1、電壓互感器二次回路反充電的分析摘要 雙母線接線方式有著供電可靠、調(diào)度靈活、擴(kuò)建方便、便于試驗(yàn)等優(yōu)點(diǎn),但當(dāng)母線故障或檢修時(shí),隔離開關(guān)進(jìn)行倒換操作時(shí),容易發(fā)生一次、二次設(shè)備的誤操作事故,特別是容易發(fā)生電壓互感器二次回路反充電事故。本文針對(duì)一起典型事故,從電氣設(shè)計(jì)以及運(yùn)行維護(hù)上防范電壓互感器二次回路反充電事故的措施進(jìn)行了闡述。 關(guān)鍵詞 雙母線;電壓互感器;反充電;配置 中圖分類號(hào) TM451 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708(2010)11-0025-02  0 引言  在各級(jí)繼電保護(hù)運(yùn)行管理規(guī)程中,都明確規(guī)定了系統(tǒng)一

2、次設(shè)備倒閘操作時(shí),應(yīng)特別注意防止電壓互感器二次回路向一次設(shè)備反充電。所謂反充電就是在倒閘操作過程中,由于操作不認(rèn)真或操作票有誤,造成雙母線帶電的電壓互感器二次回路,與不帶電的電壓互感器二次回路相并聯(lián),其后果是使帶電的電壓互感器二次回路空氣開關(guān)跳開,繼而造成所有運(yùn)行線路的交流二次回路電壓消失。這是因?yàn)殡妷夯ジ衅飨喈?dāng)于一個(gè)內(nèi)阻極小的電壓源,在正常情況下電壓互感器二次負(fù)載是計(jì)量表計(jì)的電壓線圈和繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置的電壓線圈,其阻抗很大、工作電流很小,相當(dāng)于變壓器空載運(yùn)行,故電壓互感器二次空氣開關(guān)容量很小,一般為1A。假設(shè)不帶電的電壓互感器一次對(duì)地阻抗為106,則反應(yīng)到二次回路的阻抗為Z2=106 /2

3、2002 =0.207 (2200為母線電壓互感器一次與二次之變比),那么在反充電過程中,會(huì)產(chǎn)生很大的電流(I=100/0.207A=483A),將運(yùn)行的另一組電壓互感器二次空氣開關(guān)跳開,對(duì)所有運(yùn)行的繼電保護(hù)裝置產(chǎn)生影響。如電壓互感器二次空氣開關(guān)跳不開,還會(huì)造成人身和設(shè)備損壞事故。因此,各類電氣人員都需要認(rèn)真防范電壓互感器二次回路反充電事故。  1 事故經(jīng)過  某變電站220kV一次接線為雙母線帶旁路方式,事故前運(yùn)行方式為正常運(yùn)行方式,220kV線路1在正母線運(yùn)行,如圖1所示。運(yùn)行值班人員執(zhí)行線路1正母線刀閘檢修相關(guān)操作任務(wù),即220kV線路1開關(guān)由正母

4、線運(yùn)行倒至副母線運(yùn)行,220kV正母線改為母線檢修,在操作至將220kV電壓切換開關(guān)由“斷開”位置切換至“投入”位置,拉開母聯(lián)開關(guān)時(shí),220kV正、副母線電壓互感器二次空氣開關(guān)跳開,220kV保護(hù)裝置全部交流二次回路失壓,并造成了兩條220kV線路誤動(dòng)作跳閘。  2 原因分析  手動(dòng)進(jìn)行電壓切換有兩種方式:一種是切換開關(guān)在切換過程中,保護(hù)裝置將瞬間失去電壓,在切換前,應(yīng)先停用該線路上所有電壓保護(hù),這種切換方式不會(huì)造成反充電,但需要停用保護(hù),在實(shí)際運(yùn)行中已不使用;另一種是切換開關(guān)在切換過程中,保護(hù)裝置不會(huì)失去電壓,保護(hù)不需要停用,但是兩組電壓互感器二次回路

