電壓互感器二次回路N600多點接地查找及處理

鐘文華

(廣東國華粵電臺山發電有限公司，廣東臺山 529228)

0 引言

《電力系統繼電保護反事故措施》規定:經控制室零相小母線N600連通的幾組電壓互感器二次回路，只應在控制室一點接地。若N600存在多個接地點，流入保護裝置的二次電壓幅值及相位可能發生改變，嚴重的情況下將會導致繼電保護及安全自動裝置不正確動作，應堅決杜絕。臺山電廠技術人員在核查廠內220 kV變電站電壓互感器二次側N600接地情況時，運用了電阻法、電流法，最終發現多個接地點并及時處理，成功消除了安全隱患。

1 電壓互感器二次回路多點接地的危害

圖1是典型的電壓互感器二次回路圖。假設在電壓二次回路N600在TV端子箱處存在接地點1，在保護安裝處存在另一接地點2。當兩者之間距離較遠，兩接地點所在接地網的電位是不同的，尤其當變電站、線路出口發生接地故障或遭受雷擊，接地網將流過很大的電流，兩個接地點之間將產生很高電位差。實際流入保護裝置的電壓如A相電壓變為U·A=U·A611+△U·，這種經過相量疊加后的電壓已不能正常反映一次電壓幅值和相位，必然破壞保護的正常工作狀態，可能導致嚴重后果。

如果電壓達到保護定值而又未能有效閉鎖時將導致反應過電壓而動作保護發生誤動，如過激磁、距離保護等;由于自產3U0方向發生偏移致使零序功率方向誤判，導致方向保護誤動，如縱聯零序方向保護。由此可見電壓互感器二次回路若存在多點接地，對繼電保護的危害最大，嚴重干擾保護的動作行為。

以上結論同樣適用于幾組電壓互感器二次回路經過N600多點接地的情形。

2 N600多點查找方法

110 kV及以上變電站、大型發電機組的電壓互感器二次電壓廣泛用于保護、監控、計量、故障錄波等，由于回路分布廣且接線復雜，因此在設備正常運行情況下較難查找接地點，特別是接線不規范、空間狹窄以及未經過小母線而在端子排處直接接地的情況給技術人員帶來一定的困難。這里介紹一種通過測量N600接地線電流的大小作為主要判別依據的方法，該方法實際操作起來簡單且又有效，值得推廣。

圖1 典型的電壓互感器二次回路圖

“電阻法”和“電流法”是運用了等效電阻原理(如圖2)，正常情況下TV二次回路電纜對地分布電容C、TV二次電壓U1以及永久一點接地形成回路，而由于分布電容很小，呈現出高阻抗，因此N600接地回路中的電流值i基本上由分布電容C容抗和二次電壓U1決定，數值較小。當N600只在控制室存在一個永久接地點時，增加滑線電阻R而拆除原永久一點接地后，調節滑線電阻R的阻值，測量電流i的大小幾乎不變。而當TV二次回路存在兩個及以上接地點時，因兩接地點存在電位差U1，兩接地點構成的回路中，N600電流將因滑線電阻R的變化而明顯變化。

圖2 電阻法和電流法運用等效電阻原理圖

通常把測量電流小于50 mA的電壓互感器二次回路N600認為只存在一個接地點，當測量結果大于50 mA時，可采用“電阻法”進一步確定是否存在多點接地，繼而利用“電流法”找出N600接地點所在具體電壓支路。

