電壓互感器二次回路接地查找新方法

王獻(xiàn)志，任江波，范景哲

(1.國網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院，石家莊 050021；2.河北電力調(diào)度控制中心，石家莊 050021)

電壓互感器二次回路接地查找新方法

王獻(xiàn)志1，任江波2，范景哲1

(1.國網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院，石家莊 050021；2.河北電力調(diào)度控制中心，石家莊 050021)

比較傳統(tǒng)電壓互感器二次回路接地點(diǎn)查找的幾種方法，提出一種能可靠、快速識別電壓互感器二次回路接地情況的新檢測方法。介紹該方法的基本原理及應(yīng)用該方法對電壓互感器二次回路N600網(wǎng)絡(luò)一點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地進(jìn)行判斷和查找的步驟，并通過實(shí)例驗(yàn)證該方法的有效性。

電壓互感器；二次回路；多點(diǎn)接地；單點(diǎn)接地；繼電保護(hù)

1 概述

為確保在電力系統(tǒng)故障時將一次電壓準(zhǔn)確傳變至二次側(cè)，同時為防止電壓互感器一、二次絕緣擊穿，高電壓穿入二次側(cè)，造成人身傷害和設(shè)備損壞，電壓互感器必須有接地點(diǎn)[1]。GB/T 14285-2006《繼電保護(hù)和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》和《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及反事故措施要點(diǎn)》中均有明確規(guī)定：經(jīng)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(yīng)在控制室一點(diǎn)接地。然而，在實(shí)際運(yùn)行中，由于設(shè)計、施工、改造及二次設(shè)備老化、絕緣擊穿等原因，均可能造成電壓互感器二次回路出現(xiàn)兩(多)點(diǎn)接地。

當(dāng)變電站、線路出口發(fā)生接地故障或遭受雷擊，接地網(wǎng)將流過很大的電流，2個距離較遠(yuǎn)接地點(diǎn)之間將產(chǎn)生很高電位差。實(shí)際流入保護(hù)裝置的電壓為電壓互感器二次實(shí)際電壓疊加這個差壓，這種經(jīng)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(hù)的正常工作狀態(tài)，嚴(yán)重干擾保護(hù)的動作行為[2]，可能導(dǎo)致保護(hù)的誤動和拒動。

以下提出一種在設(shè)備不停電情況下檢測、查找電壓互感器二次回路多點(diǎn)接地方法，方便了對運(yùn)行變電站壓互感器二次回路N600多點(diǎn)接地的檢測，能有效防止因?yàn)閮牲c(diǎn)或多點(diǎn)接地問題造成保護(hù)的不正確動作。

2 傳統(tǒng)電壓互感器二次回路多點(diǎn)接地查找方法比較

在查找電壓互感器二次回路接地點(diǎn)的方法中，文獻(xiàn)[3]提出了3種方法：目測法、電流法和電壓法。

a. 實(shí)踐表明，目測法在進(jìn)行電壓互感器二次回路接地點(diǎn)查找中具有較大的局限性,因?yàn)樵谶\(yùn)行的變電場所中電壓回路較多，接線復(fù)雜，電纜走向也不容易直接用肉眼觀測，因此，實(shí)際操作費(fèi)工耗時，對由于設(shè)備老化、絕緣擊穿等原因引起的接地更是難以查找，總體效果不理想。

b. 電壓法查找接地點(diǎn)的理論依據(jù)是：在電壓互感器二次回路只有一點(diǎn)接地情況下，各保護(hù)屏或端子箱內(nèi)保護(hù)用電壓回路中N600對地的電壓值與離開接地點(diǎn)的距離成正比。離接地點(diǎn)越遠(yuǎn)，屏內(nèi)N600對地電壓越大，離接地點(diǎn)越近，屏內(nèi)N600對地電壓越小[4]。當(dāng)屏內(nèi)N600對地電壓只有0或幾毫伏時，則可判斷出該屏存在接地現(xiàn)象。利用電壓法進(jìn)行接地點(diǎn)查找，原理簡單，且不需要額外接線，但在實(shí)際查找的過程中，需要對各屏及端子箱進(jìn)行逐一排查，工作地點(diǎn)多，工作量大，從而也限制了電壓法的推廣應(yīng)用。

