电压互感器二次电压异常原因分析及改进吴建国

电压互感器二次电压异常原因分析及改进吴建国

吴建国

（肇庆市恒电电力工程有限公司广东肇庆526000）

摘要：在变电站运行过程中，电压互感器二次电压出现异常，将会影响了整个系统的运行，因此需要及时排除。本文结合实例，介绍了某220kV变电站110kV线路电压互感器二次电压异常故障，分析了导致这一异常现象的直接和间接原因，并对此提出了相应的改进措施，对于处理今后出现的类似电压异常缺陷具有一定的指导意义。

关键词：电压互感器；异常；原因分析；改进

引言

电压互感器（TV）是变电站内的保护及二次设备的电压源，在高压电网中发挥着不可代替的作用。然而在变电站实际运行过程中，由于受到种种因素的影响，往往会出现电压互感器二次电压异常的情况，这不仅影响了电力系统运行的稳定性，也可能会引发更大的安全问题。因此，分析电压互感器二次电压异常现象的原因，并提出有效的对策进行处理是具有重要的现实意义。本文通过对一例220kV变电站110kV线路电压互感器二次电压异常故障分析，并给出一些改进措施。

1.故障过程

某220kV变电站110kV宝许线182线路在恢复送电前，线路开关按检无压方式遥控合闸失败。监控后台显示线路侧电压值较高，而实际上线路对侧开关并未投运，线路侧正常电压值应接近于零。使用万用表交流电压档测量线路TV空开下端，为四十几伏，远大于正常值。在开关端子箱断开线路刀闸电机操作电源空开后，线路TV空开下端及其二次回路电压仍达到十几伏。经现场勘查，初步判断线路TV电压二次回路与刀闸控制回路之间存在串接可能。为保证线路供电，先由调度下令，再由运行人员手动操作恢复送电。该线路间隔示意图如图1所示。

异常现象出现次日，再次查找110kV宝许线182线路TV空开下端电压异常原因。鉴于该间隔已在运行状态，为消除缺陷，办理了变电站第二种工作票。由于断开线路TV空开后，该间隔保护装置的线路电压量测值将出现异常，会影响线路的同期合闸，因此同时向调度申请将该间隔线路保护的重合闸暂时退出运行。为模拟送电前线路TV空开下端电压异常情况，该间隔开关端子箱刀闸电机操作电源空开也被断开，同时保持1G、2G、3G、4G刀闸机构箱内电机电源空开在合位，开关机构箱、刀闸机构箱、线路TV端子箱的加热器电源空开在合位。

2.直接原因排查

查询变电站图纸资料，发现现存图纸的制作时间距该异常现象发生日已有14年，图档未按图纸编号顺序排列，查找不便。

2.1线路TV及开关端子箱排查

线路TV二次安装图如图2所示，线路TV端子箱与开关端子箱通过2Y－171、2Y－172电缆连接。2Y－171实际为14芯电缆，图纸显示已使用7芯，用于与开关端子箱连接。

保护及测控装置的线路电压回路如图3所示。线路电压经YH线圈后通过A601、A601电缆分别接入线路TV端子箱的端子排，再经2ZKK线路TV空开进入A602、A602电缆。此时因线路运行，线路侧刀闸3G在合位，旁母侧刀闸4G在分位，故线路电压经过2ZKK空开后，通过A603、A603电缆分别进入线路测控及保护装置。

2.3新接电缆排查

通过上述排查，可推断由于刀闸电机操作电源回路、加热器电源回路相关芯线与A602、A602芯线共用2Y－196、2Y－198电缆，因此在空开合上时这两种电源回路中自身的交流电压会对A602、A602的正常电压产生干扰。为了进一步验证上述推断，现场先将4G刀闸电机操作电源ZKK3和加热器电源3ZKK拉开，临时外接一条新的电缆暂时代替至4G刀闸机构箱中2Y－198电缆，其中两芯连接A602及A602，如图7所示。此时测量该临时电缆中A602及A602对地电压均接近于零。随后，合上4G刀闸电机控制电源ZKK3和加热器电源3ZKK空开，再次测得A602、A602电压为2V左右，正常，相比原来采用2Y－198电缆时下降了很多。

