浅析电压互感器停役或断线对电网运行的影响

相里碧玉

摘 要：电压互感器作为电网电压监测的重要元件，其运行状况的好坏直接影响着电网的安全可靠运行，但是在实际运行中，电压互感器的损坏、检修等情况不可避免，这就要求我们做好电压互感器停役的应对措施。文章分析了电压互感器停役或断线对电网造成的各种影响，并提出相应的应对措施，以保证电网的正常运行。

关键词：电压互感器停役；断线；电压监测；安全运行

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）27-0092-01

电压互感器是一种仪用变压器，以变换电压为目的，将高的强电压转换成几十伏到一百伏的弱电压，用来监测电网电压，并为相关仪表、保护及自动控制装置提供电压采样值，如果因为损坏、检修等情况停役，必须做好相关安全措施，否则可能造成相关保护及自动控制装置的误动或拒动，影响电网的安全运行。

本文详细分析了电压互感器停役或断线对电网造成的各种影响，并提出不同情况下适用的应对措施，及其应用过程中的注意事项，以保证电网的正常运行。

1 电压互感器停役或断线对保护的影响

电压互感器作为电压采集的唯一元件，其停役或断线对于以电压作为比较量或运算量的低电压保护、过电压保护、距离保护、带方向保护、带复合电压闭锁的保护以及低压低频减载、重合闸、备自投等都会产生较大的影响，如电容器低电压保护因电压比较量缺失，要通过电容器有流闭锁以防误动；过电压保护因电压比较量缺失，当发生故障时，保护拒动；低频减载具有低电压闭锁功能，当采集的电压量为零时，无论是否发生频率降低，低电压将闭锁低频减载，影响电网运行的稳定性；重合闸无法实现检同期、检无压方式，当线路两侧均有电源时，重合闸需退出运行，降低了电网的供电可靠性；备自投一般经母线无压、进线无流启动，若电压互感器停役或断线，母线无压条件满足，而进线无流整定值稍微偏大或测量有误差，将造成备自投误动，切除无故障的正常工作进线，备投至备用进线等。以下是对距离保护、带方向保护、带复压闭锁保护的详细分析。

1.1 对距离保护的影响

距离保护是利用短路发生时电压、电流同时变化的特征，用测量电压与电流的比值反应故障点到保护安装处的距离，即：Zm=Um/Im。如果电压互感器停役或断线，

Um=0，Zm=0/Im=0

则Zm≤Zd，距离保护动作。

由此，在电压互感器停役或断线时，距离保护应退出运行。但电压互感器断线通常是突然发生的，手动退出距离保护来不及，于是各保护厂家会在距离保护逻辑回路中增加电压互感器断线闭锁距离保护出口功能。

1.2 对带方向闭锁保护的影响

在电网运行中，为了尽可能缩小故障情况下电网的停电范围，实现继电保护选择性的要求，电流保护或零序过流保护需要带方向才能满足上下级的配合要求。而这些保护是通过电压与电流的相位比较来区分正、反方向的故障。

以零序过流保护为例，比较零序电压、零序电流的相位，正方向短路时，零序电压超前零序电流的角度为：

反方向短路时，零序电压超前零序电流的角度为：

如果电压互感器停役或断线，将导致保护的方向元件消失，为防止保护失去配合，带方向的保护将退出运行。

1.3 对带复压闭锁保护的影响

复合电压由相间低电压和负序电压构成，是用于防止过流、母差失灵等保护误动的闭锁元件。当电网中存在负荷快速转移、大电动机启动等情况时，流经主变或线路的电流增大，甚至超过过流保护整定值，但是此时并非有短路故障发生，电网电压不会存在较大幅度降低，或出现负序电压，基于这一特点，需投入复合电压闭锁功能以防止无故障设备过流保护动作。显然电压互感器停役或断线，复合电压失去采样，无法起到闭锁功能。

2 电压互感器停役或断线的应对措施及其注意事项

2.1 保护装置逻辑判别

目前，为了防止电压互感器停役或断线引起保护误动，各个保护厂家都在保护装置中增加了电压互感器（PT）断线判别功能，以求短时间闭锁或退出相关保护。如：RCS-9681C主变后备保护在正序电压U1小于30 V，而任一相电流大于0.06 In，或负序电压大于8 V时，延时10 s报母线PT断线；RCS-943TMV高压线路保护三相电压和大于8 V，保护不启动，延时1.25 s发PT断线异常信号，或正序电压小于33 V时，当任一相有流元件动作或TWJ不动作时，延时1.25 s发PT断线异常信号；PSL-621U高压线路保护负序电压大于8 V或最大相电压小于30 V，且任一相电流大于0.02倍额定电流，延时100 ms报PT断线；SG-B750母线保护母线自产零序电压大于8 V或三相电压幅之和，延时10 s报该母线PT断线；CSC-161/162/163高压线路保护三相电压和不为零，（有效值），用于检测一相或两相断线，三相电压均小于8 V，且任一相电流大于0.04 In或者断路器在合位（检TWJ跳闸位置开入），用于检测三相失压，确认1S后，报“TV断线告警”或“TV三相失压”等。但是如果电压互感器较长时间无法恢复，仅仅依靠保护装置自身功能是无法满足运行要求的。

2.2 运行方式安排

为了满足电压互感器长时间停役的运行要求，需要结合电网一二次运行方式进行考虑。

①当变电站为双母线或单母线分段设计时，其中一段母线电压互感器停役，可以合上母联或母分开关，相关保护采用另一段母线电压互感器。但此时应注意，在停役电压互感器未恢复正常运行前，应避免保护跳开或手动分断母联或母分开关。这是因为母联或母分断开瞬间，负荷会重新分配，供电线路上的负荷会发生突变，从而启动保护装置开始故障计算。这时对于失去电压互感器的线路保护，虽然具备电压互感器断线闭锁功能，但是电压互感器断线判别需要一定的延时，当电压互感器断线判别与故障计算同时进行时，电压互感器断线判别结果来不及闭锁保护出口，从而保护误动跳闸。

②对于电网末端的变电站，当母线电压互感器停役时，为防止进线保护失去电压互感器而误动，应考虑将变电站所带小电源停役，将变电站转化为纯负荷供电，这样可以退出变电站进线保护，保证变电站正常供电。

③电压互感器停役时，变压器复压过流保护一般失去复压，转变为纯过流保护，如果变电站存在两台主变并列运行，且两台主变负荷之和大于任意一台主变过流保护定值时，两台主变应分裂运行。

④电压互感器停役，导致复压元件消失期间，应避免大型电动机启动。

3 结 语

总而言之，电压互感器停役，对电网运行影响较大，无论是运行方式安排或保护的调整，都要进行周密布置。本文提出的相关措施，在电压互感器停役期间，能有效保证电网的安全运行。

参考文献：

[1] ZL_DYBH0305.0712，RCS-9000系列C型保护测控装置变压器保护部分技术和使用说明书[S].

[2] ZL_XLBH0215.1107，RCS-943TMV超高压线路成套保护装置技术和使用说明书[S].