5、要并聯(lián)。 電壓互感器二次回路并聯(lián)同樣有兩種形式,一種是電壓切換開關(guān)BK由“斷開”打至“投入”位置,如圖2所示。因母聯(lián)開關(guān)及其兩側(cè)刀閘在合閘位置,其相應(yīng)輔助接點(diǎn)在閉合狀態(tài),則切換繼電器QJ勵(lì)磁,其常開接點(diǎn)閉合后,兩組電壓互感器二次回路電壓并聯(lián)。  另一種是雙母線運(yùn)行的開關(guān)的兩側(cè)母線刀閘同時(shí)運(yùn)行時(shí)(刀閘雙跨),刀閘輔助接點(diǎn)1G、2G動(dòng)作,使1YQJ、2YQJ勵(lì)磁,其常開接點(diǎn)閉合使兩組電壓互感器短時(shí)并聯(lián),也可以保證保護(hù)裝置不失電,如圖3所示。 這兩種形式的電壓互感器二次回路并聯(lián),必須保證兩組電壓互感器二次回路都帶有正常電壓,如果一組帶電,一組不帶電,則不允許二

6、次回路并聯(lián)。 那么兩組電壓互感器二次回路并聯(lián)怎樣操作呢?由于正、副母線電壓互感器的實(shí)際特性不完全一致,致使二次回路電壓有壓差,如果靠刀閘輔助接點(diǎn)或電壓切換繼電器的接點(diǎn)來切換二次回路電壓,頻繁操作可能使其接點(diǎn)燒損,導(dǎo)致接觸不良或粘連(接觸不良可能造成保護(hù)二次回路失壓誤動(dòng),粘連可能造成電壓互感器二次回路并聯(lián))。而電壓切換開關(guān)BK接點(diǎn)容量大,不會(huì)發(fā)生接點(diǎn)燒損現(xiàn)象,二次回路并聯(lián)后,刀閘輔助接點(diǎn)或電壓切換繼電器的接點(diǎn)就在等電位上并聯(lián),不存在接點(diǎn)燒損或粘連現(xiàn)象,所以在倒母線操作之前,應(yīng)先將電壓切換開關(guān)BK由“斷開”打至“投入”位置。 在這起事故中,實(shí)際操作操作是先將母差保護(hù)方式切換,熱

7、倒母線,再將電壓切換開關(guān)從“斷開”位置切至“投入”位置,母聯(lián)開關(guān)改冷備用,電壓互感器改冷備用。從以上分析可以看出,電壓切換開關(guān)BK應(yīng)在熱倒前投入“投入”位置,在倒排結(jié)束、母聯(lián)開關(guān)斷開之前投至“斷開”位置,但值班員在倒排后將電壓互感器二次回路并聯(lián),此時(shí)拉母聯(lián)開關(guān),正母線電壓互感器失電,由于母聯(lián)開關(guān)輔助接點(diǎn)斷開要滯后于母聯(lián)開關(guān),也就是在母聯(lián)開關(guān)輔助接點(diǎn)斷開之前,正母線電壓互感器已經(jīng)失電,這樣就造成副母線電壓互感器通過二次回路對(duì)正母線電壓互感器反充電,由于電流非常大,副母線電壓互感器二次回路空氣開關(guān)跳開,造成兩條母線二次回路電壓全部失去,致使220kV線路跳閘(因交流失壓時(shí),有區(qū)外故障,保護(hù)啟動(dòng),導(dǎo)

