相里碧玉

摘 要：電壓互感器作為電網(wǎng)電壓監(jiān)測(cè)的重要元件，其運(yùn)行狀況的好壞直接影響著電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行，但是在實(shí)際運(yùn)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(yīng)對(duì)措施。文章分析了電壓互感器停役或斷線對(duì)電網(wǎng)造成的各種影響，并提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，以保證電網(wǎng)的正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：電壓互感器停役；斷線；電壓監(jiān)測(cè)；安全運(yùn)行

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(qiáng)電壓轉(zhuǎn)換成幾十伏到一百伏的弱電壓，用來(lái)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)電壓，并為相關(guān)儀表、保護(hù)及自動(dòng)控制裝置提供電壓采樣值，如果因?yàn)閾p壞、檢修等情況停役，必須做好相關(guān)安全措施，否則可能造成相關(guān)保護(hù)及自動(dòng)控制裝置的誤動(dòng)或拒動(dòng)，影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

本文詳細(xì)分析了電壓互感器停役或斷線對(duì)電網(wǎng)造成的各種影響，并提出不同情況下適用的應(yīng)對(duì)措施，及其應(yīng)用過(guò)程中的注意事項(xiàng)，以保證電網(wǎng)的正常運(yùn)行。

1 電壓互感器停役或斷線對(duì)保護(hù)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(duì)于以電壓作為比較量或運(yùn)算量的低電壓保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)、距離保護(hù)、帶方向保護(hù)、帶復(fù)合電壓閉鎖的保護(hù)以及低壓低頻減載、重合閘、備自投等都會(huì)產(chǎn)生較大的影響，如電容器低電壓保護(hù)因電壓比較量缺失，要通過(guò)電容器有流閉鎖以防誤動(dòng)；過(guò)電壓保護(hù)因電壓比較量缺失，當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)拒動(dòng)；低頻減載具有低電壓閉鎖功能，當(dāng)采集的電壓量為零時(shí)，無(wú)論是否發(fā)生頻率降低，低電壓將閉鎖低頻減載，影響電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性；重合閘無(wú)法實(shí)現(xiàn)檢同期、檢無(wú)壓方式，當(dāng)線路兩側(cè)均有電源時(shí)，重合閘需退出運(yùn)行，降低了電網(wǎng)的供電可靠性；備自投一般經(jīng)母線無(wú)壓、進(jìn)線無(wú)流啟動(dòng)，若電壓互感器停役或斷線，母線無(wú)壓條件滿足，而進(jìn)線無(wú)流整定值稍微偏大或測(cè)量有誤差，將造成備自投誤動(dòng)，切除無(wú)故障的正常工作進(jìn)線，備投至備用進(jìn)線等。以下是對(duì)距離保護(hù)、帶方向保護(hù)、帶復(fù)壓閉鎖保護(hù)的詳細(xì)分析。

1.1 對(duì)距離保護(hù)的影響

距離保護(hù)是利用短路發(fā)生時(shí)電壓、電流同時(shí)變化的特征，用測(cè)量電壓與電流的比值反應(yīng)故障點(diǎn)到保護(hù)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(hù)動(dòng)作。

由此，在電壓互感器停役或斷線時(shí)，距離保護(hù)應(yīng)退出運(yùn)行。但電壓互感器斷線通常是突然發(fā)生的，手動(dòng)退出距離保護(hù)來(lái)不及，于是各保護(hù)廠家會(huì)在距離保護(hù)邏輯回路中增加電壓互感器斷線閉鎖距離保護(hù)出口功能。

1.2 對(duì)帶方向閉鎖保護(hù)的影響

在電網(wǎng)運(yùn)行中，為了盡可能縮小故障情況下電網(wǎng)的停電范圍，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)選擇性的要求，電流保護(hù)或零序過(guò)流保護(hù)需要帶方向才能滿足上下級(jí)的配合要求。而這些保護(hù)是通過(guò)電壓與電流的相位比較來(lái)區(qū)分正、反方向的故障。

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

反方向短路時(shí)，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(dǎo)致保護(hù)的方向元件消失，為防止保護(hù)失去配合，帶方向的保護(hù)將退出運(yùn)行。

1.3 對(duì)帶復(fù)壓閉鎖保護(hù)的影響

復(fù)合電壓由相間低電壓和負(fù)序電壓構(gòu)成，是用于防止過(guò)流、母差失靈等保護(hù)誤動(dòng)的閉鎖元件。當(dāng)電網(wǎng)中存在負(fù)荷快速轉(zhuǎn)移、大電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)等情況時(shí)，流經(jīng)主變或線路的電流增大，甚至超過(guò)過(guò)流保護(hù)整定值，但是此時(shí)并非有短路故障發(fā)生，電網(wǎng)電壓不會(huì)存在較大幅度降低，或出現(xiàn)負(fù)序電壓，基于這一特點(diǎn)，需投入復(fù)合電壓閉鎖功能以防止無(wú)故障設(shè)備過(guò)流保護(hù)動(dòng)作。顯然電壓互感器停役或斷線，復(fù)合電壓失去采樣，無(wú)法起到閉鎖功能。

