一起電壓互感器反充電事件的分析及處理

摘 要：某220kV變電站在一次母線停電的倒閘操作中，由于某線路間隔的母線側刀閘常閉輔助接點接觸不良，運行中母線的PT經操作箱電壓切換回路向停電母線反充電，導致運行中母線PT二次空開跳閘，保護裝置電壓切換插件燒壞的事件。針對本次事件，文章分析了造成PT反充電的原因，以及對運行中母線PT失壓的后果和潛在的風險評估，提出了相應的防范措施。

關鍵詞：電壓互感器；切換繼電器；反充電

引言

對于雙母線接線方式上所連接的元件，為了保證其一次系統和二次系統在電壓上保持對應，以免發生保護或自動裝置誤動、拒動，要求保護及自動裝置的二次電壓回路隨同主接線一次運行方式改變同步進行切換和并列回路。

另外，當某一母線電壓互感器檢修或母線停電時，還可通過電壓切換回路來保證該段母線所接的元件正常運行。但由于存在兩組PT回路的并列，在母線停電倒閘操作中，若母線側刀閘輔助接點接觸不良，將導致二次并列回路非正常并列，則會發生運行中的PT經二次回路向停電母線反充電，造成運行中二次空開跳閘，保護裝置插件燒壞的現象。因此現行的相關規程規范和措施均強調嚴禁電壓互感器反充電。

1 事件經過

某220kV變電站按年度檢修計劃進行220kVⅠ段母線停電的操作，當220kVⅠ段母線上所有間隔到已倒至Ⅱ段母線后，再執行斷開母聯2012開關時（操作票的操作順序為：先斷開母聯2012開關，再拉開221PT一次刀閘，其次斷開Ⅰ母線電壓互感器二次空氣開關），NCS監控后臺機顯示多條220kV線路保護主一保護屏PT交流電壓斷線和裝置告警信息，同時報電壓互感器二次側開關跳閘。位于繼保室的220kV××甲線主一保護屏屏后端子排處聞到一股燒焦的氣味，現場人員檢查發現220kV線路保護主一保護屏RCS-931BM裝置電壓采樣值為0，裝置面板顯示“TV斷線”報警，GIS升壓站Ⅰ、Ⅱ母線電壓互感器間隔匯控內221PT和222PT的保護繞組1二次空開開關跳閘現象。

2 原因分析

事后檢查發現燒毀部位220kV××甲線主一保護屏4250開關CZX-12R2操作箱#14插件。由于#14插件的功能是實現Ⅰ、Ⅱ母線電壓切換，并將切換后的電壓接入主一保護裝置RCS-931BM、安穩主機A裝置。因此檢查人員重點檢查了與該電壓切換相關回路，如圖2。

從PT并列箱電壓切換回路可知，由于PT二次并列回路串接了母聯2012開關及刀閘的常開輔助接點，且現場PT并列把手正常在“禁止并列”位置，其并列回路可靠斷開，經該回路反充電可能性比較小。這樣可以把檢查的重點轉到CZX-12R2操作箱的電壓切換回路上。

2.1 電壓切換回路基本原理

2.1.1 當元件掛在I母運行時，I母刀閘的常開輔助接點閉合，1YQJ1、1YQY2、1YQJ3繼電器動作，1YQJ4、1YQJ5、1YQJ6、1YQJ7磁保持繼電器也動作，且自保持。II母刀閘的常閉接點將2YQJ4、2YQJ5、2YQJ6、2YQJ7復歸，此時，1XD亮，指示保護裝置的交流電壓由I母TV接入。

2.1.2 當元件掛在II母運行時，II母刀閘的常開輔助接點閉合，2YQJ1、2YQJ2、2YQJ3繼電器動作，2YQJ4，2YQJ5，2YQJ6、2YQJ7磁保持繼電器動作，且自保持。I母刀閘的常閉接點將1YQY4、1YQJ5、 1YQJ6、1YQJ7復歸，此時2XD亮，指示保護裝置的交流電壓由II母TV接入。

