一起TV二次空开跳闸的原因分析及控制

刘小军，王世祥，黄有立，陈祎亮

(深圳供电局，广东 深圳 518020)

2010-12-23，某局1座新建220 kV变电站投产。该站主变为日本三菱电机公司生产的三圈变压器，由220 kV，110 kV，10 kV这3部分电压等级组成。其中220 kV和110 kV部分主接线采用双母结线方式，最终规划均为4回出线，本次工程各侧只建设一回出线。10 kV部分主接线方式为单分支单母线结构，共10回出线，4台电容器。变电站一次接线如图1所示。

该站在220 kV母联开关2012合上、对母线进行第1次充电后，进行遥控分闸的过程中引起了TV二次空开跳闸。

1 TV二次空开跳闸前的充电过程

启动前，甲站、对侧乙站根据充电方案一切准备工作就绪。当且12:00准时进行操作，由乙站通过甲乙临线对甲站充电。在甲站、对侧乙站经过一系列正确操作后，进行了如下操作。

(1) 13:50，乙站：合上220 kV甲乙临线4755开关，对220 kV甲乙临线线路充电，检查线路抽取电压，结果正常。

(2) 14:00，甲站：合上220 kV甲乙临线4755开关，对220 kV 1M母线充电。检查220 kV 1M母线电压，结果正常。

(3) 14:05，甲站：合上220 kV 2012母联开关，对220 kV 2M母线充电，检查母线电压及2012母联开关同期装置，结果正常。

(4) 14:08，甲站：221TV与222TV二次电压核相，结果正确。同时对两段母线的并列回路进行检查，均处于正常状态。

(5) 14:12，甲站：断开220 kV母联2012开关。准备对220 kV 2M第2次充电。

断开(采用综自后台进行遥控执行)甲站220 kV母联2012开关后，于14:20:50:100，甲站侧甲乙临线保护及1M，2M母线母差保护均发出“TV失压”信号。由于I母有压，甲乙临线与1M母差保护装置不应发“TV失压”信号。事后检查发现该信号是由于甲站220 kV 1M，2M母线TV端子箱内二次空开跳闸所致。是什么原因导致在断开220 kV母联2012开关时1M，2M母线TV端子箱内二次空开跳闸？当时继保班会同施工队工作人员先对一、二次设备外观进行数次检查，未发现任何会引起TV二次空开跳闸的现象。

14:30,继保班工作人员查看1M，2M母线录波图发现，在220 kV母联2012开关已断开后(开关量1变化)，在录波图上还录到2M母线的A相和N相电压波形。如图2所示。

由于在一次无电压，但二次能录到二次电压，所以1M，2M二次回路的A相之间可能存在寄生回路现象。从此现象初步分析，这是一起二次回路非正常并列导致TV二次回路反充电事故。

2 TV二次回路非正常并列的检查过程

(1) 为了不使TV二次回路长期非正常并列，且由于开口三角电压无空开保护，为防止高电压烧毁电压切换插件事故，申请将1M，2M母线开口三角电压二次在端子箱处断开，并用绝缘胶布包好，待系统正常后再恢复二次接线。同时检查1M，2M母线TV端子箱内二次空开通断情况，空开正常，未发现任何异常现象。

(2) 操作程序检查。

……(略去与该问题无关的操作步骤)。

——通过母联开关使2条母线都带电，二次电压核相，结果正确。

——两段TV二次带电并联供电给保护装置，检查TV二次并联回路正常无误。

——两段TV二次解除并联。

——断开母联断路器。

经过检查，操作程序不存在倒项操作问题，操作正确。

(3) TV二次并联回路检查。该变电站220 kV主接线方式设计采用双母接线方式，使运行方式更加灵活。为了保证某段母线TV检修时，不停一次母线，不退出保护而设计了中间并列切换回路，并列切换回路如图3所示。一次设备可以通过改变母线运行方式，来保证停运的TV母线所带的一次设备继续运行，保证继电保护及安全自动装置、测量装置、计量装置等设备所采集的二次电压与一次电压对应，此时也需要将电压互感器二次回路进行并列切换。TV二次并列的条件是母联或分段开关在合闸位置，且其两侧的隔离开关也在合闸位置时，即一次设备处于同一电源点时，其二次回路才允许并列。

图3中，1G，2G分别为1M，2M母线TV隔离开关常开触点，M1G，M2G分别为母联断路器1M，2M侧隔离开关的常开触点，MDL为母联断路器常开触点。当M1G，M2G，MDL在合位时，1M，2M母线处于同一电源点且BK置于投入位置时，继电器3YQJ励磁，其接点闭合后，电位通过1YQJ接点→2YQJ接点→3YQJ接点实现1M、2M母线TV二次回路之间并列。TV二次回路之间并列接线如图4所示(以A相为例)。

检查时，重点对图4中所示3YQJ接点进行检查，发现A相并列接点3YQJ一直处于导通状态，其原因待进一步检查。当时为了不影响充电的进度，立即更换了3YQJ继电器插件，回路恢复正常，充电工作继续进行。

