電壓互感器二次回路反充電的分析

郜磊

摘要：隨著社會經(jīng)濟的快速增長，生活質(zhì)量的不斷提高，電力工程的發(fā)展不僅是電力行業(yè)的發(fā)展需求，更是日常生活對其需求的必然趨勢。作為科技信息時代，電力工程的發(fā)展不僅要有足夠的容量進行電能輸送，還需保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全。電壓互感器是電力系統(tǒng)工程中的必要設(shè)備，能夠測量電力系統(tǒng)附屬設(shè)備的運行參數(shù)，對電力系統(tǒng)的安全有著至關(guān)重要的作用。本文對電壓互感器二次回路容易出現(xiàn)的反充電現(xiàn)象進行分析，探究其原因并找出相應(yīng)的防范措施。

關(guān)鍵詞：電壓互感器;二次回路;反充電;原因;防范措施

引言

在電力系統(tǒng)，電壓互感器的作用是測量電力系統(tǒng)中儀器儀表、繼電保護裝置，以及測量電力路線中電壓、功率與電能。然而在實際中，電力線路中某段母線電壓互感器停止工作，而母線繼續(xù)工作時，設(shè)置兩段母線電壓互感器切換回路，便于其中一段母線電壓互感器停用時，保證其電壓互感器二次電壓小母線上電壓不間斷，以及該段母線所連接的附屬電力設(shè)備正常工作，但是這種二次回路切換易出現(xiàn)反充電現(xiàn)象，這對電力系統(tǒng)附屬設(shè)備運行參數(shù)的測量有著嚴重的負面影響，嚴重時甚至產(chǎn)生電力安全事故。

一、電壓互感器二次回路原理

電壓互感器與變壓器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理大同小異，電壓互感器的結(jié)構(gòu)中，一次阻繞N1扎數(shù)比較多、二次阻繞N2扎數(shù)比較少（結(jié)構(gòu)如下圖1所示），兩次阻繞均與金屬鐵芯連接。一次阻繞與被測高壓電網(wǎng)相連，將被測高壓電網(wǎng)的電壓進行縮小，此時二次電壓所承載的電壓值不僅額度較小，還比較穩(wěn)定。在電力系統(tǒng)中，與高阻抗的電壓測量儀表和繼電器連接的電壓線圈正常運行時，電壓互感器接近于空載狀態(tài)，這也就是電壓互感器正常運行時的狀態(tài)，此時電力系統(tǒng)中的三相電壓對稱，第三線圈上的三相感應(yīng)電動勢之和為零。一旦發(fā)生單相接地時，中性點出現(xiàn)位移，開口三角的端子間就會出現(xiàn)零序電壓使繼電器動作，從而對電力系統(tǒng)起保護作用。

二、電壓互感器二次回路反充電的原因分析

電壓互感器二次回路反充電現(xiàn)象在實際中極其普遍，產(chǎn)生此類現(xiàn)象的原因，可從某電力公司的電壓互感器二次回路反充電現(xiàn)象進行分析，其原因可從以下四個方面體現(xiàn)：

2.1母線電壓并列回路

電壓互感器并列回路實現(xiàn)并聯(lián)的關(guān)鍵觸點是3YQJ2與3YQJ3，此公司電力系統(tǒng)中電壓互感器并列信號則是從觸點3YQJ1發(fā)出。當3YQJ2與3YQJ3兩個觸點失靈，而3YQJ1觸點正常工作時，信號接收與實際運行狀況則不一致，而這種情況下由于電力設(shè)備工作正常，電力工作人員無法察覺此異常，一旦某段母線失靈，電壓互感器則會出現(xiàn)反充電的現(xiàn)象。

2.2路線間隔保護電壓切換回路

路線間隔保護電壓切換回路從電力系統(tǒng)的操作箱進行操作，操作箱電壓切換在實際中有兩種形式，一種是隔離開關(guān)常開動作、常閉返回（以下稱方式1）;兩一種是只采用隔離開關(guān)常開觸點進行控制（以下稱方式2）。采用方式1的操作箱，當隔離開關(guān)的常開觸點閉合，盡管在切換的過程中出現(xiàn)斷電現(xiàn)象，雙位置繼電器也會繼續(xù)工作，整個回路已然導通。采用方式2的操作箱，當觸點接觸不良時，切換回路會出現(xiàn)斷電現(xiàn)象，線路上的繼電保護器也出出現(xiàn)斷電現(xiàn)象。此時，常開觸點斷開，電力保護無法收取到電壓保護器測量的電壓，電力保護出現(xiàn)錯誤保護措施。方式1與方式2回路切換，兩者切換回路的共同點，也是兩者之間的共同弊端，即在線路倒母線操作時，兩段母線二次電壓會出現(xiàn)并列現(xiàn)象，也就是反充電現(xiàn)象。

