淺談電壓互感器二次回路斷線對保護與計量的影響及應對

吳占貴

【摘 要】電壓互感器二次回路斷線的判據及其影響有多種，本文對此展開討論，并針對電壓二次回路斷線對保護、計量裝置的正常運行的影響提出幾點預防措施。

【關鍵詞】電壓互感器；二次回路斷線；保護；計量；影響

引言

電壓互感器二次回路斷線發(fā)生在保護回路時，可能會使保護裝置退出部分保護功能，或有可能造成保護裝置的誤動，也有可能使主變后備保護和母差保護開放；當發(fā)生在計量回路時，計量電壓消失使計量表斷相，可能會造成電量損失。因此，發(fā)生電壓二次回路斷線時，必須及時找出原因并盡快恢復正常運行。

1.常見的電壓互感器二次回路

電壓互感器二次回路根據母線的不同運行方式亦有幾種不同的接線方式，對于單母線接線，二次電壓從PT根部接線到保護裝置的回路包括電壓重動和切換回路，即二次電壓首先經過電壓互感器刀閘位置重動，重動后的母線電壓再通過各間隔與母線相連的刀閘機構輔助接點進行切換，切換后電壓再送至線路、主變等與母線相連的設備的二次保護裝置。對于雙母接線或雙母單分段或旁兼母等接線方式，二次電壓回路還包括電壓并列回路，二次電壓并列指I、II段母線在運行狀態(tài)，一次設備并列運行，其中一組電壓互感器停運，需將二次電壓并列運行，一般通過串接母聯(lián)開關及其刀閘的節(jié)點來實現(xiàn)。

2.電壓互感器二次回路斷線的判據

當前電網運行的微機保護裝置中電壓互感器二次電壓斷線閉鎖原理大致相同。一般有幾種判據構成：

2.1判據一

當Ua+Ub+Uc>8V，且啟動元件不啟動，延時1.25s發(fā)。本判據用以判別TV二次的一相和兩相斷線。即利用TV二次側三相電壓的向量和大于8V來檢測電壓互感器二次回路發(fā)生不對稱斷線。

2.2判據二

當使用母線電壓互感器時，滿足，Ua+Ub+Uc<8V，U1<30V，且啟動元件不啟動，延時1.25s發(fā)TV二次回路異常信號并閉鎖保護。

2.3判據三

當使用線路電壓互感器時，除滿足Ua+Ub+Uc<8V，U1<30V，且啟動元件不啟動幾個條件外，再加上滿足任意一相有電流或者跳閘位置不動作的條件，延時1.25s發(fā)TV二次回路異常信號并閉鎖保護.當電壓二次回路恢復正常經10s延時，裝置自動恢復正常運行，解除對保護的閉鎖。

3.判斷電壓互感器二次回路斷線原因的方法

由于電壓互感器二次回路異常，導致加到保護裝置上的電壓下降，甚至降為零，通常把這種情況稱作交流失壓。電壓互感器二次回路異常主要指電壓互感器二次回路斷線。電壓互感器二次回路接的負載很多，連在母線上的各個連接元件的保護裝置，例如線路保護、變壓器或發(fā)變組保護，母差保護，各種測量儀表等均是該母線上的二次負載。因此電壓互感器二次回路斷線時很容易發(fā)生的。引起電壓互感器二次斷線一般歸類為兩種原因，一是由于電壓互感器二次回路的快速開關跳開或熔斷器熔斷；另外一種情況是在裝置后端子上或屏上端子由于接觸不良造成的斷線。

目前電網上應用的保護裝置、計量表計功能全面，大部分裝置在二次電壓斷線的情況下能及時發(fā)出報警信號并自動閉鎖與電壓有關的保護功能，此時一次設備的保護僅僅依賴于電流有關的保護，存在保護死區(qū)，設備不能長期維持此狀態(tài)，應盡快消除這類缺陷。

當某變電站雙母接線形式的110kV母線有一組電壓互感器在正常運行時發(fā)“PT二次斷線”告警信號時應檢查保護室PT測控柜處電壓切換箱的輸入電壓和輸出電壓是否正常，PT刀閘的位置信號是否和現(xiàn)場一致，主要查看切換箱面板上顯示的“I母電壓”“II母電壓”信號等是否正常，同時檢查PT切換箱旁邊的PT并列把手是否在正常位置。如果相應的PT刀閘位置信號沒有正確顯示，則初步判斷母線電壓互感器失壓的原因是相應刀閘位置的常開節(jié)點沒有開入切換箱內，導致二次失壓；在電壓切換箱所在屏后面端子排處測量相應的切換前母線電壓和相關的刀閘位置，如果切換前電壓正常，但刀閘位置不正常，可以斷定之前的推論是正確的。當發(fā)現(xiàn)切換前電壓不正常但刀閘位置是和實際相符時，應該到PT端子箱處檢查電壓是否正常。

