電磁式電壓互感器二次失壓故障研究

張年臻

摘 要 本文對電磁式電壓互感器二次失壓故障形式進行分析，對電磁式互感器防護措施及使用時的優(yōu)缺點進行探討，希望可以為相關(guān)行業(yè)工作者提供參考。

關(guān)鍵詞 電磁式電壓互感器;二次失壓;解決措施

電磁式電壓互感器被廣泛應(yīng)用于中性點不接地的電壓電網(wǎng)中，通過一次繞組接成星型，中性點接地。如果出現(xiàn)一些故障，電磁式電壓互感器的勵磁阻抗和電網(wǎng)系統(tǒng)的對地電容會形成非線性諧振回路，導致工頻、低頻、高頻諧振過電壓形成，致使電磁式電壓互感器燒損。為了有效防止電磁式電壓互感器二次失壓故障，電力系統(tǒng)對此做出了明確要求及制定了相關(guān)規(guī)范，但是故障仍然經(jīng)常發(fā)生，并且現(xiàn)如今對于電力電纜的廣泛使用，單相接地電容電流提升，故障問題也變得越來越多，嚴重影響電網(wǎng)的安全運行。

1事故案例介紹

案例一：乙烯廠電氣工作人員拉開直流控制電源總開關(guān)時操作錯誤，導致失壓脫扣保護動作。出現(xiàn)此事故的主要原因為對工作人員的培訓存在不足，工作人員不能將空開進行有效區(qū)分，致使將其拉錯，并且配電柜的控制電源接線方法在電氣設(shè)計方面存在一定的不足，沒有對控制電源進行分路設(shè)置。

案例二：繼電保護工作人員在對直流接地故障進行處理的過程中，誤觸碰電壓切換繼電器的端子，導致電壓重動繼電器線圈持續(xù)失去、恢復直流電源，進一步致使電器接點發(fā)生跳動，導致電磁式電壓互感器二次電壓持續(xù)發(fā)生變動，距離三段保護誤觸碰跳閘。乙烯總變也出現(xiàn)過因為將直流空拉開造成母線電磁式電壓互感器二次失壓的事故，但是因為線路設(shè)置中存在微機保護，并沒有直接導致線路開關(guān)保護的跳閘。

案例三：電壓互感器在運行過程中熔絲斷開，導致失壓。如果出現(xiàn)該故障可能會有預(yù)告音響，其次電壓表、有功和無功功率表的指示值回降低或降至零，故障相的絕緣視表記的電壓會降低或降至零。如果變壓器、發(fā)電機嚴重過流，互感器熔絲熔斷，低壓過流保護會誤動。

上述案例均為電壓互感器二次電壓故障，表面電磁式電壓互感器二次電壓回路故障對電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行造成了嚴重影響。

2導致該類事故發(fā)生的原因

第一，電壓二次回路的電氣設(shè)計存在一定的不足，設(shè)計無法達到國家電網(wǎng)設(shè)計標準要求。

第二，其他開斷設(shè)備的空開、繼電器切換、隔離開關(guān)輔助觸點等性能不佳導致事故出現(xiàn)。

第三，操作人員專業(yè)能力較低，培訓工作不足也是導致事故發(fā)生的重要因素。

3實例分析

本文將乙烯總變的110kV電磁式電壓互感器二次接線作為實際案例，對電氣設(shè)計缺陷導致電磁式電壓互感器二次失壓對電氣系統(tǒng)的平穩(wěn)運行產(chǎn)生的影響進行分析。

3.1 現(xiàn)狀及問題

乙烯總變110kV的主要運行方式為單母線分段運行，110kV進線熱烯一線與一段母線電磁式電壓互感器設(shè)置于相同匯控柜，母線電磁式電壓互感器的二次電壓通過空開和重動繼電器的接點到達電壓小目前，并且熱烯一線斷路器和重動繼電器的控制電源空開相同。如果線路出現(xiàn)停電現(xiàn)象，需要將斷路器控制電源斷開時，如果對現(xiàn)場實際接線情況不了解，那么工作人員會將空開直接斷開，重動繼電器線圈失電，進而導致目前PT二次回路失壓。這便是設(shè)計存在不足的表現(xiàn)，根據(jù)國家電網(wǎng)反事故相關(guān)條例明確，對控制電源和保護電源進行供電時需要確保回路分開[1]。

