采集到的各相電壓的幅值與相位與實(shí)際的故障相電壓之間就會(huì)出現(xiàn)偏差，最直接的嚴(yán)重后果就是導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動(dòng)作或拒動(dòng)作，造成停電面積擴(kuò)大。

多點(diǎn)接地危險(xiǎn)系數(shù)分析

譬如電壓二次側(cè)中性點(diǎn)回路尚存兩個(gè)接地點(diǎn)，兩點(diǎn)之間存在電位差，在變電站出口發(fā)生接地或雷擊故障導(dǎo)致接地網(wǎng)流過較大的電流、地網(wǎng)條件差的情形下，足以引起保護(hù)誤動(dòng)的后果兩接地點(diǎn)之間的電位差。詳細(xì)流程圖如下：

流入保護(hù)裝置電壓作為電壓互感器的二次繞組實(shí)際感應(yīng)電壓疊加的差距壓，確定不了反映一次的電壓幅值及相位，輕壓則會(huì)引起二次設(shè)備的運(yùn)行異常，重壓便會(huì)導(dǎo)致保護(hù)錯(cuò)誤動(dòng)作。

電壓互感器二次側(cè)中性點(diǎn)回路接地規(guī)范及日常檢查規(guī)范

根據(jù)繼電保護(hù)裝置及安全自動(dòng)裝置的技術(shù)規(guī)程操作，控制室內(nèi)的零相小母線連接機(jī)組電壓互感器，只需控制室內(nèi)將N600一點(diǎn)接地先，各個(gè)的電壓互感器中的中性線點(diǎn)不會(huì)有斷開的斷路器或者是接觸器等。其獨(dú)立點(diǎn)與其他的電壓互感器的回路沒有電氣聯(lián)系的開關(guān)場一點(diǎn)接地，

由于目前尚未出現(xiàn)在不影響回路設(shè)備正常運(yùn)行前提下成效顯著的電壓互感器二次側(cè)中性點(diǎn)接地自動(dòng)檢測報(bào)警方案，為防范多點(diǎn)接地，根據(jù)電網(wǎng)繼電保護(hù)反事故措施規(guī)定，運(yùn)行中的變電站對(duì)于電壓互感器二次側(cè)中性點(diǎn)一點(diǎn)接地電流執(zhí)行定期檢查和回路施工檢修后專項(xiàng)檢查結(jié)合的方式，每次檢測接地點(diǎn)電流數(shù)據(jù)不應(yīng)大于50毫安且不大于上次檢測值20毫安，若不符合則需進(jìn)行進(jìn)一步檢查。工程施工存在電壓互感器回路新增或變動(dòng)的，設(shè)備投運(yùn)前使用萬用表電阻檔對(duì)地測量確認(rèn)一點(diǎn)接地可靠。

排查多點(diǎn)接地方法

電壓法排查法

電壓互感器中只有一個(gè)點(diǎn)接地的情況下是采用到電壓法排查出，每個(gè)保護(hù)屏及端子箱內(nèi)保護(hù)用電是的小母線對(duì)接點(diǎn)的電壓值跟離開接地點(diǎn)的距離成正比。具體的節(jié)點(diǎn)圖如下圖2。

具體節(jié)點(diǎn)圖如圖2.屏內(nèi)小母線離接地點(diǎn)越遠(yuǎn)對(duì)地的電壓就會(huì)越大，相反屏內(nèi)小母線對(duì)地電壓只有0或者幾毫伏壓時(shí)對(duì)地電壓就越小，這時(shí)就會(huì)得出此屏有沒有接地的現(xiàn)象。才用到電壓法去查找接地點(diǎn)，不需要去多余的找接地線，但也必須做到實(shí)際故障去的排查，對(duì)個(gè)屏柜和端子箱進(jìn)行逐一篩選。工作范圍廣作業(yè)量極大，目前存在使用率較少。

疊加直流信號(hào)的檢測方法

如圖3所示，信號(hào)發(fā)生器在電壓互感器二次中性點(diǎn)N600回路A點(diǎn)注入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的直流電流信號(hào)，該信號(hào)通過地構(gòu)成回路，然后用檢測器逐個(gè)N600支路鉗通過的信號(hào)值。在電壓互感器小母線網(wǎng)絡(luò)只存在一個(gè)接地點(diǎn)時(shí)，注入內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)就會(huì)組成一個(gè)匯入，則標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)的大小與檢測器得到的接地點(diǎn)的電流會(huì)達(dá)成一致。

存在多點(diǎn)接地的N600網(wǎng)絡(luò)，則被注入的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)會(huì)組成多個(gè)回路，電流新會(huì)就會(huì)形成分流，這是標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)和檢測器的接地點(diǎn)電流大小會(huì)不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致電壓互感器N600網(wǎng)絡(luò)存在兩點(diǎn)上的接地點(diǎn)。在被分辨出兩點(diǎn)以上的接地點(diǎn)后，控制室內(nèi)各個(gè)支路用檢測器會(huì)檢測出多個(gè)電流，測試出電流會(huì)傳達(dá)出該支路有節(jié)點(diǎn)地。該排查方式在不停電情況下，為排查兩點(diǎn)及多點(diǎn)接地提供了有效及便捷的方式，目前，信號(hào)疊加法的電壓二次回路多點(diǎn)接地查找儀器已經(jīng)成為各個(gè)行業(yè)的主要使用工具。

