电压互感器二次回路反充电探讨

电压互感器二次回路反充电探讨

崔广泉焦通孙一宁李昊杨默涵

崔广泉焦通孙一宁李昊杨默涵

（国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院辽宁沈阳110000）

摘要；针对电压互感器二次电压反充电，有系统接线，设备，运行人员操作，维护人员试验方法等诸方面的原因，例举了两个实例，充分认识到二次电压反充电的危害，现场工作中，一定要严格执行规程，理解规程要求的重要性，掌握正确的试验方法，切实对现场的安全起到把关作用。

关键词；电压互感器；二次回路；反充电

引言

220kV变电站多为双母线接线方式，为保证各间隔保护、测量、计量等设备所采集的二次电压与一次相对应，必须设置电压切换回路。另外，在某段母线电压互感器（PT）停运检修而母线不停运时，还可通过电压并列回路来保证该段母线所接设备继续正常运行。但电压互感器二次切换、并列回路在运行过程中可能会由于某种原因导致电压互感器二次对一次回路反充电，从而造成事故的发生。

1电压互感器二次回路接线

目前，220kV变电站的220kV侧大多选用四绕组母线电压互感器，两个主二次绕组接成星形，一个供测量仪表和继电保护回路用，一个供计量表计用，剩余电压绕组接成开口三角形供接地保护用。电压互感器二次接线如图1所示。

2防止反充电的原因

2.1某变电站一次接线为双母线带旁路

2016年12月，由于一、二次设备有工作，运行方式为单母线运行，当保护工作完毕，恢复一次正常运行方式时，首先投入停运母线PT一次隔离开关，然后运行人员投入PT二次保险，此时，发生了运行PT向停运PT反充电事故，运行PT二次保险当即熔断，全站保护装置失压。事故在现场测量发现停运PT二次保险下端口有电压，怀疑线路保护操作箱电压切换件处于不正常状态，发生PT二次并列。本线路保护操作箱为南瑞生产的CZX-12A操作箱，经检查分析，由于隔离开关辅助接点接触不良，造成YQJ继电器不能复归，其中电压切换件Ⅰ母YQJ和Ⅱ母YQJ为带保持圈和复归圈的继电器，在一次隔离开关都未合入时，两组YQJ均停留在保持状态，从而两组母线PT通过电压切换件实现了二次并列，进而发生了上述PT反充电事故。

2.2某变电站10kV系统为单母线分段

2016年8月，由于雷击造成单相接地及10kVⅠ段母线压变一相高压熔丝熔断，运行人员按正常操作：母线电压二次回路并列，Ⅰ段母线压变由运行改停运准备换高压熔丝。运行人员拉出隔离手车，取下PT二次保险，但PT高压侧验电发现有电，发生了运行的Ⅱ母PT向停运的Ⅰ母PT反充电事故，所幸运行人员按规程操作，避免了一起人身触电事故。

3电压互感器二次回路的切换、并列原理

3.1电压互感器二次回路的切换

双母线接线Ⅰ母或Ⅱ母的二次电压需要经过电压切换回路的选择切换以后才能到达保护、测量、计量装置等回路与一次侧母线相对应。以计量回路为例，回路中的切换触点分别为切换继电器ZJ的触点，切换继电器由该出线间隔相应的母线隔离开关1G、2G辅助触点控制。电压切换回路能够保证出线间隔的二次保护、测量和计量回路所得到的母线二次电压与一次系统始终保持一致，其原理如图2所示。

一次侧两条母线间的母联断路器必定是在合闸状态，两条母线处于并列运行。此时，ZJ1、ZJ5、ZJ6、ZJ10常开触点会同时闭合，会有切换继电器同时动作信号产生，交流电压A630ⅡJ→1D1→ZJ1－1→ZJ6－2→1D28→A640ⅡJ，两段母线电压二次侧将存在并列现象。此时，严禁断开母联断路器，防止反充电。