3.2 電路分析

雖然斷路器和重動繼電器的控制電源是分開的，但是直流電源出現(xiàn)失電或者直流接觸不良等問題，也會導致重動繼電保護器的失電，進而導致電磁式電壓互感器二次失壓，對電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行造成不良影響。上述案例也是因為重動繼電器失電導致電磁式電壓互感器二次失壓。

重動繼電器是否具有重要作用，能否將重動繼電器取消。重動的主要含義為應(yīng)用一定的控制電路確保電壓互感器二次繞組的電壓狀態(tài)同電壓互感器的運轉(zhuǎn)狀態(tài)保持對應(yīng)，防止電壓互感器停止運轉(zhuǎn)時，二次繞組對一次繞組形成反饋電壓，造成嚴重事故，對工作人員的生命健康造成威脅[2]。

反充電指的是在進行倒閘操作環(huán)節(jié)，因為操作不規(guī)范或者操作票不正確，導致雙母線帶點的電壓互感器發(fā)生二次葫蘆，同不帶電的電壓互感器形成二次回路并處于并聯(lián)狀態(tài)，最終會導致帶電的電壓互感器二次回路空氣開關(guān)跳開，進而導致全部運行線路的交流二次回路電壓流失。

強化設(shè)備的更新工作，實現(xiàn)變壓器及母線保護的微機化，對電壓回路的運行條件進行改善，對運行具體情況進行歸納和總結(jié)，在對選型進行設(shè)計的過程中及選購環(huán)節(jié)需要使用運行狀況較好的開斷設(shè)備。將具備磁保持的切換繼電器應(yīng)用其中，有效預(yù)防因為隔離開關(guān)輔助觸電運轉(zhuǎn)中發(fā)生接觸不良而導致繼電器失去磁性。同時，應(yīng)用這一繼電器要確保返回的有效性[3]。

3.3 電壓互感器熔絲熔斷處理方法

首先要基于現(xiàn)象判斷是什么設(shè)備互感器發(fā)生故障進行分析，將可能誤動的保護裝置退出，例如低電壓保護、備用電源自投裝置、低壓過流保護等。之后對互感器二次熔絲哪一相熔斷進行分析，測量熔絲上下端兩相間二次電壓，判斷是哪相熔絲熔斷，進行更換。如果熔絲上端電壓小于100V，便可能是互感器隔離開關(guān)輔助接點接觸不良所致，也可能是一次熔絲熔斷。可以通過對隔離開關(guān)輔助節(jié)點兩相之間、上下端交叉測量明確是隔離開關(guān)輔助節(jié)點接觸不良或一次熔絲熔斷。如果互感器一次熔絲額弄斷，則將隔離開關(guān)拉開進行更換。

4結(jié)束語

綜上所述，有效預(yù)防和解決電磁式電壓互感器二次失壓故障不僅需要強化設(shè)計，更需要強化對工作人員的技能培訓，定期組織相關(guān)專業(yè)培訓活動，有效提高工作人員的操作能力，對于特殊設(shè)備的操作及注意事項，提高工作人員對倒閘操作的重視，細化全部操作環(huán)節(jié)，優(yōu)化和完善操作方法，也是有效防止電磁式電壓互感器二次失壓故障的有效措施。

參考文獻

[1] 李輝，陳紅莉，田菲，等.一起PT倒閘操作引起二次失壓原因分析及防范措施[J].中國科技投資，2017（34）：157.

[2] 王祺.電力工程母線PT爆炸引起供電系統(tǒng)失壓分析[J].江西建材，2018（1）：176-177.

[3] 孟憲影.PT斷線故障及單相接地故障模擬實訓裝置研發(fā)方法[J].中國科技投資，2019（25）：71-72.