下面以臺山發電廠220 kV變電站電壓互感器多點接地的查找過程為例具體介紹。

3 N600多點接地查找實例

3.1 測量N600接地電流

3.2 電阻法確認N600多點接地

電阻法主要用于確定N600是否存在多個接地點，其接線如圖3。操作步驟及分析如下。

第一步:合上刀閘K，拆除在220 kV輔助繼電器屏上的N600接地線。

第二步:調整滑線電阻至0 Ω，合上刀閘K1，斷開刀閘K，測得滑線電阻導線的電流為235 mA。

第三步:合上刀閘K，斷開刀閘K1，滑線電阻R調至一定值，合上K1，斷開刀閘K，測量滑線電阻導線上的電流為45 mA。

由于滑線電阻上的電流隨電阻值的變化而變化，因此可以認定本變電站內的電壓互感器二次回路N600不止一個接地點。

圖3 電阻法和電流法試驗接線圖

3.3 電流法確定N600多點接地支路

電流法主要用于查找N600接地點所在支路，其接線同圖2。

該方法分別測量在刀閘K合上及斷開情況下某一支路N600線的電流是否有變化，如電流出現明顯變化，則可判斷該支路存在接地點，再根據二次回路圖紙在該支路所涉及到的屏柜內具體查找。

事實上臺山電廠220 kV變電站電壓二次回路分布廣泛，除網控室外還布置于1、2、3號機組電子間相關保護屏及輔助屏柜，確認支路存在接地點后找出接地線并非易事。技術人員必須充分考慮到設備正常運行期間人員誤碰、接線松動等不安全因素，而采取合適的安全防范措施。通過對站內電壓二次回路認真盤點及仔細檢查，技術人員在3號高壓備用變壓器保護屏的保護電壓回路上找到一個接地點，拆除接地線后再次測量220 kV輔助繼電器屏頂電壓二次，N600接地電流降至170 mA，但仍然超過合理值。繼續試驗查找，最終又在關口表屏發現另一接地點，拆除后再次測量N600接地線電流大幅下降至10 mA，且隨后連續幾個月內測量值基本在8～10 mA左右，至此可以認為處理后的220 kV變電站TV二次回路N600一點接地。

臺山電廠220 kV變電站電壓互感器N600接地示意圖如圖4。

圖4 臺山電廠220 kV變電站電壓互感器N600接地示意圖

4 N600多點接地線的處理

確定N600多個接地點位置后，應該盡快拆除。測量、試驗及拆除工作應選擇天氣晴朗、保護及安全自動裝置運行正常的條件下進行。通常在保護小室選定一個N600接地點作為永久接地點，其余接地點應就地拆除。拆除N600接地線的過程中，應做好必要的安全措施，密切監視N600永久一點接地處的測量電流變化以及TV三相電壓是否平衡，拆除后宜及時查看相關保護及安全自動裝置的電壓采樣情況，包括電壓幅值及相位是否正常。

5 N600多點接地的防范措施

繼電保護反事故措施明確提出:電壓互感器二次回路只應有一個接地點，然而實際上由于基建安裝單位對《反措》要求的了解和熟悉的程度不足、設計不合理、調試及驗收人員未能及時發現等原因，N600多點接地造成繼電保護誤動的事例時有發生，應當引起繼電保護人員充分重視。建議從以下幾點出發，在變電站設計、基建改造及日常維護中重視TV二次回路一點接地的重要性。

(1)做好圖紙審查工作，在設計出圖紙時保證TV二次回路接地點滿足規程及反措的要求;

(2)新建或改擴建變電站的驗收內容應包括N600的接地檢查項目，設備投運前應測量N600接地電流并記錄存檔備查;

(3)已投運的廠(站)開展一次電壓二次回路N600接地情況專項核查工作，當測量N600接地電流不滿足要求時立即檢查處理;

(4)利用機組或線路停電機會盤點全廠(站)電壓二次回路，形成清晰的圖紙清冊;

(5)定期測量N600接地電流，發現測量數據出現大幅度增加超過20 mA時應開展詳細檢查。

6 結語

電壓互感器二次回路多點接地對繼電保護具有較大的潛在威脅，臺山電廠在電壓互感器二次回路接地專項檢查中，使用了正確的試驗手法，發現220 kV變電站存在多個接地點并成功處理，并把N600接地電流測量列為定期工作，定期測量記錄數據，最終形成一種長期監視N600接地情況、確保永久一點接地的有效手段。

［1］廣東省電力調度中心.廣東省電力系統繼電保護反事故措施及釋義(2007版)［G］.北京:中國電力出版社，2007.

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