電壓互感器操作原則及電壓回路淺析

張建偉　解延毅　何永珍　何梅

【摘 要】《南方電網(wǎng)電氣操作導(dǎo)則》中明確規(guī)定：“電壓互感器停電操作時(shí)，先斷開二次空氣開關(guān)（或取下二次熔斷器），后拉開一次隔離開關(guān)。送電操作順序應(yīng)相反【1】。”那么，這樣做的目的什么，為何要遵循這樣的原則操作？本文以雙母線接線形式電壓二次回路為依據(jù)，結(jié)合具體事故案例對(duì)電壓互感器操作原則及操作方法進(jìn)行淺析。

【關(guān)鍵詞】電壓互感器；操作原則；電壓回路；順序

引言

電壓互感器為變電站保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量裝置提供二次電壓，當(dāng)?shù)归l操作過(guò)程中二次電壓異常時(shí)，將影響到上述裝置的正常運(yùn)行【3】。而電壓并列與電壓切換回路則是雙母線接線方式中最重要的電壓二次回路，本文對(duì)電壓切換與電壓并列回路進(jìn)行介紹，進(jìn)而對(duì)電壓互感器操作原則分析。

1 電壓并列回路介紹

在雙母線接線方式中，兩組母線并列運(yùn)行（母聯(lián)斷路器處于合位），若其中一組母線電壓互感器因工作需要轉(zhuǎn)檢修，那么，該母線上所有運(yùn)行間隔將失去二次電壓，與之對(duì)應(yīng)的保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量功能將受到影響。

一次側(cè)電壓經(jīng)電壓互感器到二次空氣開關(guān)，因所取二次繞組不同，一般情況下電壓二次空氣開關(guān)分為保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量三種，之后二次電壓經(jīng)過(guò)隔離開關(guān)重動(dòng)接點(diǎn)到達(dá)電壓并列裝置。在并列裝置當(dāng)中串有母聯(lián)隔離開關(guān)、斷路器輔助接點(diǎn)并經(jīng)過(guò)“并列”把手到達(dá)電壓并列繼電器“BLJ”。當(dāng)母聯(lián)間隔三組接點(diǎn)（1GM、2GM、DL）在合位且“并列”選擇開關(guān)切換至“允許并列”時(shí)，繼電器“BLJ”得電，相應(yīng)接點(diǎn)閉合。此時(shí)，保護(hù)測(cè)量計(jì)量裝置所取的二次電壓為“并列電壓”。

2 電壓切換回路介紹

對(duì)于雙母線接線系統(tǒng)，二次系統(tǒng)的測(cè)控以及故障判別元件需要精準(zhǔn)的判斷出線路間隔所運(yùn)行母線，從而選擇相應(yīng)母線二次電壓。一般情況下，當(dāng)一次系統(tǒng)所運(yùn)行母線發(fā)生變化時(shí)，二次電壓所取的電壓也要發(fā)生變化，與一次側(cè)需保持一致性。因此，電壓互感器二次電壓回路就就必須設(shè)置電壓切換裝置，保證一、二次電壓選取一致。

3 電壓互感器操作原則及隱患分析

南方電網(wǎng)電氣操作導(dǎo)則中規(guī)定，“電壓互感器停電操作時(shí)，先斷開二次空氣開關(guān)（或取下二次熔斷器），后拉開一次隔離開關(guān)。送電操作順序應(yīng)相反。【1】”如若不按這樣的原則操作，又會(huì)產(chǎn)生怎樣的后果，下面將以雙母線接線方式為例，結(jié)合電壓并列、電壓切換回路，對(duì)操作隱患及危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行分析介紹。

3.1 并列接點(diǎn)“粘連”

雙母線系統(tǒng)在正常運(yùn)行過(guò)程中，并列接點(diǎn)“BLJ”斷開，Ⅰ、Ⅱ母上運(yùn)行元件分別取各自母線二次電壓供保護(hù)、測(cè)控、計(jì)量裝置使用。當(dāng)并列裝置中并列接點(diǎn)“BLJ”發(fā)生粘連，那么Ⅰ母TV→Ⅰ母保護(hù)空開→1CDJ→BLJ→3CDJ→Ⅱ母保護(hù)空開→Ⅱ母TV接通。此時(shí)若恰好進(jìn)行停母線操作，繼續(xù)斷開母聯(lián)斷路器后，Ⅰ母電壓就會(huì)通過(guò)電壓并列回路向Ⅱ母反送電，Ⅱ母電壓互感器二次空氣開關(guān)將過(guò)流跳開。若空開反應(yīng)不及時(shí)，則二次電壓將會(huì)向Ⅱ組母線反送電。

3.2 “雙跨”時(shí)禁止開展停母線操作

“雙跨”一詞是運(yùn)檢人員之間的俗語(yǔ)，指在雙母線接線方式下，倒母線操作中出現(xiàn)拉開母線側(cè)隔離開關(guān)后位置顯示仍處合位的情況，當(dāng)1YQJ、2YQJ（電壓切換接點(diǎn)）同時(shí)處于合位，并列接點(diǎn)“BLJ”被短接，則將會(huì)出現(xiàn)3.1節(jié)中所描述的風(fēng)險(xiǎn)。此時(shí)，應(yīng)暫停操作，待缺陷處理后再進(jìn)行后續(xù)作業(yè)。

