電壓互感器二次回路多點接地分析

王獻(xiàn)志，張兵海，栗會峰，李鐵成

(河北省電力公司電力科學(xué)研究院，石家莊 050021)

電壓互感器二次回路多點接地分析

王獻(xiàn)志，張兵海，栗會峰，李鐵成

(河北省電力公司電力科學(xué)研究院，石家莊 050021)

介紹電壓互感器多點接地的危害，分析電壓互感器二次回路的接地方式及存在的問題，總結(jié)電壓互感器多點接地的查找方法，提出有針對性的防范措施，以保證繼電保護(hù)及安全自動裝置的可靠穩(wěn)定運行。

電壓互感器；多點接地；繼電保護(hù)；二次回路

電壓互感器是電力系統(tǒng)重要的電氣設(shè)備。為確保在電力系統(tǒng)故障時將一次電壓準(zhǔn)確傳變至二次側(cè)，同時為防止電壓互感器一、二次絕緣擊穿，高電壓穿入二次側(cè)，造成人身傷害和設(shè)備損壞，電壓互感器必須有接地點。然而，在實際運行中，由于設(shè)計、施工、改造及二次設(shè)備老化、絕緣擊穿等原因，均可能造成電壓互感器二次回路出現(xiàn)兩(多)點接地。在系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，由于參考點電位的影響，會造成保護(hù)裝置感受到的二次電壓與實際故障電壓不對應(yīng)。從而導(dǎo)致保護(hù)裝置不正確動作給電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)帶來重要危害[1]。根據(jù)河北省南部電網(wǎng)電壓互感器二次回路接地排查情況，介紹幾種接地點查找方式，并總結(jié)接地方式和防范措施。

1 電壓互感器多點接地的危害

假設(shè)在電壓二次回路存在2個接地點，當(dāng)兩者之間距離較遠(yuǎn)，兩接地點所在接地網(wǎng)的電位是不同的，尤其當(dāng)變電站、線路出口發(fā)生接地故障或遭受雷擊時，接地網(wǎng)將流過較大的電流，2個接地點之間將產(chǎn)生較高電位差。實際流入保護(hù)裝置的電壓為電壓互感器二次實際電壓疊加這個差壓，這種經(jīng)過相量疊加后的電壓已不能正常反映一次電壓幅值和相位，必然破壞保護(hù)的正常工作狀態(tài)，可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果。如果電壓達(dá)到保護(hù)定值而又未有效閉鎖，此時一些反映電壓量的保護(hù)將可能發(fā)生誤動，如過激磁、距離保護(hù)、匝間保護(hù)等；由于自產(chǎn)零序電壓方向發(fā)生偏移致使零序功率方向誤判，導(dǎo)致方向保護(hù)誤動，如縱聯(lián)零序方向保護(hù)。由此可見電壓互感器二次回路若存在多點接地，對繼電保護(hù)的危害最大，嚴(yán)重干擾保護(hù)的動作行為[2]。

2 電壓互感器二次回路接地方式及存在問題

為加強對變電站、各直調(diào)電廠繼電保護(hù)設(shè)備安全運行的管控，檢查國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施(簡稱“反措”)執(zhí)行情況，河北電力調(diào)度控制中心于迎峰度夏期間對220 kV及以上的變電站、直調(diào)電廠開展TV二次回路的專項檢查。發(fā)現(xiàn)有些廠站電壓互感器雖然為一點接地，但由于對反措要求理解有些偏差，場站電壓互感器二次回路的接地方式仍有待改正。

