一起电压切换回路异常导致电压互感器反充电的事件分析

一起电压切换回路异常导致电压互感器反充电的事件分析

许志河

（广东电网有限责任公司揭阳供电局  522000）

摘要：随着电网建设的加快及设备停电检修的情况需要，设备操作中倒母操作逐渐频繁。但由于回路问题及人员对信号动作原因认识不足等原因，曾出现在倒母操作时发生PT反充电引起PT二次空开跳闸的现象。本文通过分析电压互感器反充电引起PT二次空开跳闸的原因及电压切换回路动作逻辑，提出改进措施，对预防类似事故的发生及提高倒母操作的安全性提供思路。

关键词：倒母操作；电压互感器反充电；电压切换回路

1  引言

电压互感器的安全运行，直接影响着设备相关保护能否正确动作，直接影响这电网运行的安全性与可靠性。特别是在倒母线操作中，若不及时、准确地检查操作质量，很容易导致电压互感器反充的事件发生，严重的情况下甚至可能导致负荷损失。因此，研究电压切换回路，把握倒母线操作中的关键流程，尤为重要。

2  背景分析

2.1 事件经过

X月，XX调控在执行操作票过程中，“切换继电器同时动作”信号动作未复归，运行人员未正确识别该信号的潜在威胁，在为彻底分析解决该信号的情况下，汇报调度具备继续操作的条件，导致操作过程中220kV电压互感器反充电，A站220kVI母保护空开跳闸的事件发生。事件未造成厂站失压及用户停电。事件发生的具体过程见图2-1。

A站220kVI母保护空开跳闸事件由电压互感器反充电导致。电压互感器反充电异常往往是由于操作时序不当、分合闸不到位等导致。刀闸操作会引起指示灯发生相应改变，同时在监测后台中还会产生对应告警信息。将不同操作与其对应异常信息一一匹配，可以快速判断倒母时电压互感器反充电异常类型，查找不当操作，及时规避。因此，本次研究以该事件为例，分析电压互感器反充电原因。

图2-1  操作票解读及事件发生时间线

3  原因分析

3.1  电压互感器反充电原理

正常情况下，电压互感器二次侧作为负载侧，由一次侧供电。假设某站220kV#2母线停电，#1母线在运行，220kV#1及#2电压互感器二次并列，则#1母线会通过二次回路及PT，在#2母线上产生较高的电压，该电压会产生很大的电容电流反作用于二次回路，将导致运行中的电压互感器的二次空气开关脱扣跳闸以及烧坏电压互感器二次回路中并列插件，使运行中的保护装置失去电压，可能造成保护装置的误动或拒动。

3.2  电压切换回路解析

以CZX12GN操作箱为例，电压切换回路如图3-1所示。

图3-1  电压切换回路

3.2.1  正常情况下的电压切换回路

有以下四种情况：

情况1：当设备I母刀闸合上，II母刀闸拉开时：I母刀闸合上，I母刀闸常开辅助接点闭合，I母刀闸常闭辅助接点分开，1YQJ1继电器带电，1YQJ2-7双位置继电器带电合位，灯1XD所在回路导通，电压切换装置的母线1指示灯亮。由于1YQJ2、1YQJ4继电器带电，操作箱相应辅助节点在合位，回路导通，二次回路采集I母PT电压。同理，II母刀闸在拉开位置，II母刀闸常开辅助接点分开，II母刀闸常闭辅助接点合上，2YQJ1继电器失电，2YQJ2-7双位置继电器失电，灯2XD所在回路不导通，电压切换装置的母线2指示灯灭。由于2YQJ2、2YQJ4继电器不带电，操作箱相应辅助节点在分位，回路不导通，二次回路不采集II母PT电压。在该情况下，1YQJ1继电器带电，2YQJ1继电器失电，对应的“切换继电器失压”信号回路中，1YQJ1常闭接点分，2YQJ1常闭接点合，该信号回路不导通，该信号不动作。1YQJ5继电器带电，2YQJ5继电器失电，对应的“双线圈切换继电器同时动作”信号回路中，1YQJ5常开接点合，2YQJ5常开接点分，该信号回路不导通，该信号不动作。

情况2：当设备I母刀闸拉开，II母刀闸合上时：I母刀闸拉开，灯1XD所在回路不导通，电压切换装置的母线1指示灯灭，二次回路不采集I母PT电压。同理，II母刀闸在合上位置，灯2XD所在回路导通，电压切换装置的母线2指示灯亮。由于2YQJ2、2YQJ4继电器带电，操作箱相应辅助节点在合位，回路导通，二次回路采集II母PT电压。在该情况下，“切换继电器失压”信号回路不导通，该信号不动作。“双线圈切换继电器同时动作”信号回路不导通，该信号不动作。

情况3：当设备I母刀闸及II母刀闸拉开时：灯1XD及2XD所在回路不导通，电压切换装置的母线1、2指示灯均灭。在该情况下，“切换继电器失压”信号回路导通，对应信号动作。“双线圈切换继电器同时动作”信号回路不导通，该信号不动作。

情况4：当设备I母刀闸及II母刀闸合上时：I母刀闸、II母刀闸在合上位置，灯1XD及2XD所在回路导通，电压切换装置的母线1、2指示灯均亮。 “切换继电器失压”信号回路不导通，该信号不动作。“双线圈切换继电器同时动作”信号回路导通，该信号动作。