然而，對(duì)于簡單穩(wěn)定的金屬性多點(diǎn)接地故障，上述接地查找儀可以迅速定性定位;而對(duì)于絕緣問題引起的不完全多點(diǎn)接地常隨天氣、溫度、濕度甚至小動(dòng)物影響，存在接地特征不明顯、隨時(shí)間變化的特點(diǎn)，需結(jié)合多方面因素跟蹤比較排查。

例：某次220kV變電站保護(hù)定檢中發(fā)現(xiàn)全站N600一點(diǎn)接地點(diǎn)電流異常，但對(duì)投產(chǎn)3年內(nèi)及發(fā)現(xiàn)隱患后追蹤檢查的N600接地點(diǎn)電流檢測值分析，發(fā)現(xiàn)結(jié)果呈現(xiàn)檢測值忽高忽低、且使用多點(diǎn)接地查找儀檢測各N600支路均判定為無接地的現(xiàn)象，如表1及表2所示。

通過數(shù)據(jù)比對(duì)初步鎖定多次檢測值居高不下的支路1，停電作絕緣檢查最終定位到戶外受施工工藝差損傷的A相電纜，病灶隨著長期潮濕環(huán)境影響多點(diǎn)接地現(xiàn)象日益凸顯。對(duì)于這類隱患，只有通過持續(xù)的追蹤比對(duì)分析才能定位故障點(diǎn)。

隱患接地點(diǎn)防范措施

從檢查結(jié)果得出產(chǎn)生無接地點(diǎn)或多接地點(diǎn)的主要原因是技改工程前期收資、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、施工中的接線及最后的驗(yàn)收把關(guān)及日常的維護(hù)等多方面考慮，因此在必要時(shí)刻必須在不用的環(huán)節(jié)采取相對(duì)應(yīng)的措施，去進(jìn)行全方位及權(quán)過程的治理和監(jiān)督。斷絕因電壓互感器二次側(cè)中性點(diǎn)賄賂接地問題所引起一系列的故障。

先是工程前期收資階段要對(duì)舊回路開展全面排查，設(shè)計(jì)圖紙上需要突出電壓花干起接地點(diǎn)的位置所在，進(jìn)行施工中嚴(yán)格的按照?qǐng)D紙要求去完成。

設(shè)計(jì)圖紙上必須注明電壓互感器接地點(diǎn)位置，施工過程中嚴(yán)格按照?qǐng)D紙施工。

例：某變電站3/2接線間隔改造設(shè)計(jì)現(xiàn)場勘察不到位，默認(rèn)原有接線為N600接地點(diǎn)從電壓互感器端子箱直接引至控制室一點(diǎn)接地，實(shí)際上改造前N600一點(diǎn)接地為手拉手并接：母線同期電壓——間隔測控電壓——斷路器保護(hù)——線路保護(hù)，從而使得線路電壓互感器二次側(cè)獲得接地點(diǎn)，錯(cuò)誤的設(shè)計(jì)打斷了原有的手拉手并接，從而導(dǎo)致了電壓互感器二次側(cè)接地點(diǎn)缺失。故此建議，需在舊回路基礎(chǔ)上加強(qiáng)設(shè)計(jì)圖紙審核和施工接線驗(yàn)收，盡量避免相鄰設(shè)備N600手拉手并接的方式，優(yōu)先采取直接引至一點(diǎn)接地點(diǎn)方式，防止后期技改錯(cuò)漏。

其次，加強(qiáng)施工工藝及回路接線檢查、電纜絕緣檢查等驗(yàn)收把關(guān)。很多電纜絕緣問題來源于剝電纜工藝粗暴，因此應(yīng)注意采用合適的工具和正確的方法剝電纜，防止損傷電纜外皮;應(yīng)在屏蔽層接地線接好、所有電纜預(yù)線環(huán)節(jié)完成后開展絕緣檢查，包括對(duì)地和回路之間檢查。

對(duì)于防范電壓互感器二次側(cè)無接地，主要靠加強(qiáng)工程驗(yàn)收把關(guān)和專門回路排查。如果工程施工存在電壓互感器回路新增或變動(dòng)，設(shè)備投運(yùn)前使用萬用表電阻檔對(duì)地測量確認(rèn)一點(diǎn)接地可靠，對(duì)各電壓回路全面檢查，防止個(gè)別回路疏漏。

結(jié)語

綜上，鑒于電壓互感器二次側(cè)中性點(diǎn)回路接地缺失或多點(diǎn)接地隱患的危害，從圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、工程施工、驗(yàn)收把關(guān)和日常工作維護(hù)等角度提出了電壓互感器二次側(cè)中性點(diǎn)回路接地隱患的故障排查方法和改善手段，從而確保了繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置的長期可靠性。

參考文獻(xiàn)

王獻(xiàn)志，任江波，范景哲.電壓互感器二次側(cè)中性點(diǎn)回路多點(diǎn)接地查找新方法[J].佛山供電局技術(shù)，2014，33（2）：40–42.