反措中規(guī)定公用電壓互感器的二次回路只允許在控制室內(nèi)有一點接地,獨立的、與其他電壓互感器的二次回路沒有電氣聯(lián)系的二次回路應(yīng)在開關(guān)場一點接地[3]。對于變電站中各電壓互感器，其二次繞組之間到底有無電的聯(lián)系，值得討論。由于數(shù)字式繼電保護(hù)和計算機(jī)監(jiān)控變電站中的普遍應(yīng)用，不同TV二次繞組電壓輸入微機(jī)保護(hù)裝置和計算機(jī)監(jiān)控的測控單元將時，首先接至交流插件，通過不同的小變壓器進(jìn)行電磁隔離后，再進(jìn)一步完成濾波、A/D轉(zhuǎn)換等環(huán)節(jié)?？梢姴煌ジ衅鞫卫@組的電壓回路接入同一保護(hù)裝置時不存在電的聯(lián)系。而且DL/T 478-2001《靜態(tài)繼電保護(hù)和安全自動裝置通用技術(shù)條件》也明確規(guī)定了“裝置的所有外接端子不允許同裝置內(nèi)部弱電回路有電氣聯(lián)系”，一般而言任何兩組互感器的二次繞組之間并不存在電的聯(lián)系。

對于雙母線接線的母線電壓互感器，由于兩組互感器需考慮同期并列切換要求，工程設(shè)計中為簡化二次接線，常將兩組互感器二次繞組的N600連接成一點，并在主控室或保護(hù)小間的保護(hù)屏屏頂形成N600小母線，或在電壓并列屏將N600在端子排用連片聯(lián)通。相應(yīng)各線路出線的電壓互感器二次繞組中性點均接至該小母線或端子排。顯然，在這種情況下，N600應(yīng)在主控室或保護(hù)小室實現(xiàn)一點接地。對于1臺半斷路器接線的線路三相電壓互感器和母線單相電壓互感器，其二次繞組之間即無電路聯(lián)系，亦無必要在主控室或保護(hù)小室形成N600小母線，因此按 反措的有關(guān)規(guī)定，即可在開關(guān)場端子箱一點接地。對于變電站不同電壓等級的電壓互感器，其二次繞組之間不應(yīng)有電路聯(lián)系，應(yīng)該分別接地。尤其注意不要在主變壓器保護(hù)屏、公用測控屏人為的將N600并接在一起。

3 電壓互感器二次回路多點接地查找方法

3.1 電壓法

電壓法查找接地點的理論依據(jù)是：在電壓互感器二次回路只有一點接地情況下，各保護(hù)屏或端子箱內(nèi)保護(hù)用電壓回路中N600對地的電壓值與離開接地點的距離成正比。離接地點越遠(yuǎn)，屏內(nèi)N600對地電壓越大，離接地點越近，屏內(nèi)N600對地電壓越小。當(dāng)屏內(nèi)N600對地電壓只有0或幾毫伏時，則可判斷出該屏存在接地現(xiàn)象。利用電壓法進(jìn)行接地點查找，原理簡單，且不需要額外接線，但在實際查找的過程中，需要對各屏及端子箱進(jìn)行逐一排查，工作地點多，工作量大[5]。

3.2 疊加直流信號的檢測方法

如圖1所示，信號發(fā)生器在A點注入一個標(biāo)準(zhǔn)的直流電流信號，標(biāo)準(zhǔn)的電流信號與地構(gòu)成回路。當(dāng)TV二次回路N600網(wǎng)絡(luò)只有一點接地時，注入的標(biāo)準(zhǔn)電流信號只構(gòu)成一個回路，標(biāo)準(zhǔn)電流信號大小與檢測器檢測已知接地點電流一致。

圖1 TV-N600多點接地查找儀原理

當(dāng)TV二次回路N600網(wǎng)絡(luò)有多點接地時，注入的標(biāo)準(zhǔn)電流信號構(gòu)成多個回路，標(biāo)準(zhǔn)電流信號就形成分流，此時標(biāo)準(zhǔn)電流信號與檢測器已知接地點B電流大小不一致，從而可以判斷TV二次回路N600網(wǎng)絡(luò)存在兩點上接地點。判斷出TV二次回路N600網(wǎng)絡(luò)存在兩點及以上接地點后，在控制室并列N600各支路用檢測器檢測各支路電流，測試有電流則表示該支路有接地點。該方法在不停電情況下，為查找電壓互感器二次回路兩(多)點接地提供了有效、便捷手段[5]。

