變電站電壓互感器二次回路多點接地危害分析

張 鑫

（山西省電力公司檢修公司，山西 太原 030032）

變電站電壓互感器二次回路多點接地危害分析

張 鑫

（山西省電力公司檢修公司，山西 太原 030032）

分析了某500 kV變電站電壓互感器二次回路接地引起的異常現象，探討了對電壓互感器二次回路多點接地的危害、查找方法，闡述了出現電壓互感器斷線時如何分析判斷確定其性質，并正確進行故障分析查找。

電壓互感器；二次回路；異常分析

0 引言

微機保護裝置都有較完善的電壓互感器TV（Transformer Voltage） 斷線檢測功能，當系統正常運行時發生TV二次回路斷線，能夠及時給予指示并閉鎖故障時可能會誤動的保護；但是，TV二次兩點或多點接地，可能表現為微機保護判斷為TV斷線，還可能在系統故障時才反映出來[1-5]。提供了檢查N600多點接地的方法，并對當監控系統報出“TV斷線”異常時，如何確定TV斷線的性質，正確進行故障查找，使系統恢復正常運行進行了分析，為今后運行及保護人員對“TV”異常的判斷、分析提供依據。2010年6月，某500 kV變電站發生的TV二次回路異常就是由于地基下沉，正在進行地基改造，在施工過程中造成一條220 kV線路電壓互感器二次電纜絕緣損壞，TV二次回路A609接地；TV二次回路多點接地，站內4條220 kV線路保護裝置檢測為“TV斷線”，距離保護閉鎖，退出運行。

1 TV異常原因分析

TV異常現象發生后，現場檢查220 kV母線電壓轉接柜單相58 V，相間電壓105 V，單相對地A、B、C電壓分別為30 V、80 V、78 V，N600對地電壓30 V。

在35 kV盤頂N600小母線打開與220 kV連接的電纜芯，斷開后發現220 kV母線電壓N600電壓升至58 V，4條220 kV線路保護裝置TV斷線信號恢復。然后恢復與220 kV連接的電纜芯，告警恢復為N600電纜芯打開前狀態。

檢查中發現主接地線N600電流很大，10 A電流表滿擋，順電流查找，發現呂大II線線路TV二次N600中存在電流，在呂大II線線路保護柜打開呂大II線線路TV二次連片，保護裝置恢復正常，母線電壓恢復正常，呂大II線線路TV二次電壓A609為0 V，N600為58 V。在該線路TV本體端子盒將二次電纜拆開，用絕緣膠布包好，在呂大II線開關匯控箱將至線路TV本體端子盒的二次電纜拆開，測量線路TV二次電纜絕緣，確定A609絕緣損壞接地，接地電阻為1.8Ω。后更換線路TV本體端子盒至匯控箱二次電纜后恢復正常運行。

保護裝置電壓輸入的中性點在控制室已經經過保護小室聯通的N600母線在35 kV保護小室接地，此時呂大II線線路TV二次回路A609經小電阻接地，由此形成TV二次回路兩點接地。呂大II線線路TV電壓A609經小電阻接地，強行將N600電壓抬高，造成N600等電位網中形成電位差。A609回路電位差通過大地、35 kV保護小室N600公共接地點、保護小室N600聯通母線到220 kV保護小室呂大II線線路RCS-931保護屏N600與線路A相電壓互感器二次回路N600形成的通路流過很大的電流（10 A電流表滿擋），由于存在回路電阻使得保護測量到的相電壓不平衡，出現零序電壓。測得單相對地A、B、C電壓分別為30 V、80 V、78 V，N600對地電壓34 V，保護裝置零序電壓顯示10 V，保護裝置判為“TV斷線”。其余220 kV保護裝置N600二次回路中由于未流過電流，而未疊加零序電壓，裝置采集的電壓為N600發生漂移的對稱電壓，不會判為“TV斷線”。

而在35 kV盤頂N600小母線打開與220 kV連接的電纜芯后，220 kV的N600形成了58 V的等電位網，不存在接地漂移，沒有零序電壓，4條220 kV線路保護裝置TV斷線信號恢復。主變壓器保護此時報中壓側“TV斷線”，是因為主變壓器保護用35 kV小室N600，與220 kV小室N600不為一個N600，此時主變壓器保護自產零序電壓為58 V，裝置判為“TV斷線”。

在下一步工作中，應對出現問題的220 kV線路相連的斷路器匯控箱至TV本體端子盒二次電纜，恢復原有接線方式。將各小室之間屏頂N600聯通小母線的電纜（4×4） 其余3根備用芯并接在N600上，以減小回路電阻。現場施工時應加強監護，施工過程注意保護二次電纜，防止損壞二次電纜絕緣和光纜。

2 TV二次回路多點接地的危害

TV二次兩點或多點接地，可能表現為微機保護判斷為TV斷線，此時，反映電壓的保護都有可能不正確動作。對于采用母線TV的保護來說，TV二次回路異常可能造成該母線上所有保護的不正確動作，后果是非常嚴重的。還有可能對平時正常運行未造成影響，只有在系統故障時才反映出來，從而造成阻抗元件及方向元件的不正確動作。

TV二次回路異常就是由于TV二次回路A609接地，造成TV二次回路異常，N600流過大的電流，4條220 kV線路保護裝置檢測為“TV斷線”，距離保護閉鎖，退出運行；而另外一種情況是N600如果發生多點接地，在正常運行時是可能沒有異常現象的。由于變電站的接地網并非絕對對地等電位面，因而這兩點之間實際存在著很小的電位差，這個電位差造成TV中性點的微小偏移，并在兩個接地點間構成的回路中產生電流，但對正常運行未造成影響，保護TV斷線檢測功能也不會發告警信息。只有系統發生接地故障時，有大的接地電流注入地網，才可能造成阻抗元件及方向元件的不正確動作。

