TV二次誤并列問題分析

包 蕊

(遼寧省電力有限公司電力科學研究院，遼寧 沈陽 110006)

1 TV并列簡述

兩段母線，每段母線1臺TV，當Ⅰ母TV預試時，需要退出運行，而此時Ⅰ母的保護 (考慮到帶低電壓閉鎖功能)及計量表計繼續運行，保護失去電壓會發生誤動、電能表失壓會損失電量［1、2］，此時需要用Ⅱ母TV維持兩段母線上的保護和計量電壓，因此需要TV并列。并列時先并一次，合母聯/分段斷路器，再將TV并列把手打在并列位置。需要將母聯/分段斷路器及兩側隔離開關接點串接到二次TV并列回路中，確保只有在一次并列的情況下，二次才能并列。

2 TV二次誤并列的影響及原因

2.1 產生的影響

如果違反了先并列一次后并列二次的原則，在一次側處于分列的情況下，二次發生了誤并列，正常運行可能看不到異?，F象，但在某段母線所在系統發生接地或相間短路時，使電壓互感器二次測量電壓不能真實反映一次電壓的情況，輕則使保護拒動、電壓互感器損壞，重則損壞電壓互感器的同時，引起電壓互感器絕緣損壞而發生母線故障，造成大面積停電［3］。

2.2 產生的原因

電壓互感器二次自動并列裝置故障及使用錯誤;由隔離開關自動控制的兩段母線電壓自動切換回路工作不正常［4］;運行維護人員誤操作等。

3 TV二次誤并列回路二次電壓計算

對單相電路的分析非常簡單，只需用簡單的歐姆定律就可以。對三相電路，在2臺TV的正序、負序、零序阻抗分別對應相等的情況下，每一組的二次電壓可以進行簡單電路的單獨分析;在2臺TV的正序、負序、零序阻抗分別對應不相等的情況下，就必須先進行序分量的分解，然后進行三相輸電線路的計算后再進行合成，得到最后結果。

3.1 單相電路TV一次不并列二次并列

單相電路TV二次并列系統圖如圖1所示。

單相電路TV二次并列系統等效回路如圖2所示。

一般情況下Z1、Z2的阻抗非常小，ZFH阻抗非常大，以10 kV電壓互感器為例，TV一次加120 V電壓時二次短路電流為1.5 A，正常運行時TV二次負荷電流為0.1 A，說明Z1、Z2折算到二次側的等效阻抗大約為 (120/100)/1.5=0.8 Ω，ZFH阻抗為57.7/0.1=577 Ω，二者相差很大。

2臺TV二次并列后的二次電壓U2為

一般情況下，Z1=Z2，則:

式中 E1、E2——分別為 TV1及 TV2所在母線的系統電源電動勢;

Z1、Z2——分別為 TV1、TV2的等效阻抗(折算到二次側的等效阻抗);

ZFH——TV二次的負載阻抗;

U2——2臺TV二次并列后的二次電壓。

3.2 三相電路TV一次不并列二次并列

a.2組TV各序阻抗對應相等時，一組TV所在Ⅰ段母線正常運行，另一組TV所在母線發生相間故障。

設一組TV所在Ⅰ段母線正常運行，另一組TV所在Ⅱ段母線發生BC相間故障，將Ⅰ段母線的三相正常電壓 UⅠA、UⅠB、UⅠC及Ⅱ段母線的三相故障電壓 UⅡA、UⅡB、UⅡC向量畫在同一向量圖中 (如圖3所示)。

圖3 Ⅰ母正常運行、Ⅱ母BC相間故障向量圖

Ⅰ段母線正序電壓:UⅠA1=EA，UⅠB1=EB，UⅠC1=EC;負序及零序電壓為0。

Ⅱ段母線正序電壓:UⅡA1、UⅡB1、UⅡC1，負序電壓 UⅡA2、UⅡB2、UⅡC2如圖 3 所示; 零序電壓為0。

二次并列后的二次正序電壓:

負序電壓:

綜合相電壓:

