電壓互感器典型故障的處理分析與總結

肖 奕

（國網湖南省電力公司檢修公司，湖南長沙 410000）

0 引言

電壓互感器是反映電力系統運行工況的最主要元件之一，其采集的電壓數據是否正常是電力系統電測計量、繼電保護裝置及各種安全自動裝置正常運行的必備條件。電壓互感器發生故障，會影響所在母線上設備電壓采集異常，使線路保護失去方向性，母線、失靈、主變保護電壓閉鎖開放，安全自動裝置啟動甚至母線失壓，從而影響整條母線設備的可靠供電，事故后果非常嚴重。提高電壓互感器的事故分析和處理，快速隔離故障，恢復母線其他設備正常送電，是運維人員分析和總結的重點。

220kV母線上的電壓互感器（以下簡稱TV）經過一、二次電壓變換后，通過本體二次快分開關接入TV并列裝置，再將電壓分別接入各個間隔保護裝置，不同母線上所連接的間隔出線，其保護裝置所接的母線電壓與該間隔一次回路一起進行切換，最終實現對該母線電壓的采集。圍繞電壓互感器一、二次幾種典型的事故現象和處理模式，分析冷倒母線、熱倒母線、二次TV并列的優缺點和處理注意事項，避免在事故處理中造成更大的事故隱患，提高運維人員的事故處理能力。

1 TV并列裝置二次并列原理

以220kV母線TV電壓切換裝置為例，如果只發生TV本體二次故障，可以用TV隔離開關隔離而不需要母線停電，可以采取二次并列的操作。并列前，先將故障TV所有二次快分開關全部斷開，包括解開TV開口三角。在二次并列前，要一次先并列。然后將TV并列裝置KK把手切至“并列位置”，啟動BLJ（TV自動并列繼電器輔助接點）并列繼電器，從而在TV并列裝置內實現TV電壓的二次并列。最后拉開需要檢修TV的隔離開關，將TV轉檢修。

2 事故處理與分析

在典型的220kV雙母線一次接線中，母聯624連接220kVⅠ、Ⅱ母線，6X14 TV和 6X24 TV作為220kVⅠ、Ⅱ母線電壓互感器掛在2條母線上正常運行（圖1）。下面分析 220kVⅠ母線6X14 TV發生事故異常致使母線跳閘或不跳閘的幾種處理方式。

2.1 TV本體一次故障

2.1.1 故障現象

①監控界面顯示220kVⅠ母母線失壓為零；

②母線保護動作，該母線上所有斷路器事故跳閘；

③該母線上對應間隔的所有保護裝置均發TV斷線或裝置異常告警信號；

④TV并列柜發TV斷線告警信號；

⑤TV本體有燒灼、瓷瓶閃絡、擊穿痕跡等事故明顯象征和缺陷。

2.1.2 事故處理方式

①拉開6X14 TV二次快分開關（防止TV二次反充電）；

②拉開6X14隔離開關隔離故障點；

③分別將610斷路器、602斷路器、606斷路器由事故跳閘狀態（熱備用）轉冷備用；

④將220Ⅰ母線及母聯624斷路器轉冷備用；

⑤分別將610斷路器、602斷路器、606斷路器由冷備用轉220kVⅡ母熱備用；

⑥分別將610斷路器、602斷路器、606斷路器由熱備用轉220kVⅡ母運行，負荷倒至Ⅱ母運行；

⑦合上6X14－1接地刀閘將6X14 TV轉檢修。

圖1 典型的220kV雙母線一次接線

2.1.3 事故分析

上述TV故障為一次有明顯事故象征的故障，直接造成母線保護動作跳母線上 624，610，602，606，220kV 的Ⅰ母線失壓停電，故障被切除干凈。事故處理過程中，首先將故障TV隔離后，先將故障母線及母聯斷路器轉冷備用，恢復受累停電的610，602，606間隔復電于220kVⅡ母線，再將6X14 TV轉檢修進行處理。這是典型的TV故障跳閘后母線停電冷倒間隔的事故處理。在事故處理過程中，要重點注意隔離故障和恢復受累設備送電的先后順序，明確先隔離后復電，再轉檢修。操作過程可以按照正常的操作流程進行逐步處理，不需要進行熱倒母線操作和二次TV并列等復雜操作。

