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電壓互感器二次回路運(yùn)維常見問題分析及改進(jìn)
更新時(shí)間：2018-04-18 點(diǎn)擊次數(shù)：2015次
在繼電保護(hù)回路中，電壓互感器（PT）的作用是按照變比，將系統(tǒng)的一次電壓降低為額定相間100 V的二次電壓，提供給繼電保護(hù)等裝置使用，作為一次系統(tǒng)電壓狀態(tài)的判據(jù)。電壓互感器二次電壓回路原理雖然簡單，但因其接線比較復(fù)雜，基本覆蓋變電站的全部二次設(shè)備，故在現(xiàn)場運(yùn)維時(shí)必須保證電壓二次回路的正確。
1 電壓互感器原理簡述
所謂電容式電壓互感器（Capacitor Voltage Transformers）就是由電容分壓器和電磁單元組成的電壓互感器，其設(shè)計(jì)和相互連接使電磁單元的二次電壓與加到電容分壓器上的一次電壓成正比且相角差接近于零。
2 電壓互感器二次回路的常見問題
2.1 電壓互感器二次電壓并列回路
當(dāng)雙母線接線變電站內(nèi)單臺(tái)母線電壓互感器檢修時(shí)，為保證站內(nèi)相關(guān)保護(hù)、測量、計(jì)量等二次設(shè)備不至失去二次交流電壓，設(shè)置了電壓并列回路，采用母聯(lián)開關(guān)及刀閘位置常開接點(diǎn)來啟動(dòng)并列繼電器，使檢修段母線二次電壓與運(yùn)行段母線二次電壓并列運(yùn)行。
關(guān)于電壓并列繼電器的選擇，在早期的變電站設(shè)計(jì)中，為防止電壓并列回路失電，造成整段母線電壓回路斷線，采用了帶自保持功能的雙位置繼電器。使用此種方案，優(yōu)點(diǎn)在于可確保兩段母線并列運(yùn)行時(shí)，電壓并列回路能可靠動(dòng)作并保持。缺點(diǎn)在于當(dāng)兩段母線分列運(yùn)行后，如返回接點(diǎn)出現(xiàn)問題，電壓并列繼電器不能可靠返回，造成兩段母線的電壓互感器二次繞組誤并列，且此時(shí)除電壓并列的信號(hào)的提示性信號(hào)外，無其他告警信號(hào)提醒值班人員，容易造成電壓互感器二次反送電，造成較大安全隱患。同時(shí)，當(dāng)母線設(shè)置有失靈保護(hù)時(shí)，在此種情況下，也將導(dǎo)致失靈保護(hù)裝置電壓閉鎖元件不開放，可能引起失靈保護(hù)拒動(dòng)。
而使用單位置的電壓并列繼電器，在直流掉電時(shí)，電壓互感器檢修側(cè)母線的二次電壓會(huì)缺失，但該段母線上裝置不會(huì)因?yàn)槟妇€電壓消失造成保護(hù)誤動(dòng)，且相關(guān)保護(hù)及安自裝置都會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒運(yùn)行值班員及時(shí)處理。與使用雙位置的電壓繼電器可導(dǎo)致反送電及失靈保護(hù)拒動(dòng)相比，運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)較小。因此，在現(xiàn)場應(yīng)用中，電壓并列回路不采用帶自保持繼電器的方案應(yīng)更合理。
2.2 電壓互感器二次電壓接線
電壓互感器二次電壓回路接線比較復(fù)雜，基本覆蓋變電站的全部二次設(shè)備，二次電壓回路誤接線的案例也時(shí)有發(fā)生。如某110 kV變電站35 kV母線側(cè)線路上發(fā)生A相接地故障后，調(diào)取站內(nèi)故障錄波器錄波文件分析，發(fā)現(xiàn)站內(nèi)35 kV母線電壓在故障時(shí)A相電壓有效值為100 V，B、C相電壓采樣值為52 V左右，與A相接地故障時(shí)母線電壓故障量相差甚遠(yuǎn)。在排除錄波裝置本身存在采樣錯(cuò)誤的情況下，查找其母線二次電壓接線，發(fā)現(xiàn)在故障錄波裝置端子排處，開口電壓L630與N600電纜線芯掉反，實(shí)際將L630接在錄波裝置N600處，造成錄波裝置錄波不正確。