2 電壓互感器停役或斷線的應(yīng)對(duì)措施及其注意事項(xiàng)

2.1 保護(hù)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(hù)誤動(dòng)，各個(gè)保護(hù)廠家都在保護(hù)裝置中增加了電壓互感器（PT）斷線判別功能，以求短時(shí)間閉鎖或退出相關(guān)保護(hù)。如：RCS-9681C主變后備保護(hù)在正序電壓U1小于30 V，而任一相電流大于0.06 In，或負(fù)序電壓大于8 V時(shí)，延時(shí)10 s報(bào)母線PT斷線；RCS-943TMV高壓線路保護(hù)三相電壓和大于8 V，保護(hù)不啟動(dòng)，延時(shí)1.25 s發(fā)PT斷線異常信號(hào)，或正序電壓小于33 V時(shí)，當(dāng)任一相有流元件動(dòng)作或TWJ不動(dòng)作時(shí)，延時(shí)1.25 s發(fā)PT斷線異常信號(hào)；PSL-621U高壓線路保護(hù)負(fù)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(shí)100 ms報(bào)PT斷線；SG-B750母線保護(hù)母線自產(chǎn)零序電壓大于8 V或三相電壓幅之和，延時(shí)10 s報(bào)該母線PT斷線；CSC-161/162/163高壓線路保護(hù)三相電壓和不為零，（有效值），用于檢測(cè)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(kāi)入），用于檢測(cè)三相失壓，確認(rèn)1S后，報(bào)“TV斷線告警”或“TV三相失壓”等。但是如果電壓互感器較長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法恢復(fù)，僅僅依靠保護(hù)裝置自身功能是無(wú)法滿足運(yùn)行要求的。

2.2 運(yùn)行方式安排

為了滿足電壓互感器長(zhǎng)時(shí)間停役的運(yùn)行要求，需要結(jié)合電網(wǎng)一二次運(yùn)行方式進(jìn)行考慮。

①當(dāng)變電站為雙母線或單母線分段設(shè)計(jì)時(shí)，其中一段母線電壓互感器停役，可以合上母聯(lián)或母分開(kāi)關(guān)，相關(guān)保護(hù)采用另一段母線電壓互感器。但此時(shí)應(yīng)注意，在停役電壓互感器未恢復(fù)正常運(yùn)行前，應(yīng)避免保護(hù)跳開(kāi)或手動(dòng)分?jǐn)嗄嘎?lián)或母分開(kāi)關(guān)。這是因?yàn)槟嘎?lián)或母分?jǐn)嚅_(kāi)瞬間，負(fù)荷會(huì)重新分配，供電線路上的負(fù)荷會(huì)發(fā)生突變，從而啟動(dòng)保護(hù)裝置開(kāi)始故障計(jì)算。這時(shí)對(duì)于失去電壓互感器的線路保護(hù)，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(shí)，當(dāng)電壓互感器斷線判別與故障計(jì)算同時(shí)進(jìn)行時(shí)，電壓互感器斷線判別結(jié)果來(lái)不及閉鎖保護(hù)出口，從而保護(hù)誤動(dòng)跳閘。

②對(duì)于電網(wǎng)末端的變電站，當(dāng)母線電壓互感器停役時(shí)，為防止進(jìn)線保護(hù)失去電壓互感器而誤動(dòng)，應(yīng)考慮將變電站所帶小電源停役，將變電站轉(zhuǎn)化為純負(fù)荷供電，這樣可以退出變電站進(jìn)線保護(hù)，保證變電站正常供電。

③電壓互感器停役時(shí)，變壓器復(fù)壓過(guò)流保護(hù)一般失去復(fù)壓，轉(zhuǎn)變?yōu)榧冞^(guò)流保護(hù)，如果變電站存在兩臺(tái)主變并列運(yùn)行，且兩臺(tái)主變負(fù)荷之和大于任意一臺(tái)主變過(guò)流保護(hù)定值時(shí)，兩臺(tái)主變應(yīng)分裂運(yùn)行。

④電壓互感器停役，導(dǎo)致復(fù)壓元件消失期間，應(yīng)避免大型電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。

3 結(jié) 語(yǔ)

總而言之，電壓互感器停役，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行影響較大，無(wú)論是運(yùn)行方式安排或保護(hù)的調(diào)整，都要進(jìn)行周密布置。本文提出的相關(guān)措施，在電壓互感器停役期間，能有效保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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