關于110kV雙母接線方式下PT電壓異常的處理方法探討

引言：本文針對110kV雙母接線方式下PT電壓異常的處理方法進行探討，指出工作過程中倒母處理故障的不合理性以及存在的風險，并結合現場及圖紙資料提出論據。結合實際情況進行可行性分析，并經安全性比較后給出處理辦法的合理意見。

一、保護裝置的電壓切換原理

對于雙母線接線方式的變電所，電壓切換裝置是必不可少的。在一次電氣元件進行倒母線操作時，電壓切換裝置用來保證繼電保護、測量儀表和自動裝置所需要的二次電壓與一次電氣元件所連接的母線對應；或者實現雙母線的電壓互感器互為備用[1]。而本文分析的110kV坡麻線保護裝置為四方CSL103C，由廠家圖紙可以查找出其電壓切換的原理。

如果110kV坡麻線掛于1M，則#1母刀合上，#1母刀某一輔助接點接通使得端子d32得電，1YQJ1、1YQJ2、1YQJ3均勵磁，常開接點1YQJ2、1YQJ1均受電閉合，111PT的電壓經右側b12、d26、z28、b28連通至保護裝置。同理，如果110kV坡麻線掛于2M，則#2母刀合上，其輔助接點使得端子d30得電，2YQJ1、2YQJ2、2YQJ3均勵磁，常開接點2YQJ2、2YQJ1均受電閉合，112PT的電壓經右側b12、d26、z28、b28連通至保護裝置。

二、采取方法的不合理性分析

對110kV坡麻線進行熱倒母的過程中，必然會存在#1、#2母刀同時合上（即跨接）的情況。經過上面保護裝置對電壓的切換分析，我們可以看出，此時1YQJ1、1YQJ2、1YQJ3、2YQJ1、2YQJ2、2YQJ3都勵磁，因此常開接點1YQJ2、1YQJ1、2YQJ2、2YQJ1都受電閉合，分別從111PT及112PT變換來的二次電壓通過這幾個常開接點并列。當111PT電壓回路存在故障情況下，111PT的A、B、C三相二次電壓分別為60V、68V、41V，此時正常的112PT二次回路的電壓分別為60V、60V、60V。不難看出，111PT電壓回路和112PT電壓回路的C相電壓差接近20V（如簡化圖2-1所示），正常情況下并列電壓差約等于0V，此種情況下的并列就會形成環流，較大的環流通過保護裝置電路板（電壓切換模塊）的電子元器件，可能造成電壓切換模塊的燒毀[2]。

圖2-1

三、問題的分析及合理處理方法的探討

1、不平衡電壓及零序電壓出現的故障情況分析

運行人員發現后臺機發111PT斷線的信號時，應首先檢查111PT的二次電壓回路的空開是否有跳開及回路各處是否有異常現象。本次事件可以明顯的看出不是二次回路空開跳開的，如果二次空開跳開，二次電壓應當均為0V，而這次后臺機顯示電壓分別為Ua 66kV 、Ub 75kV、Uc 45kV。排除這個原因之后，故障有三種可能，一是母線的實際電壓不平衡；二是PT的內部故障導致的三相電壓不平衡；三是111PT的二次回路絕緣下降導致電壓不平衡[3]。

如果實際母線電壓不平衡，那么110kV對側的變電站也會受本側的影響，可以通過調度或者能量管理系統進行確認；對于后兩種可能，筆者認為可以試斷開111PT端子箱的電壓空氣開關，測量空氣開關的上端（接入端）電壓，若電壓正常，則故障應當在下方的回路中，這個需要逐條支路查找；若電壓異常，則故障應當在上方的回路或者是PT內部，故障范圍相對較小。前提都需要將PT停電再查，而不是采用倒母的方法進行負載的排除。

對于3U0的出現（二次的3U0≈39.1V），筆者認為有以下的原因：一是一次電壓不平衡，可以通過能量管理系統查看或者咨詢調度確定；二是二次負載不平衡，可以試斷空開測量電壓確認是否二次負載不平衡引起（詳見上段）；三是開口三角二次線圈損壞[4]（如某相匝間短路）或接線端子被短接（相間短路），可以通過PT是否有冒煙異味異響來確認。筆者認為這種方法在故障不是很嚴重的時候并不可靠，但不管是一次的電壓真的有問題或者是PT損壞等二次方面的問題，用倒母的方法來處理故障都存在一定的風險。

2、倒母處理故障存在的風險

本文討論的倒母處理故障存在的風險，可以歸納為以下幾個方面。其一，如果真的是母線電壓不平衡，那么在合上母聯的時候母聯開關必然承受非常大的沖擊電流，有引起設備跳閘或者爆炸的可能；其二，如果是PT內部問題或者是二次回路問題導致后臺顯示三相電壓不平衡，那么倒母操作會使得111PT二次電壓與112PT二次電壓在#1、#2母刀同時合上的時候并列，較大的不平衡電流會通過電壓切換模塊，有可能導致設備發熱或者燒毀（詳見二的分析）。

倒母進行到第三條線路（110kV坡麻線）時，導致保護裝置燒毀。對于為什么出現在第三條線路而不是前兩條這個疑問，經過對倒母過程的回顧及保護裝置資料的調閱分析后，得到了具體的原因。其一，110kV坡麻線正常方式下掛于1M母線運行，當運行人員合上110kV坡麻線#2母刀而未拉開#1母刀的時候，五防鑰匙無法打開#1母刀機構箱，導致操作中斷，此時#1、#2母刀均在合位，111PT、112PT的二次回路通過110kV坡麻線的保護裝置并列，由于電壓不平衡量較大，環流很大，操作的中斷也讓環流較長時間通過保護裝置，導致裝置發熱至燒毀；其二，110kV坡麻線的保護裝置使用多年，在變電站改造中并沒有更換，額定電流小，元器件老化（如觸點氧化）等，更容易發熱嚴重。

對于這次故障，筆者認為，在排除母線電壓正常后，應當先將111PT停運，然后立刻將110kV一次母線并列運行并將二次電壓切換至并列狀態，原則上應當將故障隔離后再查找故障，而不能將故障點引入正常回路。當然，如果是某一支路發生故障，那么PT停電后需要查找的范圍就大很多，但筆者認為應該先考慮安全，然后再考慮查找難度，以便更好的保障設備、人身的安全和供電的可靠性。本次故障經過后期查找，發現故障點是PT二次的接線端子接線之間的絕緣問題，最終排除了故障。

參考文獻

[1]丁翼.電壓切換回路的故障與分析[J].常州工學院學報，2009，22（4）：30-33

[2]吳云芹.倒閘操作對二次回路的影響[J/OL].科技創新導報，1994-2011中國學術期刊電子出版社，2010

（作者單位：廣東電網公司湛江供電局）

作者簡介：于文輝（1986），女，內蒙古通遼市，助理工程師，學士，電氣工程及自動化方向。