10kV电压互感器二次回路检查方法的探讨

聂 堃，蔡东海，陈 剑，刘 磊，支 芸，曹杰勇

（江西省送变电工程有限公司，江西 南昌 330200）

0 引言

随着电网建设的加快，对工程施工技术要求越来越高，由于工程施工及调试人员对二次回路的检查不够细致，导致投运过程不顺利。在新建变电站施工调试阶段，开展10 kV电压互感器二次回路检查工作时，采用更有效、更全面的检查方法，可以大大降低因10 kV电压互感器二次回路问题造成投运阻碍的概率。

1 10 kV电压互感器及其二次回路

1.1 10 kV电压互感器

在变电站中，10 kV侧一般采用环氧树脂浇注式电压互感器（以JDZX19-10G2型号的电压互感器为例），其作用是把高电压按比例关系变换成100 V或更低等级的标准二次电压，供保护、计量、仪表装置使用，使二次设备与一次高压隔离[1]。

表1 JDZX19-10G2型电压互感器参数

如表1所示，电压互感器包括主二次绕组和辅助二次绕组，其中主二次绕组是接成星形，反应一次系统线电压、相电压（相对地电压），一次绕组接入系统相电压时，绕组电压为100/3V，出现端子标志为1a.1n和2a.2n；辅助二次绕组是接成开口三角形，一次系统为中性点非直接接地或经消弧线圈接地时，绕组电压为100/3V，出现端子标志为da.dn。

1.2 10 kV电压互感器的二次回路

图1为典型的10 kV电压互感器二次回路接线原理图，其二次回路主要包含电压互感器绕组部分、空气开关、电压并列装置和小母线。电压互感器绕组包括3个二次绕组，其中2个绕组为星形接线，1个绕组为开口三角形接线。空气开关是一种既能手动也能自动保护二次回路的电器元件。电压并列装置的作用是将Ⅰ、Ⅱ母二次电压回路并列使用。小母线的作用是汇集和分配电压[2]。

图1 典型的10 kV电压互感器二次回路接线原理图

1）计量绕组经分相空气开关1（3）ZKKa、1（3）ZKKb、1（3）ZKKc，电压互感器手车位置辅助接点的重动继电器1（2）PTJ接点送至二次电压小母线1（2）YMaJ、1（2）YMbJ、1（2）YMcJ及YMN，这类小母线供计量设备使用。

2）保护测量绕组经分相空气开关2（4）ZKKa、2（4）ZKKb、2（4）ZKKc，电压互感器手车位置辅助接点的重动继电器1（2）PTJ接点送至二次电压小母线1（2）YMa、1（2）YMb、1（2）YMc及YMN，这类小母线供保护及测控装置使用。

3）开口三角绕组一端直接连到小母线YMN上，另一端经继电器1（2）PTJ接点连接到小母线1（2）YML上，供需要零序电压的保护装置使用。ZJ7（8）监测器的作用是检查开口三角电压的极性。

4）电压并列装置中的BLJ继电器是Ⅰ、Ⅱ母电压互感器二次回路联络的并列继电器，当Ⅰ、Ⅱ母电压互感器二次回路需要并列并符合并列条件时，该继电器动作，图1中的BLJ辅助节点闭合，实现Ⅰ、Ⅱ母电压并列。电压互感器二次回路的并列既可以手动，也可以自动[3]。

2 10 kV电压互感器二次回路检查方法

2.1 传统对线检查

图2为传统二次回路接线检查方法。电试灯是用两节1.5 V干电池和一个小灯泡串联制作而成的。

图2 传统电试灯对线示意图

首先确保所需检查的二次回路处于无电状态，然后将所需检查的二次线两端从端子排处拆除，两人分别到线两端，一人利用电试灯的正极点接被测线一端，电试灯的负极可靠夹在接地铜排上，另一人利用电试灯的负极点接被测线另一端，电试灯的正极可靠夹在接地铜排上，如果两侧灯泡均点亮，然后，一个保持不动，另一人松开被测线处电试灯，再点接，灯泡灭然后又亮，则说明被测线正确，然后接入原端子排处。

在10 kV电压互感器本体二次接线处，拆除1a、2a、da二次接线，避免二次反充电，然后用电试灯的正极接1a，负极接1n，然后在端子排处用数字万用表测量1a-1n之间的电压是否约为+3 V，其他绕组采用同样方法，验证电压互感器本体至电压互感器柜内端子排处二次回路接线的正确性。

2.2 二次通压检查

在二次回路中加入电压即为二次通压。继电保护测试仪是一种可输出4路0~120 V交流电压的设备。

1）将10 kV电压互感器柜内二次空开开关断开，防止二次电压反送电至10 kV一次侧。

2）在二次空气开关断开后通过继电保护测试仪在二次端子排处加入三相对称57.7 V电压，单组和多组电压互感器（保护测量/计量/开口三角）的绕组可并联加压，在每个10 kV线路、电容器、电抗器、主变低压侧开关柜内的端子排处用数字万用表测量电压幅值、相序和相位等参数，同时在保护测控装置中观察电压幅值、相序是否正确，全面验证保护测控柜至10 kV电压互感器柜之间二次回路的正确性。

