劉 瑾，邢鵬生

（嘉峪關(guān)宏晟電熱公司，甘肅嘉峪關(guān) 735100）

引言

中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)因無(wú)零序通路，故單相接地時(shí)沒(méi)有相間短路電流且系統(tǒng)中各用電設(shè)備線(xiàn)電壓是三相平衡不會(huì)影響設(shè)備正常運(yùn)行。但隨著配電網(wǎng)中大量使用電纜使得單相接地時(shí)流過(guò)故障點(diǎn)的電容電流大大增加，此電流會(huì)在接地點(diǎn)產(chǎn)生電弧，會(huì)引起系統(tǒng)非故障相過(guò)電壓造成其他電氣設(shè)備絕緣薄弱點(diǎn)擊穿發(fā)生相間短路，進(jìn)而擴(kuò)大事故。所以在系統(tǒng)電容電流超過(guò)一定數(shù)值時(shí)單相接地故障必須盡快切除。某廠(chǎng)采用的單相接地選線(xiàn)方式多為微機(jī)保護(hù)套管零序電流方向保護(hù)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“套管零序保護(hù)”），此保護(hù)邏輯用到母線(xiàn)電壓互感器三相電壓和套在電纜上的套管零序電流互感器電流共同判斷故障線(xiàn)路。因此電壓互感器二次電壓能否正確反映故障時(shí)刻母線(xiàn)各相電壓大小和相位，關(guān)系到保護(hù)能否正確動(dòng)作選線(xiàn)并切除故障線(xiàn)路，必須引起重視。

1 事件經(jīng)過(guò)

某廠(chǎng)一次系統(tǒng)接線(xiàn)圖如圖1 所示。K1 點(diǎn)發(fā)生AC 兩相接地短路故障，N 站保護(hù)2 AC 相過(guò)流一段保護(hù)動(dòng)作跳閘，套管零序保護(hù)未動(dòng)作；N 站PT 保護(hù)4母線(xiàn)接地告警未動(dòng)作，M 站保護(hù)1套管零序保護(hù)動(dòng)作發(fā)信號(hào)，因K1故障點(diǎn)不在保護(hù)1過(guò)流一段保護(hù)范圍內(nèi)保護(hù)未動(dòng)作；M 站PT 保護(hù)3母線(xiàn)接地告警動(dòng)作。

圖1 一次系統(tǒng)接線(xiàn)示意圖

通過(guò)故障錄波記錄M站和N站母線(xiàn)二次電壓幅值和角度如表1 所示，故障時(shí)刻波形圖如圖2 所示，母線(xiàn)PT 二次電壓向量圖如圖3 所示(以M 站Ua1為基準(zhǔn))。

圖2 故障時(shí)刻錄波圖

表1 母線(xiàn)PT二次電壓數(shù)據(jù)表

圖3 中Ua1、Ub1、Uc1、Uo1為M 站PT 二次電壓；Ua2、Ub2、Uc2、Uo2為N站PT二次電壓。

從以上數(shù)據(jù)及圖3 可以看出，故障時(shí)M 站母線(xiàn)A 相和C 相電壓降低，非故障相B 相電壓升高，PT開(kāi)口繞組出現(xiàn)零序電壓，符合兩相接地短路特征。而N 站母線(xiàn)A、B、C 三相電壓均降低，PT 開(kāi)口繞組零序電壓為零，M 和N 站非故障相B 相電壓幅值相差約20 V左右，因故障點(diǎn)離N站較近，故N站A、C相電壓較M站應(yīng)該更低，且B相電壓沒(méi)有升高，也未出現(xiàn)零序電壓。綜合判斷N站母線(xiàn)電壓特征未能正確反映此次故障，需進(jìn)一步查找導(dǎo)致電壓異常的原因。

圖3 母線(xiàn)PT二次電壓向量圖

2 原因分析

母線(xiàn)電壓互感器由3 只單相電壓互感器組成，互感器一次側(cè)按Y型接線(xiàn)，中性點(diǎn)直接接地，互感器二次有兩個(gè)繞組，保護(hù)繞組按Y型接線(xiàn)，剩余繞組首尾相連接成開(kāi)口三角形接線(xiàn)，對(duì)M 站和N 站電壓互感器二次回路接線(xiàn)進(jìn)行檢查，實(shí)際接線(xiàn)圖如圖4、圖5。