2.1.3 當兩組隔離刀閘均閉合時，則1XD，2XD均亮，指示保護裝置的交流電壓由I、II母TV提供。

2.1.4 為防止兩組母線電壓在二次側異常并列，當兩組母線的電壓切換繼電器同時動作時，應發出告警信號。

2.2 現場檢查情況

現場檢查發現，220kV××甲線路電壓切換回路中1YQJ和2YQJ繼電器均處于動作狀態，從而使220kV I、II母電壓通過220kV××甲線路的電壓切換回路并列起來。220kV××甲線路運行在II母，所以電壓切換回路中2YQJ動作接通是正確的，而1YQJ則不應動作。后續檢查中發現該線路I母隔離刀閘常閉輔助接點因轉換不到位而沒有接通。

在220kV××甲線路間隔由220kV I母倒至220kV II母后，該線路I母刀閘的常開輔助接點已打開，而相應的常閉輔助接點卻未閉合。從電壓切換回路圖可以看出，帶復歸線圈型1YQJ4（5、6、7）仍處于接通狀態，1YQJ1（2、3）處于斷開狀態，“I母運行燈”不亮。因此，220kVI、II母PT二次電壓通過甲線路的電壓切換回路并列起來。倒母線操作過程中，運行人員未注意將停電的I母PT二次空開斷開，也未檢查“切換繼電器同時動作”信號是否復歸。當分開220kV母聯開關時，II母二次電壓通過并列點向停電的I母PT反充電，引起220kV I、II母PT二次電壓空氣開關跳閘。

3 PT二次反充電造成的影響

PT二次回路由于非正常并列發生反充電，將在PT一次側產生高電壓，二次側產生大電流。

PT一次側產生的高電壓，容易對檢修人員造成人身傷害；二次側產生的大電流，則造成運行PT的二次空氣開關跳閘，二次元件燒毀等。

就本次事件而言，運行PT二次空開跳閘，導致220kV線路保護僅保留電流差動保護和PT斷線后備保護，保護可靠性下降。

4 防范措施

（1）在操作完母線側刀閘后，運行人員除了檢查一次設備機械位置指示是否正確外，還需觀察NCS監控系統的光字牌、報文信息。在斷開母聯開關前，必須確認NCS監控系統后臺所有間隔的“切換繼電器同時動作”信號已復歸。

（2）對于雙母線接線方式，當一組母線停電時，必須采取措施（先斷開電壓互感器二次空氣開關，后拉開一次隔離開關）。防止經另一組帶電母線電壓互感器二次側向停電的母線反充電。只有當兩組母線電壓互感器一次側并列的情況下，兩組電壓互感器二次方能并列。為了避免二次并列時一次出現解列，在二次并列前，必須斷開母聯斷路器控制電源。

（3）線路正常運行時也要留意“PT失壓”信號：回路由兩路切換繼電器常閉接點和斷路器常開接點串聯組成。主要作用是：開關在正常運行時，兩路刀閘切換回路都不通，此時發出信號提醒運行人員。

（4）新設備投產驗收時必須實際分合刀閘驗證電壓切換回路的完好性和相關信號的正確動作；當拉開母線刀閘時，復歸線圈應可靠動作，由于目測不能確定，需用萬用表量其動作接點是否斷開。

5 結束語

電壓切換回路是否良好，直接關系到保護和自動裝置能否正確動作，甚至影響電網的安全穩定運行。為使其能夠可靠運行，一方面要加強設備的運行維護，另一方面要規范隔離開關、母線操作原則，電氣操作票的逐步操作核對，做好風險控制措施，及時發現異常狀態，避免PT二次回路非正常并列導致PT失壓以及燒毀插件的事情發生。因此，現場電氣作業人員都需要認真防范電壓互感器二次回路反充電事故。

參考文獻

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[4]張廷.電壓互感器切換回路改進[J].繼電器，2003.

作者簡介：劉文杰（1985-），男，主要從事繼電保護及自動化管理工作。

王超（1983-），男，主要從事繼電保護及自動化管理工作。