c. 利用電流法進(jìn)行接地點(diǎn)檢測，能準(zhǔn)確有效的查找到電壓互感器二次回路中存在的其他接地點(diǎn)，但也存在一些不足之處：在進(jìn)行原理推導(dǎo)過程中，由于單相電路的局限性，等效電路模型精確度不高，物理概念不夠清晰。在查找接地點(diǎn)過程中，操作繁雜，極易出錯。工作人員在檢測過程中需要不斷地合上、斷開2個隔離開關(guān)，并需調(diào)整滑線電阻的阻值進(jìn)行配合，檢測步驟較多；且在操作過程中，如果順序不當(dāng)，造成2個隔離開關(guān)均斷開，使電壓互感器二次回路瞬間失去接地點(diǎn)，將給二次系統(tǒng)的運(yùn)行帶來威脅[5]。

3 電壓互感器二次回路多點(diǎn)接地查找新方法

通過分析目前應(yīng)用的各種接地點(diǎn)檢測方法，其各有優(yōu)劣，但都不能方便快捷的在運(yùn)行變電站進(jìn)行電壓互感器二次回路多點(diǎn)接地的查找。鑒于此，以下提出一種向N600回路疊加直流毫安量的檢測方法，該方法更能適用于運(yùn)行變電站電壓互感器二次回路多點(diǎn)接地的查找。

3.1 基本原理

如圖1所示，信號發(fā)生器在A點(diǎn)注入一個標(biāo)準(zhǔn)的直流電流信號，標(biāo)準(zhǔn)的電流信號與地構(gòu)成回路。當(dāng)電壓互感器二次回路N600網(wǎng)絡(luò)只有一點(diǎn)接地時，注入的標(biāo)準(zhǔn)電流信號只構(gòu)成一個回路，標(biāo)準(zhǔn)電流信號大小與檢測器檢測已知接地點(diǎn)電流一致；當(dāng)電壓互感器二次回路N600網(wǎng)絡(luò)有多點(diǎn)接地時，注入的標(biāo)準(zhǔn)電流信號構(gòu)成多個回路，標(biāo)準(zhǔn)電流信號形成分流，此時標(biāo)準(zhǔn)電流信號與檢測器已知接地點(diǎn)B電流大小不一致，從而可以判斷電壓互感器二次回路N600網(wǎng)絡(luò)存在兩點(diǎn)及以上接地點(diǎn)。

圖1 電壓互感器N600多點(diǎn)接地查找原理示意

3.2 檢測方法

3.2.1 電壓互感器二次回路N600網(wǎng)絡(luò)一點(diǎn)接地的判斷

如圖1所示，將信號發(fā)生器正極接于N600任一點(diǎn)(A)，地極接網(wǎng)絡(luò)地線。將檢測器鉗表在B點(diǎn)檢測，如檢測的電流大小與信號發(fā)生器在A點(diǎn)注入的標(biāo)準(zhǔn)電流一致，則可判斷為電壓互感器二次回路N600網(wǎng)絡(luò)只有一點(diǎn)接地，如圖2所示。

圖2 N600網(wǎng)絡(luò)圖

3.2.2 電壓互感器二次回路N600網(wǎng)絡(luò)多點(diǎn)接地的查找

將信號發(fā)生器正極接于圖3中N600中A點(diǎn)，地極接網(wǎng)絡(luò)地線。打開信號發(fā)生器和檢測器電源開關(guān)，采用模式1方式(輸出10 mA)進(jìn)行查找。

圖3 N600多點(diǎn)接地示意

查找步驟：

a． 用檢測器鉗表鉗入信號發(fā)生器正極出線，測試結(jié)果為10 mA。

b． 檢測器鉗表鉗入控制室一點(diǎn)接地的聯(lián)接線B點(diǎn)，測試結(jié)果為6 mA，信號發(fā)生器正極(即A點(diǎn))10 mA>接地的聯(lián)接線B點(diǎn)6 mA，信號電流存在分流，故判斷電壓互感器二次回路N600網(wǎng)絡(luò)存在2點(diǎn)或多點(diǎn)接地。

c． 檢測器鉗表鉗入E點(diǎn)，測試結(jié)果為0 mA，判斷E點(diǎn)左側(cè)無接地點(diǎn)。

d． 檢測器鉗表鉗入G點(diǎn)，測試結(jié)果為3 mA，判斷G點(diǎn)上方有接地點(diǎn)。

e． 檢測器鉗表鉗入D點(diǎn)，測試結(jié)果為0 mA，判斷D點(diǎn)左側(cè)無接地點(diǎn)。

f． 檢測器鉗表鉗入C點(diǎn)，測試結(jié)果為3 mA，判斷C點(diǎn)處有接地點(diǎn)。把C點(diǎn)接地處理后，再次檢測C點(diǎn)，測試結(jié)果為0 mA，判斷C點(diǎn)處無接地點(diǎn)。