3.3 操作中二次側(cè)接地隱患

以Ⅰ組母線保護(hù)電壓為例，母線電壓經(jīng)電壓互感器后通過(guò)電壓切換回路供保護(hù)裝置使用。母線電壓互感器的停電操作，應(yīng)先斷開母線電壓互感器二次空氣開關(guān)，再操作拉開一次側(cè)隔離開關(guān)。若操作一次側(cè)隔離開關(guān)過(guò)程中，二次電壓回路中發(fā)生接地或短路故障，恰好二次電壓空氣開關(guān)處在合位，那么母線→電壓互感器隔離開關(guān)→電壓互感器→二次空氣開關(guān)→電壓二次回路→大地便會(huì)接通。

3.4 防止“非同期”造成保護(hù)誤動(dòng)

220kV母線電壓互感器母線側(cè)隔離開關(guān)一般為三相聯(lián)動(dòng)型，使用一臺(tái)操動(dòng)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)操作使得三相同步完成分合閘操作。隔離開關(guān)的同期就是指三相開關(guān)合閘、分閘是否同步。

在拉開一次側(cè)隔離開關(guān)過(guò)程中如果三相非同期，Ua、Ub、Uc之間的矢量和超過(guò)零序電壓門檻值（3U0=Ua+Ub+Uc）【2】，此時(shí)就會(huì)出現(xiàn)3U0越限的情況。對(duì)于主變高后備復(fù)壓過(guò)流保護(hù)，復(fù)壓判據(jù)便會(huì)滿足，如果電流回路中恰好出現(xiàn)電流斷線或是其他引起電流突變的情況，那么主變高后備很大程度會(huì)誤動(dòng)。

3.5避免串聯(lián)諧振的發(fā)生

對(duì)于母聯(lián)或分段斷路器帶有并聯(lián)均壓電容的情況，如果先將母聯(lián)斷路器斷開再操作拉開母線電壓互感器一次側(cè)刀閘，那么母聯(lián)均壓電容與電壓互感器一次線圈就會(huì)構(gòu)成串聯(lián)回路，此時(shí)便會(huì)產(chǎn)生串聯(lián)諧振的風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)互感器本體絕緣及性能造成破壞。

4.電壓互感器操作過(guò)程中注意點(diǎn)淺析

在對(duì)電壓互感器倒閘操作過(guò)程中，一方面需嚴(yán)格按照“停電先操作二次再操作一次，送電先操作一次再操作二次”的大原則進(jìn)行，另一方面還需在操作過(guò)程中對(duì)電壓回路、電壓互感器本體、二次空氣開關(guān)、各部分電壓值進(jìn)行檢查。本節(jié)將對(duì)操作過(guò)程中的注意點(diǎn)進(jìn)行分析。

4.1送電前保證二次空氣開關(guān)正常

二次空氣開關(guān)損壞引起母線電壓異常是電壓互感器送電過(guò)程中出現(xiàn)較多的問(wèn)題，因此在合空氣開關(guān)前需對(duì)空開性能進(jìn)行檢驗(yàn)。

在送電前（一次側(cè)隔離開關(guān)合上前），用萬(wàn)用表電阻檔分別測(cè)量空開相間電阻，同相上下兩端電阻，以確定空開是否存在短路或開路的情況。對(duì)空氣開關(guān)進(jìn)行試分合，確定空開撥片是否松動(dòng)。

4.2保證隔離開關(guān)三相同期

在對(duì)電壓互感器一次隔離開關(guān)定檢后，需驗(yàn)證三相隔離開關(guān)觸頭是否可靠同期，電機(jī)及連桿是否運(yùn)行可靠。對(duì)于手動(dòng)操作的隔離開關(guān)，要注意操作時(shí)的力度，不可用力過(guò)猛，拉合過(guò)程中需注意連桿與觸頭是否轉(zhuǎn)動(dòng)同步。

4.3送電后需全面檢查電壓量

220kV母線電壓互感器二次電壓一般用于保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量等功能。因此，在對(duì)電壓互感器送電正常后，需檢查后臺(tái)機(jī)處母線電壓、送電母線所運(yùn)行各出線間隔保護(hù)裝置電壓（630/640）、電能表所取的母線電壓正常，檢查完畢后需將保護(hù)裝置的電壓?jiǎn)?dòng)信號(hào)進(jìn)行復(fù)歸。所有檢查工作確認(rèn)無(wú)誤后，方能進(jìn)行下一步操作。

4.4分清“重動(dòng)”、“并列”指示燈

在雙母線接線或是單母分段接線系統(tǒng)中，為防止一臺(tái)母線電壓互感器處于檢修時(shí)，其運(yùn)行母線間隔上保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量功能有效，通常會(huì)配置電壓并列裝置。通過(guò)二次電壓并列的方式為另一段母線運(yùn)行間隔提供二次電壓。

在電壓并列裝置中通常會(huì)有三個(gè)指示燈：“Ⅰ母重動(dòng)”、“Ⅱ母重動(dòng)”、“ⅠⅡ并列”，裝置標(biāo)識(shí)不清的情況下，很容易會(huì)將重動(dòng)與并列燈混淆。在母線電壓互感器送電正常后因仔細(xì)核對(duì)并列裝置燈光正確性。

5.小結(jié)

對(duì)于母線電壓互感器的停送電操作，在掌握“停電先二后一，送電先一后二”的大原則基礎(chǔ)上，還需將電壓并列、切換回路理解透徹，操作過(guò)程中將相關(guān)電壓量以及后臺(tái)信號(hào)檢查到位。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司電氣操作導(dǎo)則[S].2017.01.10

[2] 國(guó)電南自220kV線路保護(hù)PSL 603UMC型保護(hù)技術(shù)原理說(shuō)明書

[3] 楊保初，劉曉波，戴玉松.高電壓技術(shù).重慶：重慶大學(xué)出版社，2001.12.

（作者單位：云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司紅河供電局）