電壓互感器二次回路并列不當的故障原因分析及操作處理

1故障現象及處理

某地有一座110kV變電站在進行綜合自動化改造，其中110kv和10kv電壓互感器共有五組，有三組10kV電壓互感器分別接在10kV3號、4號、5號母線上，五組電壓互感器的二次回路采用完全星形接線，N相接地。在完成10kV電壓互感器測控裝置更換后，接著進行110kV電壓互感器測控裝置更換，卻接連發生幾次電壓互感器二次回路斷線故障，且每次電壓互感器斷線都是在發生接地故障后。

該變電站10kV4號母線電壓異常，4號母線原絕緣監察回路接地光字牌亮，接著10kV微機保護發出“TV斷線告警”信號。經現場運行人員檢查，發現10kV3號母線上有饋線接地，斷開改線路開關后，接地信號消失，檢查 互感器04TV二次側A、C兩相保險熔斷，恢復保險后TV斷線信號復歸，類似的情況在以后的一個星期內又出現過兩次。

經過對三次故障的告警記錄分析發現，每次TV斷線都是在發生接地故障后出現的，但現場10kV3、4號母線是分段運行的，兩者互不相干，卻出現這段母線接地，而另一段母線TV二次側斷線的異?，F象。

檢查10kV高壓開關室開關柜的電壓環網回路，新的電壓互感器測控裝置安裝在公用屏上，電壓回路從TV柜通過電纜接到測控裝置，經刀閘重動繼電器切換后回到高壓室新更換的微機保護中。因還有部分計量、主變和低周等裝置沒有改造，所以同時在輸出回路上還有接到電磁型中繼屏上的臨時電纜接線，這種臨時的接線方式是可行的。在檢查中繼屏端子排接線時，發現有一組短接線將10kV互03、04電壓互感器二次側的A---A、B---B、C---C相直接連在一起，原來在更換電壓互感器測控裝置時，工作人員取消了原TV切換裝置，而是圖省事用短接線直接將兩段的A、B、C、N回路并聯，在完成10kv互03、04電壓互感器測控裝置更換后，忘記拆除該組短接線，導致不論一次側母線分段還是并列運行，兩段電壓互感器的二次回路總是處于并聯運行狀態，這就是屢次造成電壓回路斷線的故障點和故障原因。

2故障原因分析

通過對故障原因的分析，短接線與標準的電壓互感器二次切換回路是有本質區別的。在電壓互感器二次側的切換回路中，通常采用的是“切換開關(BK)、母聯開關位置接點(DL)、隔離刀閘位置接點(1G、2G)、切換繼電器(ZJ)”串聯組成的切換，回路中串入母聯開關位置等接點，典型接線如圖1所示。其目的是使TV二次側的并列運行方式只能根據所接母線的并列而并列。

圖1 TV并列啟動回路(方框為母聯單元)

而故障時的一次設備運行方式是10kV3號、4號母線分段運行，互感器03、04TV分段運行，各饋線常供。一次接線簡圖如圖2所示。

由于工作人員的“圖省事”，用簡單的短接線直接并聯兩段電壓二次回路，強制形成了二次回路側“長期永久”的并列運行方式，接線簡圖如圖3。

當一次系統正常運行時，這種并列運行方式影響不大，各計量表計和保護裝置采樣到的電壓基本正常，但當一次系統發生異常時，情況就發生了根本性的改變。如其中某一段母線發生故障時，由于兩個電壓互感器的一次側是分段運行的，而二次回路為并聯運行，相當于將兩個不同系統的電壓強行并列在一起，并列在一起的兩組不同電壓的幅值與相位將會發生“爭搶”現象，造成電壓回路異常。以10kV4號母線A相接地為例，來分析合成電壓的變化，驗證這次故障的判斷處理正確與否。其等值電路計算簡圖如圖4。

通過計算，A相完全接地時，并列后的電壓：

Ua=28.85∠90° ; Ub=76.33∠--49° ; Uc=76.33∠--131° 。而且兩組電壓互感器二次繞組之間也產生了差壓，兩組電壓之間的差值造成回路中的電流增加，因接地故障初期存在變化因素，當接近完全接地時，電壓互感器二次回路的保險就會因差壓過大產生差流從而熔斷，TV斷線檢測裝置會因電壓幅值與相位的變化發出TV斷線的信號。

也可以通過向量圖來分析，其向量圖如圖5所示。