2.3線路間隔計量電壓器切換回路

電壓互感器二次電壓是通過計量表計量經(jīng)過電壓切換繼電器屏上相應(yīng)線路的重動繼電器切換后的電壓。與上述出現(xiàn)反充電現(xiàn)象一樣，在線路倒母線操作時，兩段母線二次電壓會出現(xiàn)并列現(xiàn)象，伴隨而來的也就是電壓互感器二次回路出現(xiàn)反充電的現(xiàn)象。

2.4同期回路

同期小母線切換由兩個隔離開關(guān)位置繼電器控制，然而，在實踐中，其中一個隔離開關(guān)位置繼電器的觸點常開或者常關(guān)，均不會影響兩段母線的正常工作，因此兩個隔離開關(guān)位置繼電器的是否正常工作也無法及時被發(fā)現(xiàn)。但隨后第二段母線斷電后，第一段母線會通過兩個隔離開關(guān)位置繼電器向第二段母線電壓互感器反充電。

三、電壓互感器二次回路反充電的防范措施

3.1加強電壓互感器的檢修力度

電力系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)及其復雜，不僅電力線路錯綜復雜，所安裝的電力設(shè)備種類繁多且要求嚴格。因此，國家對電力工程局的要求也更加嚴格，規(guī)定每年的固定時間對電力系統(tǒng)進行年檢。為防止電壓互感器二次回路出現(xiàn)反充電現(xiàn)象，在檢修過程中，一定要全面檢修電力系統(tǒng)中的每一道路線以及每一個設(shè)備，特別是保護操作箱、計量、同期電壓切換繼電器，不僅要檢測這個整備的運行狀態(tài)，小到設(shè)備的開關(guān)觸點均需要仔細檢測。對于由小問題的要及時修理，而存在大問題的地方，該更換的當及時更換新電纜或新設(shè)備。最后，檢修人員檢修完畢之后，特別是有修整或者更換的設(shè)備，應(yīng)當及時對其性能進行檢測。

3.2注意電壓互感器的運行監(jiān)控

電壓互感器的檢修是定時的，但是在日常工作中，電力工作人員應(yīng)注意對電壓互感器運行的監(jiān)控。比如，在母線斷電或者送點操作前，要針對切換設(shè)備的運行狀態(tài)進行監(jiān)控。一旦發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)母線電壓互感器并列或者切換繼電器同時動作的現(xiàn)象，要立即停止母線斷電或送點的動作，并立即檢查出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因并及時進行維修。對電壓互感器運行狀態(tài)的監(jiān)控，不單單是僅對電壓互感器這一設(shè)備的監(jiān)控，還需要對每個附屬電力設(shè)備操作動作前與后，對其他附屬設(shè)備帶來影響的觀察，一旦此影響會影響到電力互感器二次回路反充電現(xiàn)象，應(yīng)立即對其進行檢查與維修，及時調(diào)整以防事故的發(fā)生。

3.3提升電力工作人員的專業(yè)技能

電力工程相關(guān)單位因注重對其電力維護人員的專業(yè)技能培訓，提升電力工作人員的專業(yè)水平。電力系統(tǒng)路線錯綜復雜、設(shè)備種類多且安裝要求嚴格。電力工作人員在工作過程中，應(yīng)保持高度警醒，不容許出現(xiàn)一丁點錯誤。電力工程相關(guān)單位應(yīng)對普遍性的電力知識進行考核，安排優(yōu)秀的電力工程師深造，以為基層電力工作人員做專業(yè)知識的培訓以及專業(yè)技術(shù)的指導。其次，電力工程相關(guān)單位，應(yīng)以嚴格的考核與管理制度，結(jié)合相應(yīng)的晉升機制，促進電力工作人員主動專研電力知識。

四、結(jié)語

綜上所述，電壓互感器在電力系統(tǒng)中，能夠?qū)⒁淮坞妷喊凑招枨筮M行縮小，演變成小額的二次電壓供附屬電力設(shè)備使用，并且，將附屬電力設(shè)備與高額一次電壓隔離，對電力工作人員的生命安全有所保障。電壓互感器二次回路反充電現(xiàn)象的產(chǎn)生，本文提出了相應(yīng)的防范措施。電力工程相關(guān)單位應(yīng)同時注重文中闡述的三個防范措施，而不能單獨從某一方面出發(fā)，才能真正實現(xiàn)對電壓互感器二次回路反充電的有效防范。

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[2] ?朱成亮，倪京浙，張睿.探究電壓互感器反充電的原因及防范措施[J].科技資訊，2014-12-13.

（作者單位：國網(wǎng)山西省電力公司檢修公司）