4. TV斷線對保護的影響：

4.1三卷變的主變保護裝置

首先，任何一側TV斷線都有可能導致配置且投入運行的復壓閉鎖方向過流保護的復壓開放（在本側和其他側復壓閉鎖元件在投入狀態(tài)時），其結果會使發(fā)生區(qū)外故障時，復壓閉鎖方向過流保護可能誤動，擴大事故范圍；其次，對于零序方向過流保護的電壓方向元件采用自產3U0的主變保護來說，TV斷線時，在發(fā)生故障時，也會影響零序方向過流保護的正確動作，造成主變誤動或拒動。

4.2 110kV及以上電壓等級的線路保護

首先，TV斷線可能會導致相關的阻抗繼電器的測量阻抗與實際不符，誤入阻抗繼電器的動作范圍內，在區(qū)外故障或正常運行期間系統(tǒng)擾動時使啟動元件啟動時引起距離保護誤動；其次，對于零序電壓采用自產3U0的零序方向繼電器在電壓二次斷線期間在發(fā)生區(qū)外故障時可能造成縱聯(lián)零序電流保護誤動；再次，零序電流方向保護也會受到不同程度的影響。

4.3線路重合閘

對于南自、許繼、四方等繼電保護廠家的線路保護來說，大部分線路保護裝置在TV二次發(fā)生斷線時都會使重合閘放電，使重合閘功能失靈，尤其是在單相重合閘方式下發(fā)生單相瞬時性故障時，不能單跳單重，及時恢復供電，還有可能造成線路非全相運行（在溝通三跳回路異?；蚬δ懿蝗珪r），給地區(qū)電網的安全可靠運行造成威脅。

4.4母差保護、失靈保護

TV斷線時無疑會使相應的母線或失靈元件電壓閉鎖元件開放，使母差及失靈保護失去了第一道防線，在人員誤碰或母差及失靈保護的元件損壞或受到外部干擾時誤動出口，導致無故障母線上的元件誤跳閘，造成電網的大面積停電。

4.5電容器保護

在TV斷線時可能會造成正常運行的電容器保護突然跳閘（在電容器低電壓保護中無有流閉鎖的判據時），可能會導致局部電網的電壓降低，影響用戶的用電質量。

4.6進線備自投裝置

工作電源的TV斷線時，可能會導致備自投裝置在無故障情況下誤動（在備自投裝置動作條件不判工作電源有流閉鎖的情況下），備用電源的TV斷線會使備自投裝置放電，使備自投裝置處于非正常工作狀態(tài)，當工作電源發(fā)生永久性故障時，備用電源不能自動投入運行，造成全所失壓，發(fā)生大面積停電事故。

5. TV斷線時應采取的預防措施：

在發(fā)生TV斷線時為防止保護誤動保護裝置本身采取兩個措施，一個靠電流啟動元件，另一個靠電壓斷線閉鎖來閉鎖保護，運維人員還應采取如下措施：

5.1退出線路距離保護及其他相關保護壓板

首先退出接入該電壓互感器的所有距離保護壓板，防止區(qū)外故障時誤動，如果此時出現(xiàn)直流接地時，在距離保護壓板未斷開前，不允許拉合直流電源來查找直流接地點；然后查找失壓原因并使電壓互感器二次恢復正常，在確保電壓互感器二次恢復正常，并經電壓表測量各相電壓正常后，才允許解除距離保護的閉鎖，按規(guī)定程序投入各套被停用的距離保護壓板。

5.2檢查接入該電壓互感器的線路的重合閘方式，將這些間隔的重合閘方式均置為停用狀態(tài)，對單重方式的線路保護還應確保溝通三跳回路正常，待電壓恢復正常后再將各間隔的重合閘方式恢復原狀。

5.3對于進線備自投裝置的工作電源電壓斷線或消失時，應立即檢查線路電壓的空開或保險是否正常，如果斷定工作電源的抽取電壓裝置或帶電顯示器故障，應立即聯(lián)系廠家維修。如果是備用電源的電壓消失時應通知運行人員改變運行方式，將備用電源投入運行作為工作電源，而將工作電源當作備用電源，使備自投裝置充電正常。

5.4在裝設有母差保護和失靈保護的雙母線接線形式的變電站，當TV斷線是由電壓互感器一次設備本身故障引起時，當故障的電壓互感器需要退出時不允許母線維持正常運行方式且僅將電壓互感器二次并列運行，應將母線倒為單母線方式或將母聯(lián)斷路器閉鎖，而不能簡單的將電壓互感器二次并列。因為如果一次母線為雙母線方式且母聯(lián)斷路器能夠正常跳開，使用單組電壓互感器且電壓互感器二次并列運行時，當無電壓互感器母線上的線路故障且斷路器失靈時，失靈保護將斷開母聯(lián)斷路器，此時，非故障母線上的電壓恢復，盡管故障元件依然還在母線上，但由于復合電壓閉鎖的作用，將可能使得失靈保護無法動作出口。

6 .結論

電壓互感器二次回路斷線是電網運行中經常發(fā)生的異?，F(xiàn)象，雖然隨著繼電保護及其自動裝置的性能和保護原理的不斷發(fā)展，它對電網中二次設備的正常運行影響越來越小，但是完全消除這種現(xiàn)象還沒有更合適的方法，只能做好設備的全面維護及總結經驗、及時消除缺陷，保證二次設備安全可靠運行。

參考文獻：

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