電壓互感器二次回路反充電的分析

李寧

摘要：電壓互感器是變電站內(nèi)的重要電力設(shè)備，它與繼電保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量功能的實(shí)現(xiàn)密切相關(guān)。若電壓互感器出現(xiàn)反充電將可能導(dǎo)致二次失去電壓。將會(huì)導(dǎo)致計(jì)量電量減少、測(cè)控?cái)?shù)據(jù)異常甚至保護(hù)裝置拒動(dòng)等后果。因此，采取防止電壓互感器發(fā)生反充電的措施對(duì)保證電網(wǎng)正常運(yùn)行有著重要的意義。該文分析了電壓互感器反充電的原因以及危害，提出了幾點(diǎn)防護(hù)措施，提醒相關(guān)工作人員，在現(xiàn)場(chǎng)的工作中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)程，重視試驗(yàn)方法，切實(shí)將現(xiàn)場(chǎng)的安全把控好。

關(guān)鍵詞：電壓互感器;反充電;二次回路

電壓互感器將一次設(shè)備中的高電壓轉(zhuǎn)換為低電壓供二次設(shè)備使用，為變電站的繼電保護(hù)裝置、安穩(wěn)裝置、測(cè)量計(jì)量裝置提供二次電壓，在電壓互感器的運(yùn)行中主要應(yīng)防止出現(xiàn)其二次短路以及反充電事故。目前在變電站的二次回路中設(shè)置了防止反充電的裝置，但在現(xiàn)場(chǎng)，由于施工、設(shè)備質(zhì)量以及工作人員的失誤，仍然存在電壓互感器反充電的事故。本文從電壓互感器二次回路的分析出發(fā)，指出電壓互感器反充電的原因與危害，并提出一些反充電的措施，杜絕反充電事故發(fā)生。

1反充電概述

1.1反充電電流

反充電的通過電流會(huì)給電網(wǎng)安全帶來極大的危害。PT相當(dāng)于一個(gè)內(nèi)阻極小的電壓源，正常情況下PT二次負(fù)載阻抗很大，而工作電流很小，相當(dāng)于變壓器空載運(yùn)行。220kV母線的PT變比一般為2200，即使停電母線沒有接地，阻抗假設(shè)為1M，但從PT二次側(cè)看到的等值阻抗只有1MG/22002=0.21Ω，反充電電流可達(dá)275A，產(chǎn)生的大電流可造成運(yùn)行中PT二次側(cè)空開跳開或熔斷器熔斷，使運(yùn)行中的保護(hù)裝置失去電壓，可能造成保護(hù)裝置的誤動(dòng)或拒動(dòng)。若PT二次空氣開關(guān)跳不開，還會(huì)造成人身傷亡和設(shè)備損壞事故。

1.2防止反充電的原因與危害

假設(shè)不帶電的電壓互感器一次對(duì)地阻抗為106Ω，則反應(yīng)到二次側(cè)的阻抗為：Z2=106/22002=0.206Ω。當(dāng)由于操作錯(cuò)誤或設(shè)備原因，造成雙母線中帶電的電壓互感器二次回路，與不帶電的電壓互感器二次回路相并聯(lián)，則將出現(xiàn)二次回路向一次回路的反充電。其后果是使帶電的電壓互感器二次熔斷器因過流而熔斷。PT二次失壓后，還可能造成距離保護(hù)誤動(dòng)作跳閘的嚴(yán)重事故。

從電壓互感器的構(gòu)成來看，如果二次側(cè)有電壓，將在一次側(cè)產(chǎn)生一個(gè)高壓。除此之外還可以造成PT二次回路中的空開跳閘并燒毀電壓互感器二次側(cè)的保險(xiǎn)，二次裝置將采集不到電壓。例如，將電壓互感器等價(jià)于一個(gè)內(nèi)阻小的電壓源，當(dāng)兩條母線并列運(yùn)行時(shí)，對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電壓互感器都處于投運(yùn)狀態(tài)時(shí)，其二次側(cè)之間電壓基本相等，所以雖然電壓互感器的二次側(cè)內(nèi)阻小，但并列電流較小，不會(huì)出現(xiàn)事故。當(dāng)如果其中一個(gè)電壓互感器投運(yùn)而另一個(gè)退出時(shí)，若此時(shí)二次仍然處于并列狀態(tài)，則在兩個(gè)電壓互感器二次側(cè)之間會(huì)存在一個(gè)較大的電壓差，由于回路中的內(nèi)阻很小，將產(chǎn)生一個(gè)非常大的電流，使得電壓互感器二次側(cè)的保險(xiǎn)燒斷，或?qū)е码妷夯ジ衅鞫慰臻_跳開，保護(hù)裝置失去測(cè)量電壓閉鎖距離保護(hù)，如果受到外部干擾，可能導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)作。

2電壓互感器二次回路反充電事故分析

2.1事故現(xiàn)象

配備220kv系統(tǒng)為雙母線、雙分段運(yùn)行的變電站，公用測(cè)控屏上共裝設(shè)了4套YQX-23J型電壓切換箱，用于I-II母、III-IV母母線電壓切換或并列和I-III母、II-IV母母線電壓并列。其中，I-III母母線電壓并列回路圖。此外，該變電站部分采用CZX-12R1操作箱，部分采用CZX-12A操作箱。變電站在操作“220kvIII段母線由檢修轉(zhuǎn)熱備用”過程中，合上220kvIII段母線電壓互感器二次側(cè)空開時(shí)，220kVI、III段母線電壓互感器二次側(cè)空開一起跳閘，造成整段母線保護(hù)失壓。