3.2.2  异常情况下的电压切换回路

当母线刀闸辅助接点切换不到位时：

情况1：当设备从II母倒至I母运行时，即经历3.2.1中情况2→情况4→情况1，若此时II母刀闸辅助接点切换不到位（例如常闭节点异常无法动作），则在情况4→情况1的变化过程中，在拉开II母刀闸时，II母刀闸常开辅助接点分开，II母刀闸常闭辅助接点无法合上，此时2XD灯灭，但2YQJ2-7双位置继电器不返回，仍带电。此时，1YQJ2、1YQJ4及2YQJ2、2YQJ4继电器带电，操作箱相应辅助节点在合位，回路导通，二次回路采集I母、II母PT电压；“双线圈切换继电器同时动作”信号回路中，1YQJ5常开接点、2YQJ5常开接点合，该信号回路导通，信号动作。

情况2：当设备从I母倒至II母运行时，即经历3.2.1中情况1→情况4→情况2，若此时I母刀闸辅助接点切换不到位（例如常闭节点异常无法动作），则在情况4→情况2的变化过程中，1XD灯灭，1YQJ2-7双位置继电器不返回，仍带电。此时，1YQJ2、1YQJ4及2YQJ2、2YQJ4继电器带电，回路导通，二次回路采集I母、II母PT电压；“双线圈切换继电器同时动作”信号回路导通，对应信号动作。

若常开辅助接点异常，刀闸由分到合，XD灯不亮，可监视相关回路异常；刀闸由合到分，XD灯常亮，可监视相关回路异常。

综上，当将设备从Ⅰ母转至Ⅱ母运行时，若Ⅰ母刀闸常闭接点由于接触不良等原因无法闭合，则双位置继电器无法复归，会造成PT二次并列。此时如果没有注意“切换继电器同时动作”信号，直接将#2母线由运行转热备用，将造成电压互感器反充电，产生较大的电流，使得运行PT二次空开跳闸，造成保护装置的误动或拒动。

当PT并列回路涉及的双位置继电器不返回或继电器的辅助接点粘连时：

情况1：当设备从II母倒至I母运行时，即经历上述情况2→情况4→情况1，此时刀闸辅助接点切换到位，在情况4→情况1的变化过程中，在拉开II母刀闸时，II母刀闸常开辅助接点分开，II母刀闸常闭辅助接点合上，此时2XD灯灭，正常情况下2YQJ2-7双位置继电器失电，但此时若2YQJ2及2YQJ4继电器粘连，则1YQJ2、1YQJ4及2YQJ2、2YQJ4操作箱相应辅助节点在合位，回路导通，二次回路采集I母、II母PT电压；“双线圈切换继电器同时动作”信号回路中，1YQJ5常开接点、2YQJ5常开接点分，该信号回路不导通，“切换继电器同时动作”信号不动作。即此时母线1灯亮、母线2灯灭，“切换继电器同时动作”信号不动作。

情况2：当设备从I母倒至II母运行时，即经历上述情况1→情况4→情况2，此时刀闸辅助接点切换到位，在情况4→情况2的变化过程中，此时若1YQJ2及1YQJ4继电器粘连，则对应回路导通，二次回路采集I母、II母PT电压；“双线圈切换继电器同时动作”信号回路不导通，对应信号不动作。

综上，若PT并列回路涉及的双位置继电器不返回或继电器的辅助接点粘连，也会引起PT二次并列（甚至无“切换继电器同时动作”信号产生），若此时一次侧母线不处于并列状态，同样会造成电压互感器反充电（该情况较少出现）。

3.3  本次事件原因分析

A站在执行“将220kV#2主变变高2202开关由#2母线倒至#1母线运行”操作项时，发生了上述异常情况（辅助接点切换不到位）情况1，此时母线1灯亮、母线2灯灭，“切换继电器同时动作”信号动作。由于A站运行人员根据“保护装置无告警”的现象，错误判断该信号未复归对后续操作无影响，导致XX调控执行“遥控断开华站220kV华A乙线4178开关”（将#2母线由运行转热备用的最后一项开关操作）时，造成运行母线向停运母线反充电，产生较大的涌流导致221PT空开过载跳闸。

4  可能存在的隐患及改进措施

4.1 存在的隐患

根据3.2电压切换回路内容分析，可知，若母线刀闸辅助接点切换不到位、PT并列回路涉及的双位置继电器不返回或继电器的辅助接点粘连时，当一次侧母线不处于并列状态，一次侧具有电压差时，会造成电压互感器反充电，产生较大的电流，使得运行PT二次空开跳闸，造成保护装置的误动或拒动。

4.2 改进措施

在倒母时，需结合母线指示灯状态及“电压切换继电器同时动作”信号进行综合判断。进行倒母操作后，检查是否发出“电压切换继电器同时动作”信号；在将母线转热备用前，应检查信号确已复归，可先断开停运母线PT二次空开，拉开母线PT刀闸，再断开相应断路器。

5  参考文献

[1]江开伦.二次电压并列回路的改进[J].贵州电力技术，2015，(3)：33-34.

[2]Q/CSG-GPG 2  06  3-002-2022 广东电网有限责任公司电气操作导则实施细则．

[3]李晓飞，杨凤民，黄勇，等．220kV电压互感器二次反充电分析及处理［J］．电工技术，2016,(8):104－105．