圖4 M站PT二次回路接線(xiàn)圖

圖5 N站PT二次回路接線(xiàn)圖

對(duì)兩個(gè)站PT 二次電壓回路實(shí)際接線(xiàn)對(duì)比可知N站二次回路存在以下問(wèn)題：

(1)N 站共有兩段母線(xiàn)，兩段母線(xiàn)電壓互感器N600 和N600′通過(guò)一根電纜連接在一起，電纜長(zhǎng)度約100 m，如圖5 中序號(hào)③所示，N600 和N600′接地點(diǎn)在II段母線(xiàn)電壓互感器柜內(nèi)，I段母線(xiàn)電壓互感器柜在前期保護(hù)裝置升級(jí)改造施工時(shí)在端子排處誤將電壓互感器開(kāi)口繞組L630 與保護(hù)繞組N600 短接在一起，如圖5中序號(hào)①所示，在系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)開(kāi)口繞組通過(guò)N600 和N600′接地點(diǎn)被短接將產(chǎn)生很大的短路電流，在I、II 段PT 柜連接電纜上流過(guò)后導(dǎo)致①和④處不是零電位，存在一定對(duì)地電壓，但由于連接電纜長(zhǎng)度相等使得①和④處等電位，故I段電壓互感器保護(hù)裝置無(wú)法采集到零序電壓。

(2)N站電壓互感器開(kāi)口繞組首、尾端接線(xiàn)錯(cuò)誤，如圖5 中序號(hào)②所示，L630 由C 相互感器YHc 的da端子引出，而正確的接線(xiàn)應(yīng)該是由A 相互感器YHa的da端子引出，這種接線(xiàn)方法雖不影響開(kāi)口電壓大小，但會(huì)導(dǎo)致零序電壓方向與正常零序電壓方向相位差180°。

(3)通過(guò)以上原因分析，將M 站零序電壓反向模擬N 站開(kāi)口電壓接反后與A、B、C 相電壓進(jìn)行合成得到圖6所示的向量圖。

圖6 M站二次電壓合成向量圖

3 防范措施

(1)嚴(yán)格按照《繼電保護(hù)和電網(wǎng)安全自動(dòng)裝置檢驗(yàn)規(guī)程》定期對(duì)電壓互感器二次回路接線(xiàn)正確性進(jìn)行檢查，重點(diǎn)檢查二次電壓回路絕緣電阻和一點(diǎn)接地情況，防止發(fā)生電壓回路兩點(diǎn)接地，必要時(shí)可使用調(diào)壓器在電壓互感器一次側(cè)進(jìn)行通壓試驗(yàn)，檢驗(yàn)二次回路接線(xiàn)的正確性。

(2)在保護(hù)升級(jí)改造過(guò)程中加強(qiáng)對(duì)二次圖紙審核和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收工作，對(duì)改動(dòng)的二次回路與圖紙進(jìn)行核對(duì)并加以驗(yàn)證，防止人為接線(xiàn)錯(cuò)誤的事故發(fā)生。

(3)通過(guò)對(duì)該廠(chǎng)多個(gè)10 kV 開(kāi)關(guān)站母線(xiàn)電壓互感器二次電壓采樣數(shù)據(jù)觀察得出，當(dāng)系統(tǒng)無(wú)故障、電壓互感器開(kāi)口繞組未被短接且接線(xiàn)正確的前提下，由于系統(tǒng)三相電壓的平衡度和互感器變比誤差等原因保護(hù)裝置采集的零序電壓會(huì)略有輸出，并不是完全為0 V。文中N 站由于開(kāi)口繞組被短接零序采樣電壓為0 V，今后應(yīng)在巡檢過(guò)程中重視對(duì)電壓互感器零序電壓的巡視，當(dāng)發(fā)現(xiàn)零序電壓長(zhǎng)期為0 V不變時(shí)應(yīng)對(duì)電壓互感器二次回路進(jìn)行檢查。

4 結(jié)語(yǔ)

電壓互感器作為一次設(shè)備與二次設(shè)備連接的關(guān)鍵設(shè)備，在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用。二次電壓能否正確反映一次系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)關(guān)系到繼電保護(hù)裝置能否正確動(dòng)作。因此，作為二次設(shè)備維檢人員應(yīng)重視電壓互感器二次回路，嚴(yán)格按照檢驗(yàn)規(guī)程對(duì)二次回路進(jìn)行定期檢驗(yàn)并落實(shí)反措中相關(guān)要求，對(duì)存在的問(wèn)題盡快消除，防止繼電保護(hù)裝置不正確動(dòng)作。