淺析電壓互感器停役或斷線對電網運行的影響

相里碧玉

摘 要：電壓互感器作為電網電壓監測的重要元件，其運行狀況的好壞直接影響著電網的安全可靠運行，但是在實際運行中，電壓互感器的損壞、檢修等情況不可避免，這就要求我們做好電壓互感器停役的應對措施。文章分析了電壓互感器停役或斷線對電網造成的各種影響，并提出相應的應對措施，以保證電網的正常運行。

關鍵詞：電壓互感器停役；斷線；電壓監測；安全運行

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）27-0092-01

電壓互感器是一種儀用變壓器，以變換電壓為目的，將高的強電壓轉換成幾十伏到一百伏的弱電壓，用來監測電網電壓，并為相關儀表、保護及自動控制裝置提供電壓采樣值，如果因為損壞、檢修等情況停役，必須做好相關安全措施，否則可能造成相關保護及自動控制裝置的誤動或拒動，影響電網的安全運行。

本文詳細分析了電壓互感器停役或斷線對電網造成的各種影響，并提出不同情況下適用的應對措施，及其應用過程中的注意事項，以保證電網的正常運行。

1 電壓互感器停役或斷線對保護的影響

電壓互感器作為電壓采集的唯一元件，其停役或斷線對于以電壓作為比較量或運算量的低電壓保護、過電壓保護、距離保護、帶方向保護、帶復合電壓閉鎖的保護以及低壓低頻減載、重合閘、備自投等都會產生較大的影響，如電容器低電壓保護因電壓比較量缺失，要通過電容器有流閉鎖以防誤動；過電壓保護因電壓比較量缺失，當發生故障時，保護拒動；低頻減載具有低電壓閉鎖功能，當采集的電壓量為零時，無論是否發生頻率降低，低電壓將閉鎖低頻減載，影響電網運行的穩定性；重合閘無法實現檢同期、檢無壓方式，當線路兩側均有電源時，重合閘需退出運行，降低了電網的供電可靠性；備自投一般經母線無壓、進線無流啟動，若電壓互感器停役或斷線，母線無壓條件滿足，而進線無流整定值稍微偏大或測量有誤差，將造成備自投誤動，切除無故障的正常工作進線，備投至備用進線等。以下是對距離保護、帶方向保護、帶復壓閉鎖保護的詳細分析。

1.1 對距離保護的影響

距離保護是利用短路發生時電壓、電流同時變化的特征，用測量電壓與電流的比值反應故障點到保護安裝處的距離，即：Zm=Um/Im。如果電壓互感器停役或斷線，

Um=0，Zm=0/Im=0

則Zm≤Zd，距離保護動作。

由此，在電壓互感器停役或斷線時，距離保護應退出運行。但電壓互感器斷線通常是突然發生的，手動退出距離保護來不及，于是各保護廠家會在距離保護邏輯回路中增加電壓互感器斷線閉鎖距離保護出口功能。

1.2 對帶方向閉鎖保護的影響

在電網運行中，為了盡可能縮小故障情況下電網的停電范圍，實現繼電保護選擇性的要求，電流保護或零序過流保護需要帶方向才能滿足上下級的配合要求。而這些保護是通過電壓與電流的相位比較來區分正、反方向的故障。

以零序過流保護為例，比較零序電壓、零序電流的相位，正方向短路時，零序電壓超前零序電流的角度為：

反方向短路時，零序電壓超前零序電流的角度為：

如果電壓互感器停役或斷線，將導致保護的方向元件消失，為防止保護失去配合，帶方向的保護將退出運行。

1.3 對帶復壓閉鎖保護的影響

復合電壓由相間低電壓和負序電壓構成，是用于防止過流、母差失靈等保護誤動的閉鎖元件。當電網中存在負荷快速轉移、大電動機啟動等情況時，流經主變或線路的電流增大，甚至超過過流保護整定值，但是此時并非有短路故障發生，電網電壓不會存在較大幅度降低，或出現負序電壓，基于這一特點，需投入復合電壓閉鎖功能以防止無故障設備過流保護動作。顯然電壓互感器停役或斷線，復合電壓失去采樣，無法起到閉鎖功能。

2 電壓互感器停役或斷線的應對措施及其注意事項

2.1 保護裝置邏輯判別

目前，為了防止電壓互感器停役或斷線引起保護誤動，各個保護廠家都在保護裝置中增加了電壓互感器（PT）斷線判別功能，以求短時間閉鎖或退出相關保護。如：RCS-9681C主變后備保護在正序電壓U1小于30 V，而任一相電流大于0.06 In，或負序電壓大于8 V時，延時10 s報母線PT斷線；RCS-943TMV高壓線路保護三相電壓和大于8 V，保護不啟動，延時1.25 s發PT斷線異常信號，或正序電壓小于33 V時，當任一相有流元件動作或TWJ不動作時，延時1.25 s發PT斷線異常信號；PSL-621U高壓線路保護負序電壓大于8 V或最大相電壓小于30 V，且任一相電流大于0.02倍額定電流，延時100 ms報PT斷線；SG-B750母線保護母線自產零序電壓大于8 V或三相電壓幅之和，延時10 s報該母線PT斷線；CSC-161/162/163高壓線路保護三相電壓和不為零，（有效值），用于檢測一相或兩相斷線，三相電壓均小于8 V，且任一相電流大于0.04 In或者斷路器在合位（檢TWJ跳閘位置開入），用于檢測三相失壓，確認1S后，報“TV斷線告警”或“TV三相失壓”等。但是如果電壓互感器較長時間無法恢復，僅僅依靠保護裝置自身功能是無法滿足運行要求的。

2.2 運行方式安排

為了滿足電壓互感器長時間停役的運行要求，需要結合電網一二次運行方式進行考慮。

①當變電站為雙母線或單母線分段設計時，其中一段母線電壓互感器停役，可以合上母聯或母分開關，相關保護采用另一段母線電壓互感器。但此時應注意，在停役電壓互感器未恢復正常運行前，應避免保護跳開或手動分斷母聯或母分開關。這是因為母聯或母分斷開瞬間，負荷會重新分配，供電線路上的負荷會發生突變，從而啟動保護裝置開始故障計算。這時對于失去電壓互感器的線路保護，雖然具備電壓互感器斷線閉鎖功能，但是電壓互感器斷線判別需要一定的延時，當電壓互感器斷線判別與故障計算同時進行時，電壓互感器斷線判別結果來不及閉鎖保護出口，從而保護誤動跳閘。

②對于電網末端的變電站，當母線電壓互感器停役時，為防止進線保護失去電壓互感器而誤動，應考慮將變電站所帶小電源停役，將變電站轉化為純負荷供電，這樣可以退出變電站進線保護，保證變電站正常供電。

③電壓互感器停役時，變壓器復壓過流保護一般失去復壓，轉變為純過流保護，如果變電站存在兩臺主變并列運行，且兩臺主變負荷之和大于任意一臺主變過流保護定值時，兩臺主變應分裂運行。

④電壓互感器停役，導致復壓元件消失期間，應避免大型電動機啟動。

3 結 語

總而言之，電壓互感器停役，對電網運行影響較大，無論是運行方式安排或保護的調整，都要進行周密布置。本文提出的相關措施，在電壓互感器停役期間，能有效保證電網的安全運行。

參考文獻：

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