g． 檢測器鉗表鉗入H點(diǎn)，測試結(jié)果為4 mA，判斷H點(diǎn)下方有接地點(diǎn)。

h． 檢測器鉗表鉗入F點(diǎn)，測試結(jié)果為4 mA，判斷F點(diǎn)處有接地點(diǎn)。把F點(diǎn)接地處理后，再次檢測F點(diǎn)，測試結(jié)果為0 mA，判斷F點(diǎn)處無接地點(diǎn)。

i． 檢測器鉗表鉗入B點(diǎn)，測試結(jié)果為10 mA，可判斷電壓互感器二次回路N600網(wǎng)絡(luò)只有控制室一點(diǎn)接地。

3.3 查找實(shí)例

為了驗(yàn)證該方法的可行性，分別選擇了一座即將投運(yùn)的220 kV基建期變電站和一座正在運(yùn)行的110 kV變電站進(jìn)行測試。在基建站通過給二次回路加壓模擬電壓互感器二次回路正常運(yùn)行狀態(tài)，同時分別模擬N600網(wǎng)絡(luò)一點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地進(jìn)行測試，結(jié)果顯示該方法對一點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地都能很好的識別，對接地支路也能方便快速的查找。在運(yùn)行站將該新的查找方法和電流法進(jìn)行對比測試，該方法能準(zhǔn)確的對一點(diǎn)接地進(jìn)行識別，且注入回路的直流量對保護(hù)向量沒有任何影響。試驗(yàn)證明該方法能可靠、簡便、快速的對電壓互感器二次回路接地情況進(jìn)行識別，并能減少拆解線和試驗(yàn)工作量，避免誤拆線、誤接線的風(fēng)險。

4 結(jié)束語

電壓互感器二次回路兩(多)點(diǎn)接地對繼電保護(hù)具有較大的潛在威脅，在運(yùn)行中需要加強(qiáng)電壓互感器二次回路接地點(diǎn)的檢測與管理。一點(diǎn)接地檢查及多點(diǎn)接地查找新方法在實(shí)踐應(yīng)用中得到了檢驗(yàn)，特別是在不停電情況下，為查找電壓互感器二次回路兩(多)點(diǎn)接地提供了有效、便捷手段。確保電壓互感器二次回路僅一點(diǎn)接地，嚴(yán)防保護(hù)不正確動作，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1] 陳慈萱．電氣工程基礎(chǔ)(上冊)[M]．北京：中國電力出版社，2003．

[2] 鐘文華．電壓互感器二次回路N600多點(diǎn)接地查找及處理[J]．四川電力技術(shù)，2012，35(11)：77-79．

[3] 張 海，覃春風(fēng)．TV二次回路多點(diǎn)接地的查找方法[J]．電工技術(shù)，2009，(11)：68-69．

[4] 李邦云，左可飛，羅 達(dá)．分散式500 kV變電站電壓互感器二次回路一點(diǎn)接地的改進(jìn)[J]．電力自動化設(shè)備，2010，30(8)：142-143,147．

[5] 趙武智，高昌培，林 虎．電壓互感器二次回路一點(diǎn)接地檢查及查找多個接地點(diǎn)方法[J]．電力自動化設(shè)備，2010，30(6)：148-150．

本文責(zé)任編輯：丁 力

New Method for Searching Grounding of VoltageTransformer Secondary Circuits

This paper expounds the harm of multipoint grounding in secondary circuit of voltage transform,compares the several traditional methods for searching the erathding points,proposes a new method for searching multipoint grounding of voltage transformer secondary circuits.introduces the basic principle of the method,analyzes how to judge and search the voltage transformer secondary circuit N600 network single point grounding and multipoint grounding, and validates the validity of the method through the application example.

voltage transformer；secondary circuit;multipoint grounding；single point grounding; relay protection

2013-08-01

王獻(xiàn)志(1980-)，男，工程師，主要從事繼電保護(hù)技術(shù)研究工作。

TM31

B

1001-9898(2014)01-0040-03