電壓互感器二次回路斷線故障分析及處理措施

本文簡介了電壓互感器在變電所系統中的重要作用，分析了電壓互感器二次回路斷線可能造成的影響，并提出了判斷該故障與及時處理該故障的相關措施。

【關鍵詞】電壓互感器 二次回路斷線 故障

電壓互感器簡稱壓互，用字母表示為TV。其主要作用是將高電壓按照一定的變比變換為低電壓，以使用低電壓值反映高電壓值的變化。它的一次側和一次設備相連，二次側與二次設備相連，有磁的聯系，而無電的聯系，能可靠的將一、二次設備隔開，因此各種測量儀器和保護裝置就可以不直接與高電壓相連接，從而保證了儀表測量和繼電保護工作的安全，也解決了高壓測量的絕緣、制造工藝等困難。

1 電壓互感器的工作原理

電壓互感器的工作原理類同于變壓器。它也是由鐵芯、一次線圈、接線端子及絕緣支持物等組成。在鐵芯上裝有一次和二次繞組，它們之間互相絕緣。電壓互感器的一次線圈匝數比較多，并聯在供電系統的一次電路中，二次線圈匝數比較少，接于高阻抗的測量儀表和繼電保護的電壓線圈，正常運行時，電壓互感器接近空載狀態。

變電所一般采用三相五柱式接法（如圖1）將電壓互感器接入電網中，即高壓線圈和一組低壓線圈接成星型，中性點接地，以測量相間電壓和相對地電壓。另一組低壓線圈接為開口三角形，首尾相連，留出兩個端，供系統接地絕緣監視用。

2 電壓互感器二次回路斷線造成的影響

電壓互感器的重大故障如鐵芯片間絕緣損壞、繞組斷線、繞組對地絕緣擊穿等極少發生，而且電壓互感器設備故障現象明顯，容易判斷。更為常見的是電壓互感器二次回路斷線問題。

電壓互感器二次回路接的負載很多，連在母線上的各個連接元件的保護裝置，例如線路保護、變壓器保護，母差保護，各種測量儀表等均是該母線上的二次負載。由于電壓互感器二次回路異常，導致加到保護裝置上的電壓下降，甚至降為零，從而造成各種保護和測量裝置誤動或發生錯誤。

典型的影響如下：

10kV及以上電壓等級的線路一般采用以阻抗繼電器為核心的距離保護作為主保護 ，阻抗繼電器經由電壓互感器TV二次獲取系統電壓。TV斷線則二次回路的相電壓和線電壓消失或降低，阻抗繼電器的測量阻抗減小，這將會引起距離保護裝置誤動作。

復壓閉鎖過電流保護主要用在變壓器的后備保護或者變壓器的進線保護中，低電壓繼電器經負序電壓繼電器的常閉接點接于相間電壓上，以保證保護裝置在對稱三相短路時可靠地動作，并能提高低電壓繼電器對三相短路的靈敏度。TV斷線造成電壓降低，有可能導致復壓閉鎖過流保護的復壓開放，其結果會使發生區外故障時，復壓閉鎖過流保護誤動，擴大事故范圍。

大部分線路保護裝置在TV二次發生斷線時都會使重合閘放電，使重合閘功能失靈，尤其是在單相重合閘方式下發生單相瞬時性故障時，不能單跳單重，及時恢復供電，還有可能造成線路非全相運行，給地區電網的安全可靠運行造成威脅。

3 電壓互感器斷線的處理措施

目前電網上應用的保護裝置、計量表計功能全面，大部分裝置在電壓互感器二次斷線的情況下能及時發出報警信號并自動閉鎖與電壓有關的保護功能。

例如為防止互感器二次回路斷線造成距離保護裝置誤動，通常裝設斷線閉鎖裝置KBL。KBL的執行元件為一個雙線圈繼電器，兩組線圈W1和W2按磁平衡構成工作原理。線圈W1經過三個電容器組成零序電壓濾過器接到電壓互感器二次回路星型接線側，線圈W2經過電容器和電阻接到電壓互感器二次回路開口三角形側。KBL的常閉接點接到距離保護的直流回路中“+”電源側上，與距離保護構成閉鎖狀態。

當電壓互感器二次回路發生斷線時，由于W1端子間有零序電壓，W2端子間沒有零序電壓，綜合磁勢不為零，而且有相當的數值，KBL動作，將距離保護裝置閉鎖。

微機保護針對TV斷線也有軟件程序依據一定的判據閉鎖相應的保護裝置。

盡管閉鎖元件或程序解決了誤動的問題，但此時一次設備的保護僅僅依賴于電流有關的保護，存在保護死區，設備不能長期維持此狀態，應盡快找到引起TV斷線的原因，消除這類缺陷。

TV斷線一般可觀察到以下現象：

（1）有功功率表指示異常，電壓表指示為零或三相電壓不一致，電能表不轉或轉得慢，低電壓繼電器動作。

（2）高壓熔斷器熔斷時還可能有接地信號出現，絕緣監視電壓較正常值偏低，而正常相監視電壓表上的指示仍正常。

（3）“電壓互感器回路斷線”光字牌亮，警鈴響。

引起電壓互感器二次回路斷線的原因一般為有以下幾種：

（1）電壓互感器二次回路的快速開關跳開或熔斷器熔斷。

（2）在裝置后端子上或屏上端子由于接觸不良造成斷線。

（3）中性點接地不牢引起斷線。

處理方法如下：

（1）停用所帶的繼電保護與自動裝置，以防止誤動。

（2）因二次回路故障，使儀表指示不正確時，可根據其他儀表指示，監視設備的運行，且不可改變設備的運行方式，以免發生誤操作。

（3）檢查高、低壓熔斷器是否熔斷。若高壓熔斷器熔斷，應查明原因予以更換，若低壓熔斷器熔斷，應立即更換。

（4）檢查二次電壓回路的接點有無松動、有無斷線現象，切換回路有無接觸不良，二次側自動空氣開關是否脫扣。

4 結束語

電壓互感器回路斷線是變電所運行中常見的故障，應不斷總結經驗，細心排查，盡快解除故障，才能使系統恢復正常運行，保護裝置起到應有的作用。

可試送一次，試送不成功再處理。

檢查保護裝置端子排上N線壓接可有松動，若有壓接不緊，應立即接牢。

作者簡介

高秀琴（1975-），女，山西省交城縣人。碩士學位。現為太原鐵路機械學校講師。主要研究方向為鐵路供電（繼電保護）。

作者單位

太原鐵路機械學校 山西省太原市 030006