3）电压并列装置一般装设在10 kV电压互感器柜，通过电压并列装置中的并列继电器将Ⅰ母（保护测量/计量/开口三角）绕组电压与Ⅱ母（保护测量/计量/开口三角）绕组电压进行并列，利用继电保护测试仪在Ⅰ母电压端子排处加入三相对称57.7 V电压，然后经过并列继电器辅助接点，测量Ⅱ母电压幅值、相序和相位等参数，验证并列装置中的并列继电器是否正确动作以及并列二次回路的正确性。

2.3 一次通压检查

在电压互感器一次侧加入电压即为一次通压。以下介绍两种不同方式提供交流电压做一次通压检查。

2.3.1 继电保护测试仪通压

利用继电保护测试仪输出电压，在10 kV电压互感器一次侧的铜排上可加入0 V至120 V的电压，二次相电压幅值为0 V至1.2 V，检查记录如表2。

图3为常规三绕组电压互感器的接线方式，其变比是10/3/0.1/3/0.1/3。

图3 常规三绕组电压互感器接线示意图

1）在电压互感器一次侧的铜排上加入一组100 V的正序电压，即UA=100∠0°V、UB=100∠-120°V、UC=100∠120 °V，二次相电压应为Ua=1∠0 °V、Ub=1∠-120°V、Uc=1∠120°V，开口三角电压应为0 V，则说明变比正确；将一次线圈的N和二次绕组的N短接，再用数字万用表测量一次和二次线圈之间的电压，应为UAa=99∠0°V、UBb=99∠-120°V、UCc=99∠120°V，则说明主二次绕组的极性正确。

2）在电压互感器一次侧的铜排上加入一组100 V的零序电压，即UA=100∠0 °V、UB=100∠0 °V、UC=100∠ °V，二次相电压应为Ua=1∠0 °V、Ub=1∠0 °V、Uc=1∠0 °V，开口三角电压应为Uln=100÷10/3/0.1/3×3=3≈1.732 V，将一次线圈的N和二次绕组的N短接，再用数字万用表测量一次和二次线圈之间的电压，应为UAa=99∠0 °V、UBb=99∠0 °V、UCc=99∠0 °V、UA对Ul的电压差为100-3≈98.268 V，则说明辅助二次绕组的极性和接线正确。

3）在电压互感器一次侧的铜排上加入一组UA=50∠0 °V、UB=80∠-120 °V、UC=110∠120 °V的电压，通过整个二次回路，在出线、电容器、电抗器、主变低压侧的保护、测控和计量装置查看二次电压，应为：Ua=0.5∠0 °V、Ub=0.8∠-120 °V、Uc=1.1∠120°V。

表2 常规三绕组电压互感器二次回路检查表

2.3.2 380 V交流电源通压

保证安全措施到位的前提下，通过四芯的二次电缆将站内380 V（三相正序相电压220 V）的交流电源[4]经过分相空气开关后可靠接至10 kV电压互感器一次侧的铜排上，只合上A相空气开关，检查与A相有关的二次回路，同样的方法检查与B相和C相有关的二次回路。主二次绕组的相电压理论值为2.2 V，辅助二次绕组的相电压理论值为2.2×3≈3.8 V，数字万用表可精确测量。

2.3.3 比较分析

表3为两种电源方式分析表，通过比较后发现，采用继电保护测试仪进行一次通压的优点1是不需要增加电缆和空气开关，只需将继电保护测试仪放置在电压互感器本体就近处试验；优点2是三相交流电压幅值和角度可按需变化，同时加入三相不同的电压。采用380 V交流电源进行检查的优点是二次值数值更大，便于观察。

表3 两种电源方式分析表

3 综合分析

表3为综合分析传统对线、二次通压和一次通压三种方法的可高效检查部分和不可高效检查部分。

1）采用传统对线的方法可以验证10 kV电压互感器二次回路的相关电缆的正确性，但无法高效检查整个二次回路中二次接线的正确性以及端子排、连片及螺丝等元器件的可靠性。

2）采用二次通压的方法可以验证10 kV电压互感器二次回路的相关接线的正确性以及端子排、连片及螺丝等元器件的可靠性。但无法验证电压互感器一二次极性和开口三角回路本体处二次接线的正确性。

3）采用一次通压的方法可以验证10 kV电压互感器整个二次回路的正确性，包括二次接线以及端子排、连片及螺丝等器件的可靠性，还有电压互感器一二次极性和开口三角回路本体处二次接线的正确性。

表3 综合分析表

4 结语

在10 kV电压互感器二次回路检查中，为确保整个二次回路中相关电缆、相关接线的正确性，端子排、连片和螺丝等元器件的可靠性，以及电压互感器一二次极性的正确性，往往依靠单一的检查方法并不能快速判断完整的二次回路的正确性，需结合多种检查方法进行综合检查。联合应用传统对线、二次通压和一次通压这三种检查方法可以大大降低10 kV电压互感器二次回路故障的概率，提高二次及继电保护人员的工作效率，值得在10 kV电压互感器二次回路检查工作中推广。

参考文献：

[1]林用剑.浅谈电压互感器在电力系统的应用[J].科技创新导报，2010，（06）∶109-110.

[2]国家电力调度通信中心.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.

[3]周武仲.继电保护自动装置及二次回路应用基础[M].北京:中国电力出版社，2012.

[4]吴炳晨.继电保护方向和CT/PT极性静态通电试验方法[J].核动力工程，2014，35（S1）∶59-63.