分析電壓互感器二次回路故障對繼電保護的影響

蘇國忠

摘 ?要：繼電保護裝置，是電力系統穩定運行的基礎性保護裝置之一，是智能電網發展的重點元件。基于此，該文首先介紹了繼電保護裝置的運行原理。其次，根據目前電力系統的運行狀況，分析了電壓互感器二次回路故障常見類型與故障原因。最后，分析電壓互感器二次回路故障對繼電保護裝置造成的影響，并進一步探討了應對這種影響的對策。

關鍵詞：電壓互感器 ?二次回路故障 ?繼電保護

中圖分類號：F407 ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2019）05（a）-0038-02

當前電力系統正在朝信息化、數字化、智能化的方向發展，繼電保護裝置在智能電網中的作用越來越凸顯。然而，繼電保護裝置的具體運行，受到電壓互感器運行質量的影響，一旦電壓互感器運行出現故障，就會造成電網系統一次電路與二次電路分流錯誤。因而，如何克服電壓互感器二次回路故障，是擺在智能電網設計人員面前的重要課題。

1 ?繼電保護裝置的運行原理

繼電保護裝置是在電力系統運行出現問題時啟動的，可以自動對電力系統運行的故障原因進行排查[1]。一方面，繼電保護裝置是一種實時保護，可以在第一時間對故障進行響應，避免電力系統的故障造成更加嚴重的影響，保護電力裝置，使其不會受到電壓不穩定、電流不穩定等問題的影響，保障電力供應系統與電力轉換系統的運行穩定，保障電力系統的安全性，減少設備與系統故障造成的電力系統人員傷亡事故。另一方面，繼電保護裝置是一種具有跟蹤性質的保護裝置，可以對故障的位置進行鎖定，方便電力系統運行與維護人員，在第一時間對故障原因進行分析，對故障點進行排查，從而更加快捷、高效、準確地對故障進行檢修。

電力系統的繼電保護裝置，正在向信息化的方向發展。大數據技術的運用，提高了繼電保護裝置位置鎖定的準確性，遠程控制技術的運用，提高了繼電保護裝置的靈活程度。同時，繼電保護裝置與智能傳感設備的結合，大大提高了電力系統運行控制的智能化程度，有助于電力系統運維人員，對繼電保護裝置的運行效果進行技術升級。

2 ?電壓互感器二次回路故障常見類型與故障原因

電壓互感器（Potential transformer）是用來變換電力系統線路上電壓的設備[2]。其可以將電力系統裝置中的高壓電轉換為低壓電，以減少高壓電流對設備造成的損害。一旦電壓互感器的運行出現故障，電力系統中的終端設備就會受到高壓電流的影響，出現短路、電流紊亂等現象，會造成繼電保護裝置的運行故障。同時，電壓互感器還可以將一次回路與二次回路分開，給測量儀表和繼電保護裝置供電。

電壓互感器的容量較小，一般只有幾伏安、幾十伏安[3]。常見的故障類型有：（1）二次短路。這種故障會導致熔斷器設備無法正常工作，導致元件的運行出現跳閘情況，各項回路的線芯，會出現接觸不到位的現象。（2）二次回路多點接地。此故障主要是由于電壓互感器的安裝問題造成的，技術人員如果沒有按照相關技術規定，降低電壓值的參數，就容易造成這種問題。（3）插件燒毀故障。這主要是由于電壓互感器的負荷太重，或者回路短路造成。

3 ?電壓互感器二次回路故障影響與對策分析

3.1 電壓互感器二次回路短路的影響及對策分析

電壓互感器二次回路短路，會造成電力系統繼電保護裝置電壓向量的改變，影響繼電保護裝置運行的平穩性。一方面，電壓互感器二次回路短路會影響繼電保護裝置的運行效能，使裝置的定位系統運行失靈，當電力系統的運行出現故障時，繼電保護裝置由于自身的電壓向量問題，對故障位置的定位會發生一定程度的偏移。另一方面，電壓互感器二次回路短路，會造成繼電保護裝置的電子信息控制系統誤碼率上升，導致繼電保護裝置斷線，電子信息系統會從錯誤動作中撤出，以免指令失控。失去電子信息系統的導向作用，繼電保護裝置的靈敏度與靈活度會受到極大的影響。

