一起电压互感器二次回路异常事件的原因及对策

赵利权，孟 涛，吕项羽，李德鑫，尹 杭

(1.国网吉林省电力有限公司电力科学研究院，长春 130021; 2.国网长春供电公司，长春 130021)

电压互感器(TV)是连接一次电压回路与二次电压回路的枢纽单元，其对应的二次电压回路异常时往往会导致继电保护装置误动作，扩大事故影响范围，因此，在电厂及变电站的调试过程中需要特别注意TV精度、回路及极性的正确性。

关于电压互感器二次电压回路的设计与检测工作，国内外学者对此进行了大量的研究：文献[1]对电容式电压互感器基本原理进行了详细的介绍，探讨其对应的电路参数与电网谐波电压之间的映射关系，为谐波准确测量提供参考依据；文献[2]对采用V-V接线方式的电压互感器极性反接错误类型进行统计归类，并提供一种通用的判断方法进行判定TV极性正确与否，操作简单实用，但仅局限于35 kV及以下的低电压等级场合；文献[3]从电压互感器的计量精度出发，分析TV二次回路压降问题，通过光-电信号转换原理有效解决了TV的压降问题，提高了TV的计量精度；文献[4-5]建立了TV二次回路一点接地和多点接地的等值电路数学模型性，分别利用电阻法和电流法确定TV的相关接地点，能有效的检查TV二次回路的接地点。以上文献对TV的测量、计量、保护及极性等回路进行展开分析，为TV安全稳定运行提供良好的理论基础。

结合前人研究基础，本文以TV实际事故案例为背景，对TV二次回路的接线方法进行阐述，并对常见的TV二次电压回路异常事故产生的原因及相关措施进行归纳总结，在此基础上，根据某电厂发变组空载实验过程中出现的TV二次回路异常事件进行详细分析。针对此次典型事故，提出4种通用的可行性措施用于TV二次电压回路校验。

1 TV二次回路接线基本原理

以型号为TYD-35～220的220 kV母线电容式电压互感器为研究对象，其对应的二次回路接线情况见图1。由图1可知，该母线TV包含5组电压回路，其中1a-1n (0.2级)为计量回路(接线端子610″)；2a-2n (0.5级)为测量回路(610′)；3a-3n (3P)为保护回路Ⅰ(610Ⅰ)；4a-4n(3P)为保护回路Ⅱ(610Ⅱ)；da-dn (3P)为零序电压回路(L610)。

图1 220 kV母线TV二次回路接线情况

2 TV二次回路异常处理方法

TV二次回路异常主要是指某些原因导致TV二次测量不能正确反映一次系统的运行状态(电压幅值和相位)。常见的TV二次回路异常处理方法见图2。

从图2可知，因为与TV对应的二次回路多点接地或回路之间存在干扰，导致系统二次电压异常，最终造成继电保护装置拒动或误动等异常事故。

3 案例分析

在某电厂1号发变组空载试验(带220 kV母线)时，220 kV母线TV二次电压正相序测量数据见表1，其中三相二次电压单位是V, 相角单位为(°)。从表1可知，保护回路Ⅰ(610Ⅰ)、保护回路Ⅱ(610Ⅱ)、测量回路(610′)测量值大小、相位、相序正确；计量回路(610″)电压大小为零；零序电压回路测量值为57.75 V。

表1 220 kV母线TV二次测量数据

为有效分析该母线TV二次回路出现异常的具体原因，图3中3a给出了该TV本体端子箱的实际接线分布情况，为便于分析，3b为其对应的本体端子标识分布情况。TV二次实际接线为A610″、N600接于1a、1n(即1、2端子)、A610′、N600接于2a、2n(即12、3端子)、A610Ⅰ、N600接于3a、3n(即11、4端子)、A610Ⅱ、N600接于4a、4n(即10、5端子)、L610、L601接于4a、4n(即9、6端子)，B、C相TV二次星形接线四个二次绕组接线与A相TV相同，开三角形接线的B相TV L601、L602接于4a、4n(即9、6端子)，C相TV L602、N600接于4a、4n(即9、6端子)。

图3 TV本体端子接线分布情况

打开220 kV母线A相TV本体接线盒，用万用表电阻档测量1a-1n、2a-2n、3a-3n、4a-4n和da-dn之间开路。由于TV二次电压回路中的N600在TV端子箱内同电位，当TV一次电压正常时，二次电压测量结果与前文所述电压回路异常现象相符，说明从TV本体二次端子引出的二次电压回路接线正确。

修正后TV本体端子标识见图4(端子内数字为笔者标注)，A610″、A610′、A610Ⅰ、A610Ⅱ、L610应从原来所接的1、12、11、10、9端子移到12、11、10、9、8端子。当TV一次电压正常时，二次电压测量数据见表2，即所有二次电压恢复正常。

图4 修正后TV本体端子接线分布情况

出现TV二次电压回路异常的原因主要是因为设备厂家在TV本体接线盒端子标识不清，使人误解为1a-1n应接1、2端子；2a-2n应接12、3端子；3a-3n应接11、4端子；4a-4n应接10、5端子；da-dn应接19、6端子。

表2 修正后220 kV母线TV正相序二次测量数据

为有效避免TV二次电压回路发生异常事件，提出了4种有效的TV二次回路校验方法，具体如下：

a.TV本体二次回路接线前，用万用表电阻档测量1a-1n、2a-2n、3a-3n、4a-4n和da-dn之间是否开路，不开路，才能进行二次接线；

b. TV本体二次回路查线前，用万用表电阻档测量1a-1n、2a-2n、3a-3n、4a-4n和da-dn之间是否开路，不开路，才能进行二次查线，查线的目的不仅仅校验二次接线的正确性，而且，还要保证二次回路的完整性；

c. 采用TV一次加压的试验方法验证电压回路的正确性，该试验方法能够验证TV一次回路和二次本体至端子箱回路的大小、极性、相位、相序的正确性，不能验证TV二次端子箱至各盘柜二次电压回路的相序；如果TV一次电压较高，将无法找到合适的试验电源和试验仪表；

d.利用TV的单体试验，验证TV一次接线的正确性和TV的变比、极性，采用TV二次加压的试验方法验证电压二次回路相位、相序的正确性；不失为避免电压回路异常的一个合理、有效方法。

4 结论

在某电厂1号发变组系统空载试验(带220 kV母线)过程中，由于TV本体接线盒端子标识不清导致的220 kV母线TV二次电压回路异常事故。根据事故现象，从该TV二次电压回路典型接线进行简单分析，探讨了引起此类事故的潜在可能原因及相应措施，最终得出了事故结论，给出了相关防范措施，为发电厂及变电站调试实际工作涉及到TV二次回路异常是提供很好的指导依据。

参考文献：

[1] 冯宇，王晓琪，陈晓明，等．电容式电压互感器电路参数对电网谐波电压测量的影响[J]．中国电机工程学报，2014，34(28)：4968-4975．

[2] 邹静．V-V型电压互感器极性反接错误接线故障[J]．农村电气化，2016，13(10)：31-32．

[3] 王鹏，张贵新，罗承沐．消除电压互感器二次回路压降问题的方法[J]．清华大学学报(自然科学版)，2006，46(4)：457-459．

[4] 李志兴，许志华．电压互感器二次回路接地点的分析[J]．电力自动化设备，2010，30(10)：141-144．

[5] 赵武智，高昌培，林虎．电压互感器二次回路一点接地检查及查找多个接地点方法[J]．电力自动化设备，2010，30(6)：148-150．