(4) 在实验室对3YQJ并列接点进行试验检查。通过对3YQJ继电器施加电压进行冲击试验，测量其相应并列接点通断情况，检查情况如表1所示。

通过试验可知，A相接点在3YQJ继电器通电或断电的条件下均处于导通状态。

(5) 3YQJ并列接点绝缘检查。单独对插件底部与插座接触的铜条处用500 V摇表进行检查。接点绝缘检查情况如表2所示。

表1 3YQJ继电器施加电压冲击试验情况表

表2 3YQJ并列接点绝缘检查情况表

从接点绝缘检查情况看出，3YQJ的A相并列接点确实存在问题。随后试验人员对3YQJ A相并列接点逐个焊锡点进行检查，发现3YQJ继电器下部引出处A相并列接点有被焊锡点短接的现象。最后，通过清理短接的焊锡点，再次进行绝缘检查，绝缘值恢复到无穷大。将插件插回装置进行通断试验，检查结果正常。

从检查结果看，正是由于3YQJ A相的相应接点被短接，使其一直处于导通状态，导致二次电压切换回路不能跟随系统的改变而自动变化。

3 TV二次回路非正常并列的原理分析

通过TV二次侧向不带电的母线充电称为TV二次回路反充电。

3YQJ A相接线如图5所示，由于3YQJ下虚线处将A相接点短路，致使3YQJ接点一直处于导通状态并没有返回，导致1M、2M母线TV二次回路在母联开关2012分开后仍处于非正常并列状态，TV二次回路产生反充电现象。

反充电电流的大小主要取决于电缆电阻及2个电压互感器的漏抗。由于该变电站220 kV侧所使用的电压互感器变比为2 200/1，未带电的2M母线未接地，其阻抗(包括母线电容及绝缘电阻)一般可达1 MΩ，折算到变压器二次侧后，近乎短路。因此，二次回路非正常并列导致的反充电会产生较大的二次电流。该电流经过1ZKK→1YQJ→3YQJ下虚线处A相接点短接线→2YQJ→2ZKK反充到停运的TV2。同时引起了1M、2M母线TV端子箱内二次空开1ZKK和2ZKK跳闸。

4 控制措施

当TV二次回路非正常并列反充电时，将在一次侧产生很高的电压，在二次侧产生很大的电流，轻则导致二次电压空气开关跳开，重则会造成人身和设备损坏事故。针对本次事件，采取以下措施。

(1) 在TV端子箱内装设二次电压空气开关，对自动开关进行分断电流试验，掌握其允许通过的最大分段电流值，合理地选择并更换母线TV以及线路TV的二次自动开关。当出现反充电情况时，确保自动切断反充电回路。

(2) 在TV二次回路设计、安装、验收等工作中要严格按照相关规程接线，不得人为地短接或漏接TV二次设备的触点。

(3) 对设计有TV二次回路并列转换开关的变电站，在验收时应将一、二次控制开关断开，外加试验电压对该回路进行切换检查，保证并列继电器的接点能可靠切换。

(4) 对设计有TV二次回路并列转换开关的变电站，在操作母联间隔的一次设备前，一定要检查TV二次回路并列开关，确保其在断开位置。投入与退出时，必须按照正确的操作步骤进行，不跳项操作。如，投入时必须先合母联开关；退出时先断开转换开关,再断开母联开关。

(5) 运行人员熟悉设备、实施正确的操作步骤是防止TV反充电的关键。在相关操作中,合上或断开某母线隔离开关后，应检查切换继电器动作情况和电压切换箱内指示相应母线运行灯的状态，应与每项操作后的运行工况相对应，把防止TV反充电作为威胁安全运行的一项危险点来分析与预控。

(6) 具有2段及以上电压切换功能的高压母线，若其中一段停用，投入运行时用万用表测量停电母线的TV二次电压应该为0。如果不为0，则意味着TV二次电压已并列，带电母线电压反串。

5 结论

综上所述，对于TV二次电压回路应确保做到配置合理、质量可靠、性能优良、接线正确、维护到位、管理得力，这样才能全面提高TV二次电压回路运行的稳定可靠性。通过上述防范措施，把好验收关，能有效地解决TV电压二次回路存在的现场问题，预防反充电事故的发生，从而提高TV电压二次回路稳定运行水平、保护装置可靠运行水平、电网稳定运行水平、检修人员人身安全保证水平。

1 国家电力调度通信中心．电力系统继电保护实用技术问答[M]．北京：中国电力出版社，1999.

2 国家电力调度通信中心．电力系统继电保护典型事故分析[M].北京：中国电力出版社，2003.

3 吕少军．TV反充电对距离保护的影响[J]．安徽电力，2004(04).

4 唐卓尧．继电保护反事故措施[M]．北京：中国电力出版社，2007.

5 焦邵麟，张智锐．新设备启动过程中的危险点分析及处理对策[J]．广东电力，2009(09).