电压互感器二次回路异常的原因的分析和探讨

　　王炼
　　（广东电网公司深圳供电局广东深圳518000）
　　【摘要】:本文主要论述变电站电压互感器因二次接线错误造成二次回路电压异常的原因及其对继电保护的影响的三个方面,结合继电保护技术规程和反事故措施有关要求对防止电压互感器二次回路异常的措施进行了阐述,以进一步提高继电保护专业人员对电压互感器二次回路异常危害的认识。实践证明,采取的这些措施,对保证继电保护装置的正确动作起到了十分重要的作用。
　　【关键词】:电压互感器;二次回路;继电保护
　　中图分类号：TB
　　0引言
　　因电压互感器(TV)二次回路异常造成的继电保护装置误动时有发生,并导致扩大性事故。例如,某一220kV变电站曾经在一次110kV母线带电合接地刀闸时,因TV二次回路异常造成一条220kV线路保护(LFP-901A)误跳闸的扩大事故。这次事故,反映出部分继电保护专业人员对TV二次回路异常,特别是对二次回路多点接地的危害缺乏足够的认识,有必要对此进行探讨。
　　1造成TV二次回路异常的原因分析
　　所谓TV二次回路异常系指由于某些原因造成TV二次测量不能正确反映一次系统的运行状态和一次电压的幅值及相位。根据以往有关事故调查的情况分析看,造成TV二次回路异常的原因主要有以下3个方面:
　　a.同一TV的二次回路多点接地。如果在TV二次端子箱接地后,在主控制室又再次接地,两接地点之间无电缆芯连接,或两个及以上的TV中性点在端子箱接地后,再经电缆芯引入主控制室内直接连接起来,如引至主控制室接地小母线N600上连接。
　　对于这两种TV二次回路接地方式,当中性点直接接地系统中的变电站内或出口发生接地短路故障时,由于有很大的短路电流进入变电站的接地网中,而接地网上每一点的电位是不同的,即TV的各二次接地点之间将出现电位差。这种各TV中性点电位的不等而引起的附加电压造成了电压二次回路中性点发生偏移,此时电压二次系统中性点N600的电位为
　　（1）
　　式中E1,E2,…,Ei为各TV中性点电位;Y1,Y2,…,Yi为各TV中性点到主控制室接地小母线N600的导纳。
　　这样TV中性点的附加偏移电压为
　　ΔUi=EN600-Ei(2)
　　由于这个附加偏移电压的存在,TV二次回路采用零相接地方式时会造成UA0,UB0,UC0及3U0的异常,从而导致继电保护装置所感受的电压不能正确反映一次电压的幅值和相位,造成继电保护装置不正确动作。
　　b.TV二次回路中性点未接地或接地不可靠。由于有较大的接地电阻,使得TV二次回路中性点的电位为悬浮电位。这种情况下的TV二次回路中性点电位为
　　（3）
　　正常运行时3U0=0,UA+UB+UC=0。当三相负载对称时,则EN=0,即中性点不发生位移。当发生不对称故障时,由于3U0和UA+UB+UC不等于0,使TV二次回路中性点发生偏移。由式(3)可以看出,在负荷对称的情况下,中性点发生偏移的程度取决于三相电压的对称性,而三相电压不对称性的程度又取决于发生接地短路故障时故障点与TV安装处的距离,距离愈近则故障相与非故障相间的电压差别(幅值和相位)就愈大,TV二次回路中性点的偏移也就越大。
　　c.TV的不同二次绕组引至控制接地时用同一根电缆芯。如果TV二次开口三角绕组与星型绕组用同一根电缆芯引至控制室接地时,在系统正常运行中,由于星型绕组的负载在公用电缆芯上产生压降,将会造成开口三角绕组有输出。
　　2防止TV二次回路异常的措施
　　由于TV二次回路异常将造成继电保护装置的不正确动作,因此必须采取相应的措施防止TV二次回路出现异常。根据现场的运行经验和有关“反措”的规定,下面的几种措施对于防止TV二次回路出现异常是行之有效的。
　　a.二次回路中每一个电气连接的继电保护回路只允许留一个接地点,且接地一定要可靠。如果几组TV共用一条“地”母线,则这几组TV的二次回路共属一个电气连接,也只能有一处接地。
　　b.由TV端子到接地点间的导线不得串入小开关或保险丝,且不得拆动,以保持TV二次回路良好可靠的接地。
　　c.TV的不同二次绕组引至控制室接地点的电缆不允许共用电缆芯。具体来说就是对于TV二次开口三角绕组不允许与星型绕组的接地回路共用电缆芯,即开口三角绕组必须用单独电缆芯将N线引至控制室后再可靠接地。
　　在文首提及的某220kV变电站在110kV母线带电合接地刀闸造成一条220kV线路保护(LFP-901A)误动的事故发生后,经认真检查,发现该变电站220kV,110kV,10kV三个电压等级的6台TV的N线均在就地TV端子箱接地,同时6台TV的N线均引至控制室共用一根N600小母线再次接地,共7个接地点。而且所有TV二次开口三角绕组与星型绕组N线共用一根电缆芯。按上述措施进行整改后,该站第二年再次发生110kV母线带电合接地刀闸的恶性事故,但没有一套保护因电压互感器二次回路异常造成误动,收到满意效果。
　　3结论
　　a.电压互感器二次回路多点接地或接地不良,将引起二次电压异常,造成继电保护的不正确动作,各级继电保护人员必须对此有充分认识。
　　b.电压互感器不同二次回路不相互独立,将造成3U0产生异常输出,造成保护拒动或误动,必须加以克服。
　　c.近年来,电网继电保护装置的构成发生了根本性变化,特别是大量微机保护投入运行,对二次回路接线方式提出了更加严格的要求,必须充分认识各项反事故措施的重要性并严格加以执行,以保证继电保护装置的可靠运行。
　　
　　