电压互感器二次回路接地研究阮晶晶

电压互感器二次回路接地研究阮晶晶

阮晶晶

广东威恒输变电工程有限公司528000

摘要：针对电网内发生的电压互感器二次回路两点（多点）接地导致继电保护装置误动作的问题，结合近两年发生的事故案例进行分析，发现防护装置的选型未有明确的参考标准。据此，结合当前实际，提供了一种基于持续运行电压的实用选型方法，可较好地解决此类问题。

关键词：电压互感器；二次回路；两点接地

随着电力系统不断发展，电力设备的更新换代越来越快，在对变电站内继电保护及安全自动装置的基建、大修、改造后，因施工过程中造成的继电保护用电流互感器、电压互感器的二次回路接地不满足要求，直接或间接引发继电保护及安全自动装置误动，造成开关跳闸的事故时常发生，从而使电网的安全稳定运行水平下降，使电力用户供电可靠性受到影响。由于二次回路接地不满足要求易被忽视且不易检查，一旦发生事故，处理过程复杂，处理时间长，严重影响售电量。因此，在设备投入运行前对继电保护所涉及的电流互感器、电压互感器的二次回路接地情况必须有针对性地分析和检查，避免事故发生。

1.电流互感器及电压互感器二次回路接地要求

1.1电流互感器二次回路接地要求

仪用互感器标准中有规定：电流互感器及电压互感器的二次回路必须分别有且只能有一点接地。公用电流互感器的二次回路只允许、且必须在相关保护柜屏内一点接地（例如将接地点装设在保护屏柜内的100mm2接地铜排上）。独立的、与其他电流互感器的二次回路没有电气联系的二次回路，应在开关场一点接地（例如将接地点装设在配电装置户外端子箱内的100mm2接地铜排上）。备用电流互感器的二次绕组应从根部引至就地端子箱，经100mm2接地铜排可靠接地。

1.2电压互感器二次回路接地要求

公用电压互感器的二次回路只允许在控制室内有一点接地，为保证接地可靠，各电压互感器的中性线不得接有可能断开的开关或熔断器等。独立的、与其他互感器无电气联系的电压互感器的二次回路，可在控制室内，也可在开关场实现一点接地，为了避免将高电压引入控制室，接地点宜设在配电装置户外端子箱内100mm2接地铜排上。线路电压抽取用电压互感器的二次回路及高压电容器组的放电电压互感器的二次回路应在开关场一点接地。来自开关场电压互感器二次绕组的四根引入线和电压互感器开口三角绕组的两根引入线应使用各自独立的电缆，并在控制室内一点接地。已在控制室一点接地的电压互感器二次绕组，在开关场将二次绕组中性点经放电间隙或氧化锌阀片接地的，其击穿电压峰值应大于30ImaxV（Imax为电网接地故障时通过变电站的可能最大接地电流有效值，单位kA），并应定期检查放电间隙或氧化锌阀片，防止其被击穿造成电压互感器二次回路多点接地的现象。

2.实例分析

实际上，上述分析不仅具有理论价值，现实中也曾多次出现因电压互感器二次回路两点接地引起的保护误动，下文试举两例进行详细说明。

2.1220kV罗三乙线

2007年4月30日16：09：00，广东电网内220kV罗三乙线三水侧L2相高频保护（LFP-902）高频零序出口，单跳L3相开关后重合成功，罗三乙线罗洞侧L2相高频保护仅启动未动作，两侧L3相高频保护（LFP-901）均未动作。经事故调查后发现，与罗三乙线在同一母线上的220kV罗红乙线有L3相接地故障（见图1），而罗三乙线无故障，故罗三乙线三水侧L2相高频保护属于区外误动作。

图1系统示意图

由于罗红乙线故障对于罗三乙线罗洞侧保护而言是反方向故障，对三水侧保护是正方向区外故障。对比罗三乙线罗洞侧两套保护的录波（见图2、图3），罗三乙线罗洞侧L1相高频保护在整个故障期间持续发信闭锁对侧，而L2相高频保护仅在保护启动后发信10ms后就停止发闭锁信号，因此罗三乙线罗洞侧L2相高频保护在区外反方向故障时未能可靠向对侧发出闭锁信号是造成本次区外误动作的直接原因。

