浅谈电压互感器二次回路断线对保护与计量的影响及应对

吴占贵

【摘 要】电压互感器二次回路断线的判据及其影响有多种，本文对此展开讨论，并针对电压二次回路断线对保护、计量装置的正常运行的影响提出几点预防措施。

【关键词】电压互感器；二次回路断线；保护；计量；影响

引言

电压互感器二次回路断线发生在保护回路时，可能会使保护装置退出部分保护功能，或有可能造成保护装置的误动，也有可能使主变后备保护和母差保护开放；当发生在计量回路时，计量电压消失使计量表断相，可能会造成电量损失。因此，发生电压二次回路断线时，必须及时找出原因并尽快恢复正常运行。

1.常见的电压互感器二次回路

电压互感器二次回路根据母线的不同运行方式亦有几种不同的接线方式，对于单母线接线，二次电压从PT根部接线到保护装置的回路包括电压重动和切换回路，即二次电压首先经过电压互感器刀闸位置重动，重动后的母线电压再通过各间隔与母线相连的刀闸机构辅助接点进行切换，切换后电压再送至线路、主变等与母线相连的设备的二次保护装置。对于双母接线或双母单分段或旁兼母等接线方式，二次电压回路还包括电压并列回路，二次电压并列指I、II段母线在运行状态，一次设备并列运行，其中一组电压互感器停运，需将二次电压并列运行，一般通过串接母联开关及其刀闸的节点来实现。

2.电压互感器二次回路断线的判据

当前电网运行的微机保护装置中电压互感器二次电压断线闭锁原理大致相同。一般有几种判据构成：

2.1判据一

当Ua+Ub+Uc>8V，且启动元件不启动，延时1.25s发。本判据用以判别TV二次的一相和两相断线。即利用TV二次侧三相电压的向量和大于8V来检测电压互感器二次回路发生不对称断线。

2.2判据二

当使用母线电压互感器时，满足，Ua+Ub+Uc<8V，U1<30V，且启动元件不启动，延时1.25s发TV二次回路异常信号并闭锁保护。

2.3判据三

当使用线路电压互感器时，除满足Ua+Ub+Uc<8V，U1<30V，且启动元件不启动几个条件外，再加上满足任意一相有电流或者跳闸位置不动作的条件，延时1.25s发TV二次回路异常信号并闭锁保护.当电压二次回路恢复正常经10s延时，装置自动恢复正常运行，解除对保护的闭锁。

3.判断电压互感器二次回路断线原因的方法

由于电压互感器二次回路异常，导致加到保护装置上的电压下降，甚至降为零，通常把这种情况称作交流失压。电压互感器二次回路异常主要指电压互感器二次回路断线。电压互感器二次回路接的负载很多，连在母线上的各个连接元件的保护装置，例如线路保护、变压器或发变组保护，母差保护，各种测量仪表等均是该母线上的二次负载。因此电压互感器二次回路断线时很容易发生的。引起电压互感器二次断线一般归类为两种原因，一是由于电压互感器二次回路的快速开关跳开或熔断器熔断；另外一种情况是在装置后端子上或屏上端子由于接触不良造成的断线。

目前电网上应用的保护装置、计量表计功能全面，大部分装置在二次电压断线的情况下能及时发出报警信号并自动闭锁与电压有关的保护功能，此时一次设备的保护仅仅依赖于电流有关的保护，存在保护死区，设备不能长期维持此状态，应尽快消除这类缺陷。

当某变电站双母接线形式的110kV母线有一组电压互感器在正常运行时发“PT二次断线”告警信号时应检查保护室PT测控柜处电压切换箱的输入电压和输出电压是否正常，PT刀闸的位置信号是否和现场一致，主要查看切换箱面板上显示的“I母电压”“II母电压”信号等是否正常，同时检查PT切换箱旁边的PT并列把手是否在正常位置。如果相应的PT刀闸位置信号没有正确显示，则初步判断母线电压互感器失压的原因是相应刀闸位置的常开节点没有开入切换箱内，导致二次失压；在电压切换箱所在屏后面端子排处测量相应的切换前母线电压和相关的刀闸位置，如果切换前电压正常，但刀闸位置不正常，可以断定之前的推论是正确的。当发现切换前电压不正常但刀闸位置是和实际相符时，应该到PT端子箱处检查电压是否正常。

4. TV断线对保护的影响：

4.1三卷变的主变保护装置

首先，任何一侧TV断线都有可能导致配置且投入运行的复压闭锁方向过流保护的复压开放（在本侧和其他侧复压闭锁元件在投入状态时），其结果会使发生区外故障时，复压闭锁方向过流保护可能误动，扩大事故范围；其次，对于零序方向过流保护的电压方向元件采用自产3U0的主变保护来说，TV断线时，在发生故障时，也会影响零序方向过流保护的正确动作，造成主变误动或拒动。

