電壓互感器二次側(cè)多點(diǎn)接地的危害分析

譚金龍，王廷旺，胡帥，張良武，袁煥炯

（1.國(guó)網(wǎng)新疆電力科學(xué)研究院，新疆烏魯木齊，830000；2.國(guó)網(wǎng)新疆電力有限公司檢修公司，新疆烏魯木齊，830000；3.廣州市仟順電子設(shè)備有限公司，廣東廣州，510000）

關(guān)鍵字：電網(wǎng)安全；電壓互感器；多點(diǎn)接地

0 引言

電壓互感器是反應(yīng)高壓電網(wǎng)運(yùn)行狀況的設(shè)備，電壓互感器所帶的設(shè)備如測(cè)量?jī)x表、自動(dòng)裝置和繼電保護(hù)等，對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行起至關(guān)重要的作用。為保證設(shè)備和人員的安全，變電站電壓互感器設(shè)計(jì)有一個(gè)可靠接地點(diǎn)。正常接地時(shí)，一點(diǎn)接地點(diǎn)對(duì)PT的運(yùn)行無(wú)影響。一旦電壓感器出現(xiàn)兩點(diǎn)及以上的接地點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)接地點(diǎn)之間可能純?cè)陔妷?，電流等，?dǎo)致互感器二次側(cè)電壓異常，繼而導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)等事故。《國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》GB/T14285-2006《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》都有明確規(guī)定：PT和CT分別只允許有且只有一個(gè)接地點(diǎn)。

由于施工不規(guī)范，線路絕緣老化等原因，容易造成互感器多點(diǎn)接地故障，給電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來(lái)危害，因此要重視互感器多點(diǎn)接地故障的危害，及時(shí)排除故障，對(duì)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性具有重要意義。

1 電壓互感器多點(diǎn)接地的分析

1.1 相線多點(diǎn)接地

如圖1，電壓互感器（PT）二次側(cè)的相線接地，接地相有電流經(jīng)過(guò)接地點(diǎn)回到中性點(diǎn)。相線接地會(huì)導(dǎo)致接地箱電壓偏低，中性點(diǎn)漂移，繼而導(dǎo)致電壓互感器電壓誤差，測(cè)量?jī)x器誤差，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動(dòng)作。

圖1 電壓互感器相線接地

當(dāng)PT正常運(yùn)行時(shí)，PT的三相接近平衡，三相電壓的矢量和Ua+Ub+Uc約為零。如圖2，當(dāng)PT二次回路發(fā)生的C相單相電阻性接地，接地箱電壓Uc電壓就會(huì)偏低，零線出現(xiàn)零序電壓U0，而此時(shí)的三相電壓Ua′、Ub′、Uc′如式（1）所示。

圖2 單相接地電壓偏差示意圖

其中Ua′、Ub′、Uc′、Ua、Ub、Uc和U0皆為向量數(shù)據(jù)。

引起相線接地的一般是由于絕緣老化、絕緣損壞導(dǎo)致，接線端子老化，絕緣擊穿等原因造成。相線接地不僅導(dǎo)致電壓互感器電壓偏差，還會(huì)導(dǎo)致接地相發(fā)熱，導(dǎo)致電壓互感器、導(dǎo)線等老化加速，影響電壓互感器的電壓，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)和拒動(dòng)。三相電壓偏差較大，可能會(huì)導(dǎo)致零序保護(hù)裝置誤動(dòng)作，接地電阻很小時(shí)，會(huì)導(dǎo)致短路保護(hù)誤動(dòng)作，造成停電事故。

1.2 N線多點(diǎn)接地

如圖3，在電壓互感器的N線發(fā)生一點(diǎn)多點(diǎn)接地，由于地網(wǎng)不同電之間存在一個(gè)電壓差Vs，該壓差Vs就會(huì)施加在N線接的兩個(gè)接地點(diǎn)之間，導(dǎo)致該N 線的電壓互感器中性點(diǎn)漂移，導(dǎo)致PT電壓誤差，測(cè)量?jī)x器誤差，以及保護(hù)誤動(dòng)作。