2.2事故查找原則

根據(jù)以上分析，按照《PT二次切換回路避免反充電的反措規(guī)定》，主要按以下原則進(jìn)行檢查：

（1）查母線電壓并列繼電器的觸點(diǎn)均接正確，隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)與實(shí)際相符。

（2）母線電壓互感器二次并列，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)發(fā)“母線電壓并列”“切換繼電器同時(shí)動(dòng)作”告警信號(hào)。

（3）電壓互感器二次并列繼電器，其控制電壓切換和發(fā)出母線并列信號(hào)的觸點(diǎn)宜由同一個(gè)繼電器控制。

（4）用隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)控制的電壓切換繼電器，應(yīng)有一副電壓切換觸點(diǎn)作監(jiān)視，保證隔離開關(guān)的正確位置。

3二次回路反充電相關(guān)防范措施

3.1技術(shù)措施

從技術(shù)上講，雙母線接線方式下線路保護(hù)用電壓的取用一般有兩種方案，一種是取自母線電壓互感器，一種是取自線路電壓互感器，下面進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。

（1）傳統(tǒng)的母線電壓互感器，每條線路所配備的電壓二次回路復(fù)雜，給運(yùn)行管理帶來不便。根據(jù)《國家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》的要求，220kV及以上電壓等級(jí)的微機(jī)型線路保護(hù)應(yīng)遵循相互獨(dú)立的原則按照雙重化配置，兩套保護(hù)之間不應(yīng)有任何電氣聯(lián)系，每套保護(hù)的交流電壓、交流電流應(yīng)分別取自電壓互感器和電流互感器的互相獨(dú)立的繞組，同時(shí)斷路器和隔離開關(guān)的輔助接點(diǎn)，切換回路以及其它保護(hù)配合的相關(guān)回路亦應(yīng)遵循相互獨(dú)立的原則按雙重化配置。

（2）在小方式時(shí)，電壓互感器測(cè)量精度無法滿足要求，電壓互感器設(shè)備廠家文件規(guī)定：“電壓互感器實(shí)際所帶負(fù)荷一定在電壓互感器額定容量（25%～100%）范圍內(nèi)時(shí)，才能保證測(cè)量精度。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，一般按本母線上可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷來選擇額定容量。在變電站的實(shí)際運(yùn)行中，本母線所帶的線路（變壓器）數(shù)量，并非一定在最大負(fù)荷對(duì)應(yīng)的數(shù)量。在小運(yùn)行方式時(shí)，本母線實(shí)際所帶線路（變壓器）數(shù)量可能小于對(duì)應(yīng)額定容量的25%情況，這時(shí)就無法確保電壓互感器的測(cè)量精度，這是母線公用電壓互感器方案難以避免的缺陷。對(duì)于取自線路的專用三相電壓互感器來講，電壓二次繞組自供自足、自成系統(tǒng)，與外界無聯(lián)系，接線簡(jiǎn)單，單元性強(qiáng)，不需要電壓并列裝置和電壓切換裝置，基本上不存在電壓二次回路反充電的可能。而且電壓互感器負(fù)荷恒定不變，設(shè)計(jì)選擇的電壓互感器二次額定容量，能確保測(cè)量精度。在電氣設(shè)計(jì)中，考慮線路配置三相電壓互感器，從經(jīng)濟(jì)上比較，兩者投資相差不大，推薦220kV線路采用裝設(shè)三相電壓互感器，這種互感器可以有效避免二次回路反充電事故。

3.2檢修人員的防范措施

（1）加強(qiáng)年檢時(shí)對(duì)保護(hù)操作箱、計(jì)量、同期電壓切換繼電器的檢驗(yàn)工作，要檢查到每個(gè)觸點(diǎn)，以防觸點(diǎn)粘死。

（2）用隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)控制的電壓切換繼電器，應(yīng)有一副電壓切換繼電器觸點(diǎn)作監(jiān)視用;電壓互感器二次并列繼電器，其控制電壓切換和發(fā)出母線并列信號(hào)的節(jié)點(diǎn)宜由同一個(gè)繼電器控制，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控及有關(guān)信號(hào)系統(tǒng)應(yīng)接有“母線電壓并列”、“切換繼電器同時(shí)動(dòng)作”等信號(hào)。

（3）檢修人員，應(yīng)保證隔離開關(guān)常閉輔助觸點(diǎn)動(dòng)作的可靠性，保護(hù)投運(yùn)前，應(yīng)測(cè)量隔離開關(guān)常閉輔助觸點(diǎn)可靠閉合。

（4）檢修人員在校驗(yàn)繼電器完畢后，應(yīng)測(cè)量?jī)山M帶保持的電壓切換繼電器，確保只有其中一組動(dòng)作，而另一組要可靠返回。

（5）檢修人員在做二次通電試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)確保至電壓互感器二次側(cè)的回路可靠斷開，恢復(fù)時(shí)應(yīng)再次進(jìn)行測(cè)量核對(duì)。

4結(jié)語

本文擬定一項(xiàng)事故來分析事故發(fā)生時(shí)應(yīng)如何進(jìn)行檢查，之后給出了電壓互感器二次回路反充電的防范措施。反充電事故會(huì)對(duì)人身和設(shè)備安全來帶威脅。安全工作無小事，只有深入理解電壓互感器的二次回路的原理，在操作過程中做到心中有數(shù)，仔細(xì)完成好各項(xiàng)工作，才能確保電壓互感器反充電事故的發(fā)生，保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

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