2.2 TV本體二次故障

2.2.1 故障現象

①監控界面顯示母線電壓一相或多相為零或不正常；

②母線保護不動作，該母線上所有斷路器在合位；

③該母線上對應間隔的所有保護裝置均發TV斷線或裝置異常告警信號；

④TV并列柜發TV斷線告警信號；

⑤TV本體無事故明顯象征和異常；

⑥測量TV本體二次端電壓一相或多相為零或不正常，開口三角電壓不為零。

2.2.2 母線停電冷倒母線的處理方式

①拉開6X14 TV二次快分開關（防止TV二次反充電）；

②分別將610斷路器、602斷路器、606斷路器由運行轉冷備用；

③將220kVⅠ母及母聯624斷路器轉冷備用；

④拉開6X14隔離開關將6X14 TV故障隔離；

⑤分別將610斷路器、602斷路器、606斷路器由冷備用轉220kV的Ⅱ母熱備用；

⑥分別將610斷路器、602斷路器、606斷路器由熱備用轉220kV的Ⅱ母運行；

⑦合上6X14－1接地刀閘將6X14 TV轉檢修。

2.2.3 母線不停電的熱倒母線處理方式

①退出220kVⅠ母線上所有帶方向、復壓閉鎖的保護和安全自動裝置；

②拉開6X14 TV二次快分開關防止TV二次反充電；

③解開6X14 TV二次開口三角L601回路防止TV二次反充電；

④投入母線失靈保護Ⅰ、Ⅱ母線互聯壓板（滿足一次并列要求）；

⑤拉開母聯624斷路器控制電源快分開關做死連接（滿足一次并列要求）；

⑥熱倒母線將220kVⅠ母線及624斷路器轉冷備用，610，602，606間隔倒至220kVⅡ母線運行，再將所有保護正常投入；

⑦拉開6X14隔離開關，合上6X14－1接地刀閘將6X14 TV轉檢修。

2.2.4 母線不停電的TV二次并列處理方式

前①～⑤的步驟與母線不停電的熱倒母線處理方式一致。

⑥合上TV并列裝置二次并列KK把手（實現220kV的Ⅰ和Ⅱ母線TV的二次并列）；

⑦檢查故障Ⅰ母線測量、計量、保護電壓是否回復正常；⑧投入220kV的Ⅰ母線上所有帶方向、復壓閉鎖的保護和安全自動裝置；

⑨拉開6X14隔離開關，合上6X14－1接地刀閘將6X14 TV轉檢修。

2.2.5 事故分析

對比TV本體一次有明顯燒灼、瓷瓶閃絡、擊穿痕跡等事故象征，母線保護會動作跳閘，故障被停電切除，而TV本體二次故障往往不會直接造成母線保護動作跳閘。但是，該母線上所有采集電壓數據的裝置均會發“電壓異常”告警，仍然會嚴重威脅該母線各間隔保護裝置的正常運行（電測計量）和正確動作（失去保護方向、復壓閉鎖功能），需及時隔離故障TV進行檢修處理。

3 倒母線處理方式的特點

3.1 母線停電冷倒母線的處理方式

該方式實類似于TV本體一次故障跳閘的模式，即：將母線直接停電來直接隔離故障點，然后再恢復220kVⅠ母線間隔的設備運行于220kVⅡ母線。這一方式隔離故障的優點是簡單、可靠、快速，母線在停電狀態下可以迅速拉開故障TV刀閘隔離故障，TV二次異常電壓對該母線上所有帶方向、復壓閉鎖的保護和安全自動裝置的影響消失。其缺點是需要損失負荷，對電網系統的運行方式存在影響。

3.2 母線不停電的熱倒母線的處理方式

該方式就是在母線不停電的方式下，進行倒母線操作，將220kVⅠ母線的負荷導致220kVⅡ母線運行，拉開母聯624斷路器使母線停電來隔離故障點。這種方式隔離故障的優點是，不損失負荷為代價，不需要考慮系統的運行方式。但是其缺點是，在TV二次故障的情況，開口三角電壓不等于零，而且三相電壓不平衡，在倒母線一二次刀閘雙跨的時候，會出現故障TV二次向正常TV一次反充電的現象，造成設備的損壞；其次倒母線操作的的過程較長，在此過程中如果TV二次故障向一次故障轉變或者發生短路起火等嚴重故障趨勢的時候，將使220kV的Ⅰ和Ⅱ母線全部故障跳閘，母線失壓，有損失負荷的風險。

3.3 母線不停電的TV二次并列處理方式

該方式雖然也是母線不停電的處理方式，但不是通過倒母線來隔離故障，而是直接將故障在確保TV二次不會反充電的情況下，將母聯624做死連接強行一次并列后，在二次TV并列裝置上進行的二次并列操作，使得220kV的Ⅰ母線上所有的電壓采集設備快速恢復正常運行，無異常告警后再帶電拉開TV隔離開關進行故障隔離檢修。這種方式的優點是不以損失負荷為代價，不需要倒母線操作，事故隔離迅速；但是存在的二次并列操作風險較大，對TV并回路接線的正確性、切換的可靠性均有很高要求。

4 TV事故處理總結

通過對TV本體一次故障、TV本體二次故障的事故現象、事故處理方式進行分析對比，總結了各種處理方式的的優缺點和存在的操作風險，明確這幾種處理方式的操作順序和處理要求，從而提高運維人員對TV本體故障事故處理的能力。尤其TV二次故障，雖然沒有造成母線事故跳閘，但是已經嚴重危害設備正常運行，需要立刻退出運行。選擇哪種處理方式，需要認真分析處理，具體情況還要根據變電站負荷潮流重要程度、TV并列裝置是否運行可靠、TV故障的輕重程度等，來決定最佳處理方式。

［1］沈詩佳.電力系統繼電保護及二次回路［M］.北京：中國電力出版社，2007.

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