电压互感器二次回路多点接地分析

王献志;张兵海;栗会峰;李铁成

【摘 要】介绍电压互感器多点接地的危害,分析电压互感器二次回路的接地方式及存在的问题,总结电压互感器多点接地的查找方法,提出有针对性的防范措施,以保证继电保护及安全自动装置的可靠稳定运行. 【期刊名称】《河北电力技术》 【年(卷),期】2016(035)006 【总页数】3页(P5-7)

【关键词】电压互感器;多点接地;继电保护;二次回路 【作 者】王献志;张兵海;栗会峰;李铁成

【作者单位】河北省电力公司电力科学研究院,石家庄 050021;河北省电力公司电力科学研究院,石家庄 050021;河北省电力公司电力科学研究院,石家庄 050021;河北省电力公司电力科学研究院,石家庄 050021 【正文语种】中 文 【中图分类】TM451

电压互感器是电力系统重要的电气设备。为确保在电力系统故障时将一次电压准确传变至二次侧，同时为防止电压互感器一、二次绝缘击穿，高电压穿入二次侧，造成人身伤害和设备损坏，电压互感器必须有接地点。然而，在实际运行中，由于设计、施工、改造及二次设备老化、绝缘击穿等原因，均可能造成电压互感器二次回路出现两(多)点接地。在系统发生接地故障时，由于参考点电位的影响，会造成保

护装置感受到的二次电压与实际故障电压不对应。从而导致保护装置不正确动作给电力系统安全生产带来重要危害[1]。根据河北省南部电网电压互感器二次回路接地排查情况，介绍几种接地点查找方式，并总结接地方式和防范措施。 假设在电压二次回路存在2个接地点，当两者之间距离较远，两接地点所在接地网的电位是不同的，尤其当变电站、线路出口发生接地故障或遭受雷击时，接地网将流过较大的电流，2个接地点之间将产生较高电位差。实际流入保护装置的电压为电压互感器二次实际电压叠加这个差压，这种经过相量叠加后的电压已不能正常反映一次电压幅值和相位，必然破坏保护的正常工作状态，可能导致严重后果。如果电压达到保护定值而又未有效闭锁，此时一些反映电压量的保护将可能发生误动，如过激磁、距离保护、匝间保护等；由于自产零序电压方向发生偏移致使零序功率方向误判，导致方向保护误动，如纵联零序方向保护。由此可见电压互感器二次回路若存在多点接地，对继电保护的危害最大，严重干扰保护的动作行为[2]。 为加强对变电站、各直调电厂继电保护设备安全运行的管控，检查国家电网公司十电网重大反事故措施(简称“反措”)执行情况，河北电力调度控制中心于迎峰度夏期间对220 kV及以上的变电站、直调电厂开展TV二次回路的专项检查。发现有些厂站电压互感器虽然为一点接地，但由于对反措要求理解有些偏差，场站电压互感器二次回路的接地方式仍有待改正。

反措中规定公用电压互感器的二次回路只允许在控制室内有一点接地,的、与其他电压互感器的二次回路没有电气联系的二次回路应在开关场一点接地[3]。对于变电站中各电压互感器，其二次绕组之间到底有无电的联系，值得讨论。由于数字式继电保护和计算机监控变电站中的普遍应用，不同TV二次绕组电压输入微机保护装置和计算机监控的测控单元将时，首先接至交流插件，通过不同的小变压器进行电磁隔离后，再进一步完成滤波、A/D转换等环节。可见不同互感器二次绕组的电压回路接入同一保护装置时不存在电的联系。而且DL/T 478-2001《静态