圖3 電壓互感器N線多點(diǎn)接地

N線接地電壓偏差如圖4所示，一般情況時(shí)，地網(wǎng)的電壓偏差不大，Vs很小，可能足以造成太大的電壓偏差，因此在正常情況下N線多點(diǎn)接地不對(duì)PT造成較大影響。但當(dāng)交流系統(tǒng)出現(xiàn)相-地短路時(shí)，由于地網(wǎng)有大電流通過(guò)，地網(wǎng)電壓差Vs就會(huì)增大，三相電壓Ua′、Ub′、Uc′就變成了原相電壓Ua、Ub、Uc分別與零序電壓U0、Vs共同作用之后的電壓，其大小如式（2）所示。

圖4 N線接地電壓偏差示意圖

其中Ua′、Ub′、Uc′、Ua、Ub、Uc、U0和Vs皆為向量數(shù)據(jù)。

電壓互感器N線多點(diǎn)接地是一種較難發(fā)現(xiàn)和排查的接地故障。工作人員操作不當(dāng)、圖紙錯(cuò)誤等原因，誤將N線接到其他回路造成多點(diǎn)接地，或接線時(shí)絕緣破壞等都會(huì)造成N線多點(diǎn)接地，由于N線本身電流不大，設(shè)備難以測(cè)量，導(dǎo)致N線多點(diǎn)接地隱蔽性高，排查難度較大。由于N線本身要接地，導(dǎo)致N線在復(fù)雜的地網(wǎng)中連接容易導(dǎo)致多點(diǎn)接地，但卻難以發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致N線接地成為影響電網(wǎng)正常運(yùn)行的一大安全隱患之一。

2 電壓互感器多點(diǎn)接地監(jiān)測(cè)方法

2.1 直接測(cè)量法

利用高精度的鉗形電流表，通過(guò)人工的方式測(cè)量每個(gè)，對(duì)全站PT接地點(diǎn)電流逐個(gè)測(cè)量，一般接地電流超過(guò)50mA，或者比較最近一次測(cè)量值上升20mA時(shí)，則判定為可能存在多點(diǎn)接地故障。此辦法可以在不停電時(shí)對(duì)PT多點(diǎn)接地情況進(jìn)行排查，但是判定方式不明確，判斷準(zhǔn)確性較低，而且也需要耗費(fèi)大量人工。

2.2 可變電阻法

電阻法檢測(cè)PT二次回路的電路圖如圖5所示，人工操作滑變電阻測(cè)量PT多點(diǎn)接地，操作方法為如下：

圖5 滑變電阻法檢查PT多點(diǎn)接地原理

（1）合上刀閘K，斷開(kāi)控制室一點(diǎn)接地的聯(lián)接線；

（2）調(diào)整滑變電阻R為0歐，合上刀閘K1，斷開(kāi)刀閘K，測(cè)量滑變電阻R上電流（用高精度鉗型電流表）；

（3）合上刀閘K，斷開(kāi)刀閘K1，滑線電阻R增加為10歐，合上刀閘K1，斷開(kāi)刀閘K，測(cè)量滑變電阻R上電流；

（4）對(duì)滑變電阻R上電流進(jìn)行分析，電流發(fā)生變化，則PT二次回路N600存在兩點(diǎn)（或多點(diǎn)）接地。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文從原理上簡(jiǎn)要分析了PT二次側(cè)多點(diǎn)接地故障的危害，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作的原因是：多點(diǎn)接地故障造成PT接地點(diǎn)間產(chǎn)生電壓，導(dǎo)致PT二次側(cè)電壓發(fā)生偏移，使繼電保護(hù)裝置對(duì)一次側(cè)電壓產(chǎn)生誤判而誤動(dòng)作或舉動(dòng)作。