8、致保護(hù)誤動(dòng)出口跳閘)。   3 防范措施  1)從技術(shù)上講,雙母線接線方式下線路保護(hù)用電壓的取用一般有兩種方案,一種是取自母線電壓互感器,一種是取自線路電壓互感器,下面進(jìn)行簡單分析。 首先,傳統(tǒng)的母線電壓互感器,每條線路所配備的電壓二次回路復(fù)雜,給運(yùn)行管理帶來不便。根據(jù)國家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施的要求,220kV及以上電壓等級(jí)的微機(jī)型線路保護(hù)應(yīng)遵循相互獨(dú)立的原則按照雙重化配置,兩套保護(hù)之間不應(yīng)有任何電氣聯(lián)系,每套保護(hù)的交流電壓、交流電流應(yīng)分別取自電壓互感器和電流互感器的互相獨(dú)立的繞組,同時(shí)斷路器和隔離開關(guān)的輔助接點(diǎn),切換回路

9、以及其它保護(hù)配合的相關(guān)回路亦應(yīng)遵循相互獨(dú)立的原則按雙重化配置。 其次,在小方式時(shí),電壓互感器測量精度無法滿足要求,電壓互感器設(shè)備廠家文件規(guī)定:“電壓互感器實(shí)際所帶負(fù)荷一定在電壓互感器額定容量的(25%100%)范圍內(nèi)時(shí),才能保證測量精度。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中,一般按本母線上可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷來選擇額定容量。在變電站的實(shí)際運(yùn)行中,本母線所帶的線路(變壓器)數(shù)量,并非一定在最大負(fù)荷對(duì)應(yīng)的數(shù)量。在小運(yùn)行方式時(shí),本母線實(shí)際所帶線路(變壓器)數(shù)量可能小于對(duì)應(yīng)額定容量的25%情況,這時(shí)就無法確保電壓互感器的測量精度,這是母線公用電壓互感器方案難以避免的缺陷。 對(duì)于取自線路的專用三相電壓互感

10、器來講,電壓二次繞組自供自足、自成系統(tǒng),與外界無聯(lián)系,接線簡單,單元性強(qiáng),不需要電壓并列裝置和電壓切換裝置,基本上不存在電壓二次回路反充電的可能。而且電壓互感器負(fù)荷恒定不變,設(shè)計(jì)選擇的電壓互感器二次額定容量,能確保測量精度。 在電氣設(shè)計(jì)中,考慮線路配置三相電壓互感器,從經(jīng)濟(jì)上比較,兩者投資相差不大,推薦220kV線路采用裝設(shè)三相電壓互感器,這種互感器可以有效避免二次回路反充電事故。 2)雙母線切換回路中采取的措施 一是當(dāng)控制兩組母線電壓的切換繼電器同時(shí)動(dòng)作時(shí),應(yīng)發(fā)出信號(hào)。在發(fā)出信號(hào)期間,運(yùn)行值班人員嚴(yán)禁斷開母聯(lián)開關(guān),以防止電壓互感器二次回路反充電。當(dāng)切換繼電器工作

11、不正常,1YQJ、2YQJ處于失磁狀態(tài),應(yīng)發(fā)出“交流電壓回路斷線”信號(hào),此時(shí)運(yùn)行值班人員應(yīng)立即將與電壓有關(guān)系的保護(hù)退出運(yùn)行,在保護(hù)回路電壓恢復(fù)正常后,才允許將保護(hù)裝置從新投入運(yùn)行。 二是運(yùn)行值班人員投入檢修后電壓互感器二次回路空氣開關(guān)時(shí),應(yīng)測量空氣開關(guān)下口,確認(rèn)下口不帶電后,方可投入電壓互感器二次回路空氣開關(guān),否則有可能造成電壓互感器二次回路反充電。 三是在倒母線操作時(shí)要規(guī)范操作順序,在將一條母線線路全部倒至另一母線后,應(yīng)首先拉開母線壓變二次回路空氣開關(guān),其次才能拉開母線壓變刀閘。 四是隔離開關(guān)輔助接點(diǎn)控制的1YQJ、2YQJ電壓繼電器,在斷電時(shí)應(yīng)保證可靠失磁復(fù)歸。同時(shí),其觸點(diǎn)容量應(yīng)保證在電壓二次回路故障通過短路電流時(shí),不致發(fā)生粘連現(xiàn)象,以防止造