(2個向量端點連線的中點)

b.2組TV各序阻抗對應相等時，一組TV所在Ⅰ段母線正常運行，另一組TV所在母線發生單相接地故障。如圖4所示，UC∑為UⅠC與UⅡC的中點，UB∑為 UⅠB與 UⅡB的中點，UA∑為 UⅠA與UⅡA的中點。

圖4 Ⅰ母正常運行、Ⅱ母A相接地故障向量圖

3.3 計算結果分析

3.3.1 同名相二次誤并列

通過分析運算可以看出，當工作在不同母線段的2組TV一次不并列二次同名相誤并列后，正常運行時由于一次電壓相差不大，不會看到任何異常現象。一旦某組TV所在一次母線發生短路故障，就會使二次電壓下降的幅度不夠，不能正確反映一次電壓的變化程度。

同名相誤并列后，如果某段母線發生BC相間故障，另一段母線正常運行，發生BC相間故障的母線故障電壓UB變為故障前電壓UE的K%(K≤100)，則2組電壓互感器二次同名相誤并列后的電壓將變為 (1+K%)UE/2，對距離保護的影響是使測量阻抗增大，造成距離保護拒動，但并不是每次都會拒動，出口附近的近端故障可能不會拒動，遠端故障會拒動。

3.3.2 異名相二次誤并列

當工作在不同母線段的2組TV一次不并列二次異名相誤并列后，可能導致電壓二次回路出現很大環流，造成TV二次熔絲熔斷或二次空氣開關跳閘，使運行中的繼電保護裝置、計量表計等設備交流失壓，甚至導致低壓、距離或復合電壓等基于電壓量判據的保護誤動。如果此時TV二次熔絲或空氣開關沒有斷開，則可能導致TV本體設備損壞。

4 TV二次誤并列解決方法

電壓自動切換回路如圖5所示［5］，電壓并列信號回路如圖6所示。

1YQJ2、2YQJ2接點不能作為切換繼電器同時動作信號［6］，因為1YQJ2與2YQJ2 2塊繼電器為單線圈繼電器，不帶由1G、2G閉接點控制的返回線圈，只要1G或2G的開接點斷開就失磁復歸。如果某次倒閘操作，當某條線路由Ⅰ母線倒到Ⅱ母線運行時，若1G的開接點已經正確斷開，而1G的閉接點沒能閉合，使1YQJ1、1YQJ4－1YQJ8沒能有效返回，當合上2G后造成Ⅰ、Ⅱ母電壓誤并列。此時如果使用的是1YQJ2、2YQJ2接點串聯作為切換繼電器同時動作信號回路，則不能發出切換繼電器同時動作信號，但實際上切換繼電器已經同時動作。

如果用1YQJ4－1YQJ8接點來發切換繼電器同時動作信號，此時切換繼電器同時動作信號使用的接點完全與電壓切換回路實際使用的接點取至同類繼電器［7］，能使運行人員及時發現電壓二次誤并列情況，防止故障情況下保護拒動。

［1］賴榮先.220kV母線電壓切換引起二次回路失壓事故分析［J］.電力系統保護與控制，2009，37(23):162－163.

［2］胡 泰，林彩健.一起220kV變電站全站失壓事故分析及預防措施 ［J］.電力系統保護與控制，2008，36(24):107－109.

［3］孫亞輝，陳志強，蔡 衍.電壓互感器二次回路反充電的原因分析及防范措施 ［J］.電力系統保護與控制，2010，38(9):126－129，133.

［4］張耀洪，袁 鋒，岑 林，等.考慮PT二次電壓及隔離開關輔助觸點的電壓并列數據［J］.電力系統保護與控制，2011，39(15):137－140.

［5］李 丹.PT并列回路二次設計的事故預防思路［J］.華中電力，2009，22(3):78－80.

［6］郭占偉，魏曉強，肖志剛，等.電壓切換回路故障分析［J］.繼電器，2006，34(22):81－83.

［7］趙希斌，劉 毅，郭開祿，等.PT自動并列裝置在運行中存在的問題及改進措施 ［J］.江西電力，2010，34(2):43－44.