4 電壓互感器二次回路多點接地防范措施

根據(jù)檢查情況發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生多點接地的原因，多為基建和改造的過程中沒有嚴(yán)格按照反措要求進(jìn)行施工和驗收所導(dǎo)致，其中涉及圖紙設(shè)計、基建改造、質(zhì)檢驗收、日常維護(hù)等多方面因素。因此有必要在不同環(huán)節(jié)采取相應(yīng)措施進(jìn)行全方位、全過程治理和監(jiān)督。以杜絕因電壓互感器二次回路接地問題而引起的故障。

4.1 基建、改造階段防范措施

a.工程設(shè)計圖紙上必須注明TV接地點位置；施工過程中嚴(yán)格按照圖紙施工，施工人員對回路存在任何疑問應(yīng)及時與設(shè)計人員聯(lián)系，及時解決問題。

b.特別強調(diào)TV二次回路接地的技術(shù)要求，對于基建、改造、大修的變電站，要在投運前由施工技術(shù)人員進(jìn)行TV二次回路接線和絕緣檢查，并填寫記錄，以發(fā)現(xiàn)實際可能存在的多點接地。對于改造、大修的部分在施工前還應(yīng)查清已有接地點的具體位置。

4.2 日常維護(hù)要求

a.維護(hù)人員要充分利用保護(hù)校驗，設(shè)備停電等時機(jī)，定期進(jìn)行二次回路接地和絕緣檢查，對不滿足要求的，及時進(jìn)行整改，排除設(shè)備運行中的隱患。在開關(guān)場將電壓互感器二次繞組中性點經(jīng)放電間隙或氧化鋅閥片接地的，應(yīng)定期檢查放電間隙或氧化鋅閥片是否被擊穿，防止造成TV二次回路多點接地的現(xiàn)象。

b.工作中可能涉及相關(guān)回路變更的，要注意核實回路接地點的實際位置，并保證其符合要求。對電壓互感器二次繞組圈數(shù)及各圈實際投入情況、回路接地點的實際位置建立臺賬。

5 結(jié)束語

鑒于電壓互感器多點接地的危害，在河北南網(wǎng)利用疊加直流信號的檢測方法開展了二次回路接地排查和整改工作。針對圖紙設(shè)計、基建改造、質(zhì)檢驗收、日常維護(hù)等各環(huán)節(jié)制定了防止電壓互感器二次回路多點接地的有效措施，保證了繼電保護(hù)及安全自動裝置可靠穩(wěn)定運行。

[1] 李志興，許志華．電壓互感器二次回路接地點的分析[J]．電力自動化設(shè)備，2010(30):141-143.

[2] 張 帆，李一泉，袁亮榮，等.電壓互感器二次回路接地研究[J].廣東電力，2008(4):5-8.

[3] 國家電網(wǎng)公司．國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施(修訂版)[M]．北京：中國電力出版社，2012．

[4] 張 海，覃春風(fēng)．TV二次回路多點接地的查找方法[J]．電工技術(shù)，2009(11)：68-69．

[5] 王獻(xiàn)志，任江波，范景哲．電壓互感器二次回路多點接地查找新方法[J]．河北電力技術(shù)，2014，33(2)：40-42．

本文責(zé)任編輯：靳書海

Analysis of Voltage Transformer Secondary Circuits Multipoint Grounding

Wang Xianzhi,Zhang Binghai,Li Huifen,Li Tiecheng

(State Grid Hebei Electric Power Research Institute,Shijiazhuang 050021,China)

This paper introduces voltage transforers secondary circuits multipoint grounding,and the grouding method of voltage transform secondary circuit and the existing problems.Summarizes the grounding inspection methods of the secondary circuit of voltage transform.Depending on the multipoint grounding,puts forwards a number of specific precautions,to ensure the reliable and stable operation of the relay protection and staefy automatic device.

voltage transformer；multipoint grounding；relay protection；secondary circuit

2016-09-12

王獻(xiàn)志(1980-)，男，高級工程師，主要從事繼電保護(hù)工作。

TM451

B

1001-9898(2016)06-0005-03