继电保护和安全自动装置通用技术条件》也明确规定了“装置的所有外接端子不允许同装置内部弱电回路有电气联系”，一般而言任何两组互感器的二次绕组之间并不存在电的联系。

对于双母线接线的母线电压互感器，由于两组互感器需考虑同期并列切换要求，工程设计中为简化二次接线，常将两组互感器二次绕组的N600连接成一点，并在主控室或保护小间的保护屏屏顶形成N600小母线，或在电压并列屏将N600在端子排用连片联通。相应各线路出线的电压互感器二次绕组中性点均接至该小母线或端子排。显然，在这种情况下，N600应在主控室或保护小室实现一点接地。对于1台半断路器接线的线路三相电压互感器和母线单相电压互感器，其二次绕组之间即无电路联系，亦无必要在主控室或保护小室形成N600小母线，因此按 反措的有关规定，即可在开关场端子箱一点接地。对于变电站不同电压等级的电压互感器，其二次绕组之间不应有电路联系，应该分别接地。尤其注意不要在主变压器保护屏、公用测控屏人为的将N600并接在一起。

电压法查找接地点的理论依据是：在电压互感器二次回路只有一点接地情况下，各保护屏或端子箱内保护用电压回路中N600对地的电压值与离开接地点的距离成正比。离接地点越远，屏内N600对地电压越大，离接地点越近，屏内N600对地电压越小。当屏内N600对地电压只有0或几毫伏时，则可判断出该屏存在接地现象。利用电压法进行接地点查找，原理简单，且不需要额外接线，但在实际查找的过程中，需要对各屏及端子箱进行逐一排查，工作地点多，工作量大[5]。 如图1所示，信号发生器在A点注入一个标准的直流电流信号，标准的电流信号与地构成回路。当TV二次回路N600网络只有一点接地时，注入的标准电流信号只构成一个回路，标准电流信号大小与检测器检测已知接地点电流一致。 当TV二次回路N600网络有多点接地时，注入的标准电流信号构成多个回路，标准电流信号就形成分流，此时标准电流信号与检测器已知接地点B电流大小不一

致，从而可以判断TV二次回路N600网络存在两点上接地点。判断出TV二次回路N600网络存在两点及以上接地点后，在控制室并列N600各支路用检测器检测各支路电流，测试有电流则表示该支路有接地点。该方法在不停电情况下，为查找电压互感器二次回路两(多)点接地提供了有效、便捷手段[5]。

根据检查情况发现产生多点接地的原因，多为基建和改造的过程中没有严格按照反措要求进行施工和验收所导致，其中涉及图纸设计、基建改造、质检验收、日常维护等多方面因素。因此有必要在不同环节采取相应措施进行全方位、全过程治理和监督。以杜绝因电压互感器二次回路接地问题而引起的故障。

a.工程设计图纸上必须注明TV接地点位置；施工过程中严格按照图纸施工，施工人员对回路存在任何疑问应及时与设计人员联系，及时解决问题。

b.特别强调TV二次回路接地的技术要求，对于基建、改造、大修的变电站，要在投运前由施工技术人员进行TV二次回路接线和绝缘检查，并填写记录，以发现实际可能存在的多点接地。对于改造、大修的部分在施工前还应查清已有接地点的具体位置。

a.维护人员要充分利用保护校验，设备停电等时机，定期进行二次回路接地和绝缘检查，对不满足要求的，及时进行整改，排除设备运行中的隐患。在开关场将电压互感器二次绕组中性点经放电间隙或氧化锌阀片接地的，应定期检查放电间隙或氧化锌阀片是否被击穿，防止造成TV二次回路多点接地的现象。

b.工作中可能涉及相关回路变更的，要注意核实回路接地点的实际位置，并保证其符合要求。对电压互感器二次绕组圈数及各圈实际投入情况、回路接地点的实际位置建立台账。

鉴于电压互感器多点接地的危害，在河北南网利用叠加直流信号的检测方法开展了二次回路接地排查和整改工作。针对图纸设计、基建改造、质检验收、日常维护等

各环节制定了防止电压互感器二次回路多点接地的有效措施，保证了继电保护及安全自动装置可靠稳定运行。