新型电压互感器二次接地保护器的应用

王群明

(台州电业局，浙江 台州 317000)

根据2005年11月国家电力调度通信中心“关于印发《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》(试行)继电保护专业重点实施要求的通知”中6.3.1条要求：经控制室零相小母线(N600)连通的几组电压互感器二次回路，只在控制室将N600一点接地，公用电压互感器的二次回路宜在开关场将二次线圈中性点经放电间隙或氧化锌阀片(即电压互感器二次接地保护器)接地，应定期检查放电间隙或氧化锌阀片，防止造成电压二次回路多点接地的现象。

电压互感器二次接地保护器的击穿电压峰值为大于30ImaxV，是电网接地故障时通过变电站的最大接地电流有效值。因此，接地保护器的设置主要是为了防止雷电等系统过电压危害二次设备安全，防止在雷击过电压、冲击过电压时瞬时放电，保护二次绕组免受影响。但在现实中，由于选材、老化等原因，原有电压互感器二次接地保护器的负面影响逐渐显现。

1 老电压互感器二次接地保护器存在问题

在常规设计中，就地电压互感器端子箱内的二次中性点(即N线)安装了1个二次接地保护器(击穿保险)。使用较多的二次接地保护为图1所示的简单氧化锌接地保护器。这种采用云母介质的击穿保险由于受当时生产条件的限制，击穿动作值离散性较大，元件可靠性较低，易损坏。最恶劣的情况是，一旦元件损坏，它呈导通状态的几率很大，加上元件没有任何告警信号，运行维护人员也无法在线检测。这将造成PT二次回路长期两点接地；一旦发生区外故障，保护误动将不可避免。

220 V氧化锌接地保护器在严重出口短路时，可能会造成电压二次回路多点接地，引起保护误动。而其误动原因多是接地保护器在过电压击穿后间隙未断开，电压中性点N600二次回路存在两点接地，从而在电压回路中叠加了一个附加零序电压，使得继电保护装置感受到的电压相角幅值不正确，导致在系统发生接地故障时保护不正确动作。

2 检查N600接地的方法

在电压互感器运行的情况下，检查N600是否有两(多)点接地的方法有2种。

(1) 在保护小室打开全站唯一的N600接地点，用万用表测量N600对地的交流电压。若电压为0，则N600还有别的接地点；若电压不为0，则N600没有别的接地点。根据经验值，若该电压不为0，在220 kV变电站中其值约为3～7 V，在110 kV变电站中其值约为1～3 V。

此种检查N600是否接地的方法需要在天气晴好的情况下进行。操作时准备工作要充分，速度要快，防止在N600接地点消失期间出现故障时保护可能发生误动、拒动。

(2) 个别厂家的最新保护装置具有对N600接地异常后电压波形畸变的报警功能。在保护装置中加入了三次谐波含量判据，正常运行时，当三次谐波含量达到一定值时，有告警并闭锁零序方向保护的功能。

以上2种方法只能判断N600接地是否异常，但对接地保护器究竟在什么时候被击穿、是否被击穿、哪个被击穿，却很难判断。

3 新型电压互感器二次接地保护器

随着科技水平的发展，已经开发出了新型二次接地保护器，如图2所示。

新型二次接地保护器采用了浪涌大电流过载分离和短路热分离的技术双脱扣自保护功能，确保电压互感器N线在大冲击情况下可有效开断，使元件整体呈现开路状态，从而杜绝了造成两点接地的可能。新型二次接地保护器安装、替换方便，具有当地掉牌和遥信报警功能，解决了难以发现二次接地保护器运行中有无击穿接地的难题。

4 替代方案

由于老二次接地保护器寿命一般为10年左右，因此对变电站接近或超过10年的老二次接地保护器应进行改造。改造方案为结合技改对老二次接地保护器进行更换，其原理接线如图3所示。

(1) 按照二次绕组配置接地保护器，在每组二次绕组的中性线N与地之间串接1只接地保护器。如，母线电压互感器共有保护、测量、零序开口三角3组二次绕组，就必须配置3只接地保护器；线路电压互感器只有保护1组二次绕组，则配置1只接地保护器。

(2) 在每个电压互感器端子箱内，可将保护、测量、零序开口三角3组二次绕组各接地保护器提供的常开空节点并接，发一个接地保护器装置故障遥信信号，指示如220 kV电压互感器二次接地保护器故障的遥信信号。

(3) 当有接地保护器装置故障遥信信号时，只要巡视检查该电压互感器端子箱内各接地保护器的掉牌信号，即可确认故障的接地保护器。

5 结束语

电压互感器二次绕组必须保证仅有一点接地，而使用新型二次接地保护器可以及时发现系统中有无电压互感器二次绕组两点接地的情况，因而提高了系统保护运行的可靠性，值得大面积推广。

1 贺家李，李永丽，李 斌．电力系统继电保护原理与实用技术[M]．北京：中国电力出版社，2009．

2 吴晓梅，邹森元．电力系统继电保护典型事故分析[M]．北京：中国电力出版社，1988．

3 张 帆，李一泉，袁亮荣，阚 瀛．电压互感器二次回路接地研究[J]．广东电力，2008，21(4)．

4 高中德，舒治淮，王德林．国家电网公司继电保护培训教材[M]．北京：中国电力出版社，2009．

5 国家电力调度通信中心．电力系统继电保护技术问答[M]．北京：中国电力出版社，2000．

6 成小胜，成峰波，成军蒲． N600不正确接线的分析[J].电力学报．2005，20(4)．