一起保護角差異常信號的處理及分析

張曉薇

【摘 ?要】電壓互感器的類型和接線形式與其作用有關，反過來電壓互感器的類型和接線方式就會影響著二次保護，如果對電壓互感器的一、二次的配合有了錯誤的認識，在后續的運行中有可能會影響到裝置保護的判斷。本論文通過探討220 kV xx變電站的一次保護角差異常告警的事件，找出了保護告警的原因，發現了電壓互感器的接線和結構對保護正常運行的影響，由此避免以后由于對電壓互感器結構的不熟悉對保護造成影響。

【關鍵詞】電壓互感器;同期;角差

引言

220kV xx站為敞開式GIS站，220kV 及110kV等級各母線均配置了一臺三相電壓互感器、220kV 及110kV等級線路均配置了一臺單相電壓互感器，連接于A相，各類電壓互感器為不同廠家，容量不同，接線形式不同。110kV xx線路配置長園深瑞PRS-753D系列保護。110kV xx線路由于電網結構變化，在其兩端變電站的保護裝置更改過一次定值，在原有的定值中增加“投角差異常告警”的軟壓板。修改定值工作完畢，運行人員打算和調度匯報時，220kV xx站后臺和110kV xx線路保護屏上突然出現了“角差異常告警”的告警信號。

1.現場情況

首先對后臺進行檢查。后臺報文報“角差異常”告警，后臺的母線電壓檢查情況正常，110kV 線路各個間隔檢查正常。檢查110kV xx線間隔的現場一次設備進行檢查，檢查情況正常;同時檢查了110kV 區域，并無異常現象，設備正常。對二次設備進行檢查，110kV xx線保護裝置上顯示“角差異常告警動作”，同時告警燈亮，保護沒有出口動作。

2.問題分析

2.1“投角差異常告警”觸發條件的分析

首先排除電壓異常情況。根據上面的檢查和后臺數據的顯示，全站的線路電壓和母線電壓數值顯示正常。110kV xx線對側端的220kV 變電站同時進行了定值修改，而保護沒有出現“投角差異常告警”，證明線路沒有發生故障，線路運行正常。

此時，聯想到投角差與“檢同期”功能相關，運行人員推測應該從“檢同期”的二次回路開始檢查。查看保護屏上同期電壓，顯示Ux數值為102V。對比同期電壓Ux和A相電壓Ua，電壓幅值相差很大。采樣值數據異常。

運行人員懷疑是否是裝置內部誤報，所以打算量一下裝置內部電壓。

現場運行人員查找圖紙。110kV xx線通過線路出線的A相TYD采集電壓量，A相TYD連接到了保護屏的1D16端子上，保護屏的1D16端子和1D17端子并聯，一端去線路測控屏，一端去線路匯控柜。

用萬用表的交流檔測量1D16端子對地電壓，為102.1V。而對側站相應的電壓為59.07V。

運行人員猜想是母線電壓 UA 與線路電壓 Ua 的實際接線與固定角度差定值不符導致，對電壓互感器的二次接線進行檢查。

2.2電壓互感器的類型和測量的接線方式

對于測量方式，平時默認以57.7V電壓來判斷，電壓互感器的二次繞組有多個，分別供保護、測量和自動裝置使用。電壓互感器的一次繞組可以接線電壓或相電壓，對應的二次繞組就有基本的兩個額定值，一個是100V，另一個是100/ V，額定電壓為100V的二次繞組在中性的直接接地系統輸出數值不變;當一次電壓為相與地之間的單相電壓互感器，即接的是相電壓時，二次電壓為100/ V。

在配置上，220kV及以下雙母線接線中，一般母線三相上都裝設電壓互感器，作保護等使用;需要監視和檢測線路的電壓時，則在線路某一項（一般是A相）裝設單相電壓互感器，此時輸出的二次電壓為100/ V，約為57.7V左右。一般檢同期、無壓用的電壓互感器的一次電壓都是采量母線單相電壓，變比到二次側為100/ V，即為57.7V左右。有時單相電壓互感器在單相系統或者三相系統上可以接于A、B間的線電壓。

此種接法，單相電壓互感器的一次側不能接地，二次繞組額定值為100V。

2.3電壓互感器接線的檢查

一般由于測量儀表和繼電保護裝置要求接入的電壓不同，會相應的選擇不同的電壓互感器接線方式。對比對側變電站的相同位置的端子，電壓是59.2V，所以猜想由于電壓互感器的接線方式不同導致二次電壓數值不同，設置基準值也有所不同。電壓互感器的接線是否取成線電壓而非相電壓，導致檢同期出現電壓不一致？根據圖紙，A相TYD的引線A609II分別連接至線路保護屏和端子箱的U603端子，U603端子通過空開連接到電壓互感器二次處的引線端子U601。

U601通過引線連接到電壓互感器二次繞組的出線端”da”。

查找110kV 線路的電壓互感器安裝使用說明書，里面顯示電壓互感器的額定一次電壓為100/ kV，額定二次電壓為100/ V，剩余電壓繞組的額定電壓為100V。剩余電壓繞組的出線標記為“da”，“dn”。

數據說明了單相電壓互感器接線沒有錯誤，不過二次電壓并非從二次繞組中選取，而是從剩余電壓繞組中選取電壓量。

2.4同期電壓定值的設定

查看裝置同期電壓的基準值，發現裝置同期電壓的基準值設定為“A相”，即定義抽取側電壓為57.7V，而實際顯示和測量到的電壓為102.1V，說明設定值與實際值不符，這將會導致同期壓差有誤。因為線路抽取側電壓的選擇有不同的結果，一般線路二次側抽取電壓有57.7V和100V，兩種電壓有各自的計算方法和誤差考慮。若同期控制字中定義抽取電壓為57.7V，則在壓差閉鎖實驗中，可以直接用母線電壓與線路電壓抽取電壓的幅值差計算同期壓差的閉鎖值;若同期控制字中定義抽取側電壓為100V，則須將母線電壓轉化為100V，再用母線電壓與線路電壓抽取電壓的幅值差計算同期壓差的閉鎖值。而且兩類電壓分別從不同繞組引出，接線方式的不同也會帶來檢同期的相位差等方面的誤差。因此，裝置的同期電壓抽取值應該滿足輸出二次為100V的條件。

3..故障恢復情況

經過修改，運行人員將同期電壓由“A相”改為“A相100V”之后，“角差異常告警”信號消失。后臺報文恢復正常，保護屏“告警”燈滅。

4.結論與總結

變電站同期部分的二次回路設計中，經常遇上斷路器兩側電壓由于接線方式不同而造成固有幅值差和相角差的情況，所以在設定保護定值，要考慮電壓互感器的接線。另外，一般測控裝置只用一相線路電壓和母線電壓進行比較，而 110KV 線路中只安裝了單相電壓互感器，所以在調試之前要先了解該電壓互感器的安裝相別，否則會因為測控裝置內設置用于比較的相電壓與實際電壓互感器安裝相不符而導致同期功能無法實現。

5.結束語

本次論文論述一起由于電壓互感器接線原因發生的二次保護配合不當而出現的角差異常告警信號，通過排除故障的存在，查找二次端子接線，參照對側站的情況，最后確定告警原因，解決故障。由于電壓互感器取線看似簡單，卻關系到二次側的電壓的數值，影響保護設定和保護級別等將會發生變化，因而在二次保護的工作中要加以考慮，避免出現保護告警甚至是誤動的現象。

參考文獻：

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（作者單位：廣東電網有限責任公司汕頭供電局，）