王獻(xiàn)志，張兵海，栗會(huì)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(diǎn)接地分析

王獻(xiàn)志，張兵海，栗會(huì)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(diǎn)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(wèn)題，總結(jié)電壓互感器多點(diǎn)接地的查找方法，提出有針對(duì)性的防范措施，以保證繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

電壓互感器；多點(diǎn)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(shí)將一次電壓準(zhǔn)確傳變至二次側(cè)，同時(shí)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(diǎn)。然而，在實(shí)際運(yùn)行中，由于設(shè)計(jì)、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(diǎn)接地。在系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，由于參考點(diǎn)電位的影響，會(huì)造成保護(hù)裝置感受到的二次電壓與實(shí)際故障電壓不對(duì)應(yīng)。從而導(dǎo)致保護(hù)裝置不正確動(dòng)作給電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)帶來(lái)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(diǎn)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(diǎn)接地的危害

假設(shè)在電壓二次回路存在2個(gè)接地點(diǎn)，當(dāng)兩者之間距離較遠(yuǎn)，兩接地點(diǎn)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(shí)，接地網(wǎng)將流過(guò)較大的電流，2個(gè)接地點(diǎn)之間將產(chǎn)生較高電位差。實(shí)際流入保護(hù)裝置的電壓為電壓互感器二次實(shí)際電壓疊加這個(gè)差壓，這種經(jīng)過(guò)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(shí)一些反映電壓量的保護(hù)將可能發(fā)生誤動(dòng)，如過(guò)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(dòng)，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(diǎn)接地，對(duì)繼電保護(hù)的危害最大，嚴(yán)重干擾保護(hù)的動(dòng)作行為[2]。

2 電壓互感器二次回路接地方式及存在問(wèn)題

為加強(qiáng)對(duì)變電站、各直調(diào)電廠繼電保護(hù)設(shè)備安全運(yùn)行的管控，檢查國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施(簡(jiǎn)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(duì)220 kV及以上的變電站、直調(diào)電廠開展TV二次回路的專項(xiàng)檢查。發(fā)現(xiàn)有些廠站電壓互感器雖然為一點(diǎn)接地，但由于對(duì)反措要求理解有些偏差，場(chǎng)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(diǎn)接地,獨(dú)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(chǎng)一點(diǎn)接地[3]。對(duì)于變電站中各電壓互感器，其二次繞組之間到底有無(wú)電的聯(lián)系，值得討論。由于數(shù)字式繼電保護(hù)和計(jì)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(jì)算機(jī)監(jiān)控的測(cè)控單元將時(shí)，首先接至交流插件，通過(guò)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(shí)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(dòng)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(duì)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(jì)中為簡(jiǎn)化二次接線，常將兩組互感器二次繞組的N600連接成一點(diǎn)，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(diǎn)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(shí)現(xiàn)一點(diǎn)接地。對(duì)于1臺(tái)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(wú)電路聯(lián)系，亦無(wú)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(chǎng)端子箱一點(diǎn)接地。對(duì)于變電站不同電壓等級(jí)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(cè)控屏人為的將N600并接在一起。

3 電壓互感器二次回路多點(diǎn)接地查找方法

3.1 電壓法

電壓法查找接地點(diǎn)的理論依據(jù)是：在電壓互感器二次回路只有一點(diǎn)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(duì)地的電壓值與離開接地點(diǎn)的距離成正比。離接地點(diǎn)越遠(yuǎn)，屏內(nèi)N600對(duì)地電壓越大，離接地點(diǎn)越近，屏內(nèi)N600對(duì)地電壓越小。當(dāng)屏內(nèi)N600對(duì)地電壓只有0或幾毫伏時(shí)，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(diǎn)查找，原理簡(jiǎn)單，且不需要額外接線，但在實(shí)際查找的過(guò)程中，需要對(duì)各屏及端子箱進(jìn)行逐一排查，工作地點(diǎn)多，工作量大[5]。

3.2 疊加直流信號(hào)的檢測(cè)方法

如圖1所示，信號(hào)發(fā)生器在A點(diǎn)注入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的直流電流信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)的電流信號(hào)與地構(gòu)成回路。當(dāng)TV二次回路N600網(wǎng)絡(luò)只有一點(diǎn)接地時(shí)，注入的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)只構(gòu)成一個(gè)回路，標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)大小與檢測(cè)器檢測(cè)已知接地點(diǎn)電流一致。

圖1 TV-N600多點(diǎn)接地查找儀原理

當(dāng)TV二次回路N600網(wǎng)絡(luò)有多點(diǎn)接地時(shí)，注入的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)構(gòu)成多個(gè)回路，標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)就形成分流，此時(shí)標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)與檢測(cè)器已知接地點(diǎn)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(diǎn)上接地點(diǎn)。判斷出TV二次回路N600網(wǎng)絡(luò)存在兩點(diǎn)及以上接地點(diǎn)后，在控制室并列N600各支路用檢測(cè)器檢測(cè)各支路電流，測(cè)試有電流則表示該支路有接地點(diǎn)。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(diǎn)接地提供了有效、便捷手段[5]。

4 電壓互感器二次回路多點(diǎn)接地防范措施

根據(jù)檢查情況發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生多點(diǎn)接地的原因，多為基建和改造的過(guò)程中沒有嚴(yán)格按照反措要求進(jìn)行施工和驗(yàn)收所導(dǎo)致，其中涉及圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、基建改造、質(zhì)檢驗(yàn)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(guò)程治理和監(jiān)督。以杜絕因電壓互感器二次回路接地問(wèn)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(jì)圖紙上必須注明TV接地點(diǎn)位置；施工過(guò)程中嚴(yán)格按照?qǐng)D紙施工，施工人員對(duì)回路存在任何疑問(wèn)應(yīng)及時(shí)與設(shè)計(jì)人員聯(lián)系，及時(shí)解決問(wèn)題。

b.特別強(qiáng)調(diào)TV二次回路接地的技術(shù)要求，對(duì)于基建、改造、大修的變電站，要在投運(yùn)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(shí)際可能存在的多點(diǎn)接地。對(duì)于改造、大修的部分在施工前還應(yīng)查清已有接地點(diǎn)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(yàn)，設(shè)備停電等時(shí)機(jī)，定期進(jìn)行二次回路接地和絕緣檢查，對(duì)不滿足要求的，及時(shí)進(jìn)行整改，排除設(shè)備運(yùn)行中的隱患。在開關(guān)場(chǎng)將電壓互感器二次繞組中性點(diǎn)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(diǎn)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(shí)回路接地點(diǎn)的實(shí)際位置，并保證其符合要求。對(duì)電壓互感器二次繞組圈數(shù)及各圈實(shí)際投入情況、回路接地點(diǎn)的實(shí)際位置建立臺(tái)賬。

5 結(jié)束語(yǔ)

鑒于電壓互感器多點(diǎn)接地的危害，在河北南網(wǎng)利用疊加直流信號(hào)的檢測(cè)方法開展了二次回路接地排查和整改工作。針對(duì)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、基建改造、質(zhì)檢驗(yàn)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(diǎn)接地的有效措施，保證了繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置可靠穩(wěn)定運(yùn)行。

[1] 李志興，許志華．電壓互感器二次回路接地點(diǎn)的分析[J]．電力自動(dòng)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(guó)家電網(wǎng)公司．國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施(修訂版)[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2012．

[4] 張 海，覃春風(fēng)．TV二次回路多點(diǎn)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(diǎn)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(jí)工程師，主要從事繼電保護(hù)工作。

TM451

B

1001-9898(2016)06-0005-03