将两套保护的自产零序电流和零序电压拿出来比较后发现，故障期间，罗三乙线罗洞侧L1相高频保护与L2相高频保护的零序方向判别刚好相反，L1相高频保护判断零序功率方向为反方向，所以持续向对侧发出闭锁信号，L2相高频保护则判定为正方向，发信10ms后即停信，导致对侧保护误动。

2.2220kV黄开甲线

2006年6月30日14：06：45，广东电网内220kV黄开甲线开元侧主II保护（RCS-902C）出口，L3相开关跳闸，黄埔电厂侧无保护动作。经事故调查，当时相邻的220kV黄芳线发生了单相接地故障。对开元侧保护录波进行分析，黄芳线故障时黄开甲线开元侧L3相电流为8136A，从电流和电压波形判断为正向故障，对录波图进行计算分析，保护的测量阻抗在距离I段的阻抗范围内，由此可以排除保护装置误动的可能性。对开元站220kV的I段、II段母线电压录波图进行分析（黄开甲线挂I段母线运行，黄开乙线挂II段母线运行），发现故障发生时220kV的I段母线电压有异常：I段母线L3相电压（见图3）比II段母线L3相电压（见图4）要低10V，且I段母线L1，L2相电压比正常时要偏高。后对I段母线TV二次回路进行详细的检查，发现I段母线TV二次绕组中性点放电间隙F击穿。在故障时，由于接地电流较大，导致I段母线TV二次回路中性点电压升高，放电间隙F被击穿，造成TV二次回路两点接地，在两个接地点间出现电位差，导致I段母线二次电压出现偏移，使黄开甲线保护测量到的接地阻抗值出现偏差，导致黄开甲线开元侧主II保护距离I段越级跳闸。

3.防范措施

电流互感器、电压互感器二次回路接地问题引起的事故和障碍涉及图纸设计、基建改造、质检验收、日常维护等多方面因素，在不同环节采取相应措施进行全方位、全过程治理和监督，可以杜绝因电流互感器、电压互感器二次回路接地问题而引起的事故和障碍。

3.1基建改造

（1）工程设计图纸上必须注明电流互感器、电压互感器的接地点位置；施工过程中严格按照图纸施工，施工人员对回路存在任何疑问应及时与设计人员联系，及时解决问题。（2）特别强调电流互感器、电压互感器二次回路接地的技术要求，对于基建、改造、大修的变电站，要在投运前由施工技术人员进行电流互感器、电压互感器二次回路接线和绝缘检查，并填写记录，以发现实际可能存在的多点接地。进行绝缘检查时，不易抽查，应逐芯排除。对于改造、大修的部分在施工前还应查清已有接地点的具体位置。（3）投运前，质检验收人员对电流互感器、电压互感器二次回路进行接线和绝缘的复检，按照相关技术要求，填写记录；并参照施工方记录，对遗漏及有疑问的部分，要求其复查；存在缺陷的，要求其整改。（4）提高施工质量，严格按施工工艺进行。对施工人员进行针对二次回路接地的技术培训，并提出具体的工艺要求。严把质量关，排除隐患。

3.2日常维护

（1）维护人员要充分利用保护校验，设备停电等时机，定期进行二次回路接地和绝缘检查，对不满足要求的，及时进行整改，排除设备运行中的隐患。在开关场将电压互感器二次绕组中性点经放电间隙或氧化锌阀片接地的，应定期检查放电间隙或氧化锌阀片是否被击穿，防止造成电压互感器二次回路多点接地的现象。（2）工作中可能涉及相关回路变更的，要注意核实回路接地点的实际位置，并保证其符合要求。对电流互感器、电压互感器二次绕组圈数及各圈实际投入情况、回路接地点的实际位置建立台账。

结论

电流互感器及电压互感器二次回路接地问题易被忽视且不易检查，但是一旦问题产生，会带来严重的影响。对此本文分析了两个案例并给出了防范措施。因电流互感器及电压互感器二次回路接地问题引起的事故和障碍就可以避免，有利于投运前将此类隐患排除，可以保证电网安全稳定运行，提高供电可靠性。

参考文献：

[1]刘晓忠.电压互感器二次回路接地点分析[J].宁夏电力，2007，（5）：28-30．

[2]何永华.发电厂及变电站的二次回路（第2版）[M].北京：中国电力出版社，1997.

[3]刘晓忠．电压互感器二次回路接地点分析[J].宁夏电力，2007，（5）：28-30．