2.4结论

经过以上检查，可确认182开关端子箱至3G、4G刀闸机构箱，以及至182线路TV端子箱交流部分共用一根电缆。因为各刀闸的电机电源为交流三相380V，加热器电源为交流220V，182线路TV端子箱至保护及测控装置的A602、A602电压额定值分别为交流100V和交流57.7V，所以在同一电缆中不同电压等级线芯共缆导致了感应电。这是此次送电前182线路TV空开下端电压异常的直接原因。

图7外接电缆故障排查示意图

3.间接原因分析

2Y－198为14芯电缆，由外护套、屏蔽层、内衬层、绝缘层和导体组成，其中屏蔽层用于使导体与绝缘层、绝缘层与内护层有良好的接触，以消除通流时导体表面和内护层表面不光滑引起的表面电场强度增加。二次电缆中，刀闸电机控制电源和加热器电源均为交流电，将在电缆敷设空间中产生交变的磁场。磁场不停变化，会在二次电缆中产生感应电压。二次电缆若屏蔽层接地良好，则感应电压经过屏蔽层短路至地。二次电缆如果屏蔽层接地不良，那么由于其截面积比普通导线大，形成的耦合电容也大，产生的耦合量也大，因此会较不使用屏蔽层的产生更大的电场耦合，需要检查二次电缆的屏蔽层接地是否良好。检查该变电站二次电缆接地情况，发现该电缆屏蔽层破损严重，已影响了感应电压的屏蔽效果，是导致此次线路TV二次电压异常的间接原因。

4.改进措施

为了避免110kV线路TV二次电压异常处理过程中暴露出的图纸与现场不一致、不同电压等级线芯共缆使用导致电磁干扰以及二次电缆屏蔽层老化破损严重等问题，并提高现场缺陷处理速度，可在二次检修班组的管理中从以下三个方面予以改进。

（1）为防止不必要的电磁干扰，应避免不同电压等级线芯共缆使用。虽然这将导致变电站建设成本增加，但可保证站内设备更加可靠、稳定运行。在验收过程中，对于新铺设的电缆，应确保其屏蔽层接地良好，并采取必要措施，防止接地被破坏。

（2）二次班组应安排专人或兼职人员管理图纸，并按照图纸存放要求，在二次班组设置存放资料室，以加强资料管理的标准化、正规化。所辖变电站发生设备移动、新建、改建或扩建后，对应图纸应及时更新，保证图纸齐全完整与现场实际相符。图纸管理人员应建立本班组的图纸清册，根据班组实际情况建立图纸查（借）阅记录，以方便抢修或其它紧急状况时能快速地查找到图纸。

（3）在缺陷处理过程中，应做好安全措施，防止误碰其它运行设备。完成现场缺陷处理后应及时总结经验，并向其它班组成员传授经验，共同提高整个二次检修班组成员现场处理问题、分析问题的业务技能。

5.结束语

总而言之，变电站在运行过程中，不可避免地会出现各种问题，电压互感器二次电压异常故障就是其中一种，如何避免这种故障，值得进行深入研究和思考。在今后的实际工作中，技术人员需要认真分析各种TV二次电压异常现象，做到及时发现、判断，探究其成因，并及时采取相应的措施进行处理。同时，他们也需要不断总结施工经验，不断提升自身的综合素质，提高变电站二次检修管理及维护水平，以便及时排除故障，确保变电站的正常运行。

参考文献：

[1]万敏.变电站电压互感器二次电压异常原因及处理对策分析[J].华东科技：学术版.2013（9）：175-175

[2]林海锋.110kV变电站TV二次电压异常的原因分析及对策研究[J].科技资讯.2013（33）：118-118