結合近年來多次事故調查與分析的結果，TV二次接地點越多，接地點空間距離越遠，正常運行中接地點中的電流也越大（實測值小于5mA），利用這一特點，可以方便地檢查出TV二次是否存在兩點或多點接地。

檢查方法為，其一，使用毫安級鉗形表，在主控室TV接地點根部進行測量，實測值對照上述條件，判斷是否存在兩點或多點接地，如判斷存在兩點或多點接地，則需進行查找并予以消除（重點查找各電壓等級TV端子箱處），直到符合實測值要求。其二，在電壓互感器二次回路N600的永久接地線旁并聯接入滑線小電阻（10Ω）與永久接地點連接，打開原永久接地線，改變滑線電阻值，測量接地線流過的電流（使用毫安級鉗形電流表），若接地線流過的電流不發生變化是一點接地；若接地線流過的電流發生變化，則是兩（多）點接地。

3 出現“TV斷線”異常時的分析判斷

對于現場工作人員來說，當監控系統報出“TV斷線”異常時，如何進行分析以確定TV斷線的性質，正確進行故障分析查找，使系統恢復正常運行是最主要的。

3.1 電壓互感器一次設備實際發生斷線故障

對于采用母線TV的保護來說，母線一次設備TV斷線時表現有以下幾方面。

a）所有接于該母線TV的保護裝置都將報出“TV斷線”信號。

b）母線電壓表、母線電壓遙測無指示或指示降低；有功功率、無功功率表轉慢；有功功率、無功功率遙測值無指示或指示降低。

此時可初步判斷為該母線電壓互感器一次設備斷線，或一次保險熔斷，通知一次設備檢修人員配合處理。

對于采用線路TV的保護來說，線路電壓互感器斷線時，即本線路TV所接保護裝置發出“TV斷線”告警，本線路電壓表、線路電壓遙測值無指示或指示降低。

此時應檢查線路TV二次空開是否在合位，測量空開上下口交流電壓值是否一致，端子接線是否有松動，以排除二次接線及空開跳開引起的TV斷線。無上述因素可初步判斷為該線路電壓互感器一次設備斷線，或一次保險熔斷，通知一次設備檢修人員配合處理。

3.2 二次回路問題引起的TV斷線

二次回路問題造成保護裝置判為TV斷線原因有以下幾方面。

a）TV二次側短路造成二次熔斷器熔斷或二次快分小開關跳開，電壓二次回路斷線。電壓二次回路短路的原因主要可能為人為誤碰、異物、污穢、潮濕、小動物等。

b）電壓回路端子松動，功率表線圈斷線，重動繼電器卡澀或斷線，回路隔離開關轉換接點接觸不良。

c）TV二次電纜絕緣損壞，電纜芯接地引起TV二次線中流過電流，各相電壓及N600電位變化引起裝置判斷為“TV斷線”。

TV斷線時的故障點查找辦法有以下幾方面。

a）單套保護裝置報“TV斷線”，應考慮本保護裝置的電壓小開關是否斷開，該保護回路電壓二次接線是否松動，該套保護所用電壓切換裝置重動繼電器是否正確勵磁，接點是否動作良好。

b）接于1條母線TV的雙套保護裝置中的1套保護裝置均發“TV斷線”告警，而接于此條母線TV的另1套保護裝置均未報警，測量及計量回路電壓、功率均無問題時，應考慮此電壓互感器端子箱中2個保護用電壓快速小開關中的一個斷開造成。

c）若保護裝置均未報警，而電壓顯示或遙測值異常，核算該變電站有功無功不平衡時，應考慮電壓互感器計量回路接線松動、斷線、計量用電壓快速小開關斷開。

d）告警的保護裝置不是按照接于母線的規律分布，同時，測量N600電位不為0 V，測量N600接地點有電流流過，此時可判斷是TV二次回路出現多點接地。

［1］ 李志興，許志華.電壓互感器二次回路接地點的分析［J］.電力自動化設備，2010，130（10）:141-144.

［2］ 力振國，邢曉花.電壓互感器二次回路異常對線路保護的影響［J］.山西電力，2010（5）:16-17.

［3］ 李邦云，左可飛，羅達.分散式500 kV變電站電壓互感器二次回路一點接地的改進［J］.電力自動化設備，2010（8）:141-143.

［4］ 趙武智，高昌培，林虎.電壓互感器二次回路一點接地檢查及查找多個接地點方法［J］.電力自動化設備，2010（6）:148-150.

［5］ 秦濤，張磊，王向東.電壓互感器二次單相接地短路故障分析［J］.電力系統保護與控制，2010（07）:136-138.

Hazards Analysis of Multip le Grounding Points in Potential Transformer Secondary Circuit

ZHANG Xin
（Maintenance Com pany of SEPC，Taiyuan，Shanxi 030032，China）

In this paper,the abnormal phenomenon caused by potential transformer secondary circuit with multiple grounding points in a 500 kV substation is analyzed.The risk of this phenomenon and its countermeasures are discussed.Methods are presented to determine the property of the abnormalitywhen breakage occurs on PT so that fault can be found and analyzed correctly.

potential transformer；secondary circuit；abnormality analysis

TM451

A

1671-0320（2012）04-0016-03

2012-04-08，

2012-06-19

張 鑫（1977-），女，山西太原人，2004年畢業于中央廣播電視大學計算機科學與技術專業，從事繼電保護及自動化專業工作。