繪制相量圖進(jìn)行分析，如圖1所示，35 kV不接地系統(tǒng)中，發(fā)生A相接地時(shí)，B、C相電壓升高倍。當(dāng)故障錄波屏處將L630接入N600位置后，相當(dāng)于接地點(diǎn)由A相變?yōu)長630處，故此時(shí)B、C相電壓發(fā)生變化，根據(jù)余弦定理，可求出此時(shí)B、C相電壓為51.7 V，解釋了當(dāng)時(shí)錄波波形異常的現(xiàn)象。
在現(xiàn)場，為防止此類現(xiàn)象，在進(jìn)行電壓互感器及其二次回路驗(yàn)收時(shí)，須確保母線開口三角電壓回路接線完好?，F(xiàn)場驗(yàn)收時(shí)應(yīng)采用一次加壓方法，在互感器A、B、C三相先分別加入試驗(yàn)電壓，驗(yàn)證互感器A、B、C各相二次電壓接線正確，再在A、B、C并聯(lián)加入同相位的試驗(yàn)電壓，測試其二次回路末端的A、B、C相及L630對N600的電壓值，防止出現(xiàn)接線錯(cuò)誤導(dǎo)致故障時(shí)電壓測量錯(cuò)誤。
2.3 電壓互感器二次電壓斷線造成備自投裝置誤動(dòng)
備用電源自動(dòng)投入裝置，可以實(shí)現(xiàn)主供電源發(fā)生故障，導(dǎo)致電網(wǎng)失壓時(shí)，將備用電源自動(dòng)投入，保證供電的可靠性。變電站作為輸送電能的重要環(huán)節(jié)，擔(dān)負(fù)著電力輸送樞紐站的重要作用，各個(gè)電壓等級(jí)的變電站相互連接，形成一個(gè)復(fù)雜的環(huán)網(wǎng)，現(xiàn)在很多變電站都在采用此技術(shù)措施。
目前大多數(shù)備自投裝置的啟動(dòng)條件，一般取任一運(yùn)行母線滿足三相電壓小于無壓定值Uwy且主供單元滿足無流定值作為判據(jù)。但在現(xiàn)場應(yīng)用中，時(shí)而出現(xiàn)備投因母線電壓斷線而誤動(dòng)的案例，如1DL、2DL合位時(shí)，3DL母聯(lián)分位的備自投方式下，若II母輕載運(yùn)行，2DL負(fù)荷電流I2滿足無流判據(jù)，此時(shí)如工作人員誤碰導(dǎo)致II母母線電壓斷線消失，將導(dǎo)致備自投裝置誤動(dòng)作跳2DL、合3DL。
由此，當(dāng)主供單元輕載時(shí)，備自投裝置容易因電壓回路斷線而誤動(dòng)作。為此，可在備自投裝置啟動(dòng)條件中加入“上級(jí)切負(fù)荷閉鎖備自投”條件，使備自投裝置能在上一級(jí)穩(wěn)控執(zhí)行站采取切負(fù)荷措施后或誤碰導(dǎo)致母線電壓消失的情況下，閉鎖自投功能。該判據(jù)可通過控制字整定是否投入。當(dāng)投入“上級(jí)切負(fù)荷閉鎖備自投”功能控制字后，滿足下列條件之一時(shí)裝置方可啟動(dòng)：
①裝置檢測到主供單元的開關(guān)位置與KKJ合后位置信號(hào)不對應(yīng)。
?、谌我环菣z修母線電壓滿足重合閘波形。波形判別條件如下：母線電壓應(yīng)滿足“有壓→無壓→有壓”的過程，即母線三相電壓均低于無壓值超過20 ms后，在裝置啟動(dòng)延時(shí)Tq內(nèi)，滿足任一母線的任一相電壓高于0.5Un超過40 ms。
?、壑辽?0 ms內(nèi)滿足任一非檢修母線的負(fù)序電壓大于“故障下母線負(fù)序電壓門檻值U2”（TV斷線的母線不參與判別）。
?、苤辽?0 ms內(nèi)滿足任一非檢修母線的零序電壓大于“故障下母線零序電壓門檻值U0”（TV斷線的母線不參與判別）。
3 結(jié) 語
電壓互感器及其二次回路基本覆蓋了變電站內(nèi)各保護(hù)測控及安自裝置等二次設(shè)備，也是各二次設(shè)備正常運(yùn)行、正確動(dòng)作的必要條件。本文從電壓互感器及其二次回路運(yùn)維角度出發(fā)，分析了幾個(gè)常見問題并提出了改進(jìn)措施，以處理電壓回路的隱患，降低運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，保證設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。
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