3.2电压互感器二次回路的并列

双母线接线中一台电压互感器因故检修或停运时，为了保证电压互感器停运母线上各间隔保护、测量、计量等设备能够正常运行，需设计电压互感器二次并列回路。电压互感器二次并列的条件是母联断路器在合闸位置，且其两侧的隔离开关也在合闸位置，即一次设备两条母线均处于同一电源点时，其二次回路才允许并列。电压互感器并列切换直流回路如图3所示。电压互感器并列切换交流回路如图4所示。

4事故分析

4.1现场情况

事故当天，摩云变110kV南北母运行正常，后台无异常信号，110kVⅡ摩曼一新建间隔送电试运行。依据送电方案，需要预先腾空摩110kV北母。在110kV北母各间隔热倒至110kV南母后，现场均正常。在断开摩110开关后，后台报110kV北母保护电压失压动作、110kV北母测量电压失压动作、110kV北母计量电压失压动作、110kV南母计量电压失压动作。现场查看，110kV南母、110kV北母计量电压空气断路器均跳闸。

4.2原因分析

在断开摩110开关后，摩110kV北母处于停电状态，报110kV北母保护电压失压动作、110kV北母测量电压失压动作、110kV北母计量电压失压动作属于正常信号，但此现象绝不会导致110kV北母计量电压空气断路器跳闸，同时伴随信号有110kV南母计量电压失压动作，110kV南母计量电压空气断路器跳闸。南北母计量电压空气断路器同时跳闸是典型的计量电压回路反充电现象。现场检查电压并列柜，无并列信号，并且110kV南母保护、测量电压回路均正常。若是由于并列回路引起，则势必导致110kV南母保护、测量电压空气断路器跳闸，故而排除并列回路问题。在将110kV南母计量电压空气断路器合上后，南母计量电压恢复正常。此时，在110kV北母计量电压空气断路器下端测量UAB=UBC=UCA=100（V），说明110kV南北母电压计量回路存在非正常并列现象。重点怀疑计量电压切换回路存在异常。检查发现，110kV摩城一计量电压切换插件损坏，造成ZJ1－1、ZJ6－2接点粘连；ZJ1－2、ZJ6－1接点粘连；ZJ2－1、ZJ7－2接点粘连。以A相为例，导致A630ⅡJ（110kV南母计量）→1D1→ZJ1－1→ZJ6－2→1D28→A640ⅡJ（110kV北母计量电压）以至于110kV北母PT二次非正常带电。而110kV北母PT一次已经不带电，从而导致PT二次电压一次侧反充电。现场将110kV摩城计量电压切换插件更换后再进行同样操作，不再出现上述故障现象。

5反充电措施

5.1母线正常运行

PT需要检修时，在PT二次并列后，应先断开PT二次空气断路器，再拉开PT一次刀闸。送电时，先合PT一次刀闸，再送PT二次空气断路器，防止电压二次回路反充电。

5.2双母线接线方式下

任一间隔报“切换继电器同时动作”信号且复归不掉时，运行值班人员严禁断开母联断路器，防止电压二次回路反充电。

5.3母线不带电时

运行值班人员在合上PT二次空气断路器前，务必检查空气断路器下端即二次回路侧是否有电压。在确认下端口不带电后，才能合上PT二次空气断路器，否则有可能造成PT二次反充电。

5.4双母线接线方式

一条母线停电时，在负荷完全倒至另一母线后，应先断开空出母线上电压互感器二次空气断路器，再断开母联断路器，此后检查需停电母线的PT二次侧保护、测量、计量电压空气断路器下端是否有电压。若有电压指示，说明对应的切换或并列回路有异常，否则没问题。最后拉开电压互感器高压侧刀闸。这种操作顺序的弊病是在拉开母联断路器前无法监视需停电母线的电压。但由于该母线负荷已全部倒走，所以这样操作顺序是可行的。

结语

电压互感器二次反充电会给电网、设备、甚至人身造成极大的安全隐患，所有运行、维护人员都应引起高度重视，对可能引起反充电的现象均应及时上报处理。在操作过程中应提高规范操作意识，落实防范措施，尽可能避免该类事故发生。

参考文献：

[1]张延．电压互感器切换回路改进［J］．继电器，2003（2）：61－63．

[2]彭娇，钟永城．电压互感器二次并列回路防反充电设计与改进措［J］．中国新技术新产品，2015（5）：44．