4.2 110kV及以上电压等级的线路保护

首先，TV断线可能会导致相关的阻抗继电器的测量阻抗与实际不符，误入阻抗继电器的动作范围内，在区外故障或正常运行期间系统扰动时使启动元件启动时引起距离保护误动；其次，对于零序电压采用自产3U0的零序方向继电器在电压二次断线期间在发生区外故障时可能造成纵联零序电流保护误动；再次，零序电流方向保护也会受到不同程度的影响。

4.3线路重合闸

对于南自、许继、四方等继电保护厂家的线路保护来说，大部分线路保护装置在TV二次发生断线时都会使重合闸放电，使重合闸功能失灵，尤其是在单相重合闸方式下发生单相瞬时性故障时，不能单跳单重，及时恢复供电，还有可能造成线路非全相运行（在沟通三跳回路异常或功能不全时），给地区电网的安全可靠运行造成威胁。

4.4母差保护、失灵保护

TV断线时无疑会使相应的母线或失灵元件电压闭锁元件开放，使母差及失灵保护失去了第一道防线，在人员误碰或母差及失灵保护的元件损坏或受到外部干扰时误动出口，导致无故障母线上的元件误跳闸，造成电网的大面积停电。

4.5电容器保护

在TV断线时可能会造成正常运行的电容器保护突然跳闸（在电容器低电压保护中无有流闭锁的判据时），可能会导致局部电网的电压降低，影响用户的用电质量。

4.6进线备自投装置

工作电源的TV断线时，可能会导致备自投装置在无故障情况下误动（在备自投装置动作条件不判工作电源有流闭锁的情况下），备用电源的TV断线会使备自投装置放电，使备自投装置处于非正常工作状态，当工作电源发生永久性故障时，备用电源不能自动投入运行，造成全所失压，发生大面积停电事故。

5. TV断线时应采取的预防措施：

在发生TV断线时为防止保护误动保护装置本身采取两个措施，一个靠电流启动元件，另一个靠电压断线闭锁来闭锁保护，运维人员还应采取如下措施：

5.1退出线路距离保护及其他相关保护压板

首先退出接入该电压互感器的所有距离保护压板，防止区外故障时误动，如果此时出现直流接地时，在距离保护压板未断开前，不允许拉合直流电源来查找直流接地点；然后查找失压原因并使电压互感器二次恢复正常，在确保电压互感器二次恢复正常，并经电压表测量各相电压正常后，才允许解除距离保护的闭锁，按规定程序投入各套被停用的距离保护压板。

5.2检查接入该电压互感器的线路的重合闸方式，将这些间隔的重合闸方式均置为停用状态，对单重方式的线路保护还应确保沟通三跳回路正常，待电压恢复正常后再将各间隔的重合闸方式恢复原状。

5.3对于进线备自投装置的工作电源电压断线或消失时，应立即检查线路电压的空开或保险是否正常，如果断定工作电源的抽取电压装置或带电显示器故障，应立即联系厂家维修。如果是备用电源的电压消失时应通知运行人员改变运行方式，将备用电源投入运行作为工作电源，而将工作电源当作备用电源，使备自投装置充电正常。

5.4在装设有母差保护和失灵保护的双母线接线形式的变电站，当TV断线是由电压互感器一次设备本身故障引起时，当故障的电压互感器需要退出时不允许母线维持正常运行方式且仅将电压互感器二次并列运行，应将母线倒为单母线方式或将母联断路器闭锁，而不能简单的将电压互感器二次并列。因为如果一次母线为双母线方式且母联断路器能够正常跳开，使用单组电压互感器且电压互感器二次并列运行时，当无电压互感器母线上的线路故障且断路器失灵时，失灵保护将断开母联断路器，此时，非故障母线上的电压恢复，尽管故障元件依然还在母线上，但由于复合电压闭锁的作用，将可能使得失灵保护无法动作出口。

6 .结论

电压互感器二次回路断线是电网运行中经常发生的异常现象，虽然随着继电保护及其自动装置的性能和保护原理的不断发展，它对电网中二次设备的正常运行影响越来越小，但是完全消除这种现象还没有更合适的方法，只能做好设备的全面维护及总结经验、及时消除缺陷，保证二次设备安全可靠运行。

参考文献：

[1] 罗士萍.微机保护实现原理及装置 中国电力出版社，2001

[2] 张保会、尹项根.电力系统继电保护 中国电力出版社，2005

[3] 毛锦庆.电力系统继电保护实用技术问答 中国电力出版社，2005

[4] 江苏省电力公司.电力系统继电保护原理与实用技术 中国电力出版社 2006