為了應對電壓互感器二次回路短路的影響，技術人員可以采用以下措施：（1）對電壓互感器二次回路短路的原因進行分析，確定電壓互感器二次回路短路的位置。（2）將不同的斷線情況進行分類，保障電壓互感器的運行處于一種有序控制的狀態下。

3.2 電壓互感器二次回路多點接地的影響及對策分析

電壓互感器二次回路多點接地，會造成電壓互感器中性線電壓偏移，影響相位電壓的穩定性，從而導致繼電保護裝置的電壓升高或降低，造成繼電保護裝置電壓相位的變化。一方面，當電壓互感器二次回路多點接地，導致繼電保護裝置電壓升高時（可達線電壓），繼電器的運行穩定性受到的影響比較小。但是這種情況下，繼電器容易出現反方向上的線路故障，導致繼電器的工頻過大。另一方面，電壓互感器二次回路多點接地，導致繼電保護裝置的電壓過低（可為零），在這種狀況發生時，繼電保護裝置的電壓偏移情況較為明顯，正方向上的自由抗阻過大，會造成繼電保護裝置運行故障，零序功率運行失常。

為了應對電壓互感器二次回路多點接地的影響，技術人員可以采取以下措施：（1）技術人員要根據繼電保護裝置的運行特點，科學設計整體設定值，提高電壓互感器二次回路多點接地的情況下，繼電保護裝置電壓的穩定性。（2）退出有關保護，根據國家電力系統繼電保護裝置的有關使用規定，對電壓互感器的運行進行保護，防止誤動作。（3）檢查電壓互感裝置的高壓熔斷器和低壓熔斷器，查看器件運行的聲音、溫度等，檢查電壓互感裝置的自動空氣開關，是否與繼電保護裝置連接良好。

3.3 電壓互感器二次回路插件燒毀的影響及對策分析

電壓互感器二次回路插件燒毀，通常是由于線路的整體運行電阻過大造成，這種現象會導致電力系統的繼電保護裝置，發生較小的電壓偏移現象，從而使電力系統設備的運行電壓，超過安全電壓規定的范圍，設備中的三相電壓會出現嚴重的不均衡現象。除此之外，電壓互感器二次回路插件燒毀，還會造成電力系統繼電保護裝置PT斷線，從而影響系統中設備運行的穩定性。高壓熔斷器多次熔斷，導致繼電保護裝置的內部絕緣系統嚴重損壞。系統運行的繞組層間或匝間出現斷路故障，導致相電壓升高并以低頻擺動，繼電保護裝置絕緣支架的有效性受到明顯的影響。

為了應對電壓互感器二次回路插件燒毀，對繼電保護裝置造成的影響，技術人員可以采用以下措施：（1）對電壓互感器，進行回路斷線處理，減少互感器插件燒毀對繼電保護裝置電壓的影響。（2）設置與中性點有效接地系統的連接模塊，提高繼電保護裝置的自調節性能。（3）加強對電壓表運行系數的控制，保障高壓繞組端接地問題處置良好，避免串聯諧振現象的出現。（4）對繼電保護裝置的線電壓進行檢測，檢測內容包含繼電保護裝置中的聲、光信號，減少三相電壓的不平衡現象。（5）在電壓互感器上加裝智能感應元件，電壓互感器運行之前，檢驗互感器有無松動現象，保障電壓互感器與繼電保護裝置的連接線沒有斷點，檢查電壓互感器切斷回路的接觸狀況，對于接觸不良的部位，進行及時的加固處理，減少磁鐵諧振現象的產生。

4 ?結語

綜上所述，短路問題、接地問題、插件燒毀是電壓互感器二次回路故障的幾種主要故障類型，技術人員要根據不同的故障類型，進行解決方式的選擇。從該文的分析可知，研究電壓互感器二次回路故障對繼電保護的影響，有助于技術人員從問題的角度出發，看待目前繼電保護裝置運行中的不足。因而，要加強對電壓互感器二次回路故障的理論學習，并在維修實踐當中，降低故障對繼電保護裝置造成的影響。

參考文獻

[1] 周楷哲.淺談電力系統電氣二次回路的常見故障及防范措施[J].低碳世界，2018（10）：115-116.

[2] 陳彪，施文鵬，李艷，等.淺談二次回路斷線以及控制回路斷線原因與處理方法[J].南方農機，2018，49（15）：192，203.

[3] 徐興發.二次電壓中性點兩點接地引起的保護誤動分析及處理[J].電氣技術，2018，19（5）：76-79，87.