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电压互感器二次回路并列不当的故障原因分析及操作处理

发布时间:2020-07-21 18:14:09 阅读: 来源:发卡厂家

1故障现象及处理

本文引用地址:某地有一座110kV变电站在进行综合自动化改造,其中110kv和10kv电压互感器共有五组,有三组10kV电压互感器分别接在10kV3号、4号、5号母线上,五组电压互感器的二次回路采用完全星形接线,N相接地。在完成10kV电压互感器测控装置更换后,接着进行110kV电压互感器测控装置更换,却接连发生几次电压互感器二次回路断线故障,且每次电压互感器断线都是在发生接地故障后。

该变电站10kV4号母线电压异常,4号母线原绝缘监察回路接地光字牌亮,接着10kV微机保护发出“TV断线告警”信号。经现场运行人员检查,发现10kV3号母线上有馈线接地,断开改线路开关后,接地信号消失,检查 互感器04TV二次侧A、C两相保险熔断,恢复保险后TV断线信号复归,类似的情况在以后的一个星期内又出现过两次。

经过对三次故障的告警记录分析发现,每次TV断线都是在发生接地故障后出现的,但现场10kV3、4号母线是分段运行的,两者互不相干,却出现这段母线接地,而另一段母线TV二次侧断线的异常现象。

检查10kV高压开关室开关柜的电压环网回路,新的电压互感器测控装置安装在公用屏上,电压回路从TV柜通过电缆接到测控装置,经刀闸重动继电器切换后回到高压室新更换的微机保护中。因还有部分计量、主变和低周等装置没有改造,所以同时在输出回路上还有接到电磁型中继屏上的临时电缆接线,这种临时的接线方式是可行的。在检查中继屏端子排接线时,发现有一组短接线将10kV互03、04电压互感器二次侧的A---A、B---B、C---C相直接连在一起,原来在更换电压互感器测控装置时,工作人员取消了原TV切换装置,而是图省事用短接线直接将两段的A、B、C、N回路并联,在完成10kv互03、04电压互感器测控装置更换后,忘记拆除该组短接线,导致不论一次侧母线分段还是并列运行,两段电压互感器的二次回路总是处于并联运行状态,这就是屡次造成电压回路断线的故障点和故障原因。

2故障原因分析

通过对故障原因的分析,短接线与标准的电压互感器二次切换回路是有本质区别的。在电压互感器二次侧的切换回路中,通常采用的是“切换开关(BK)、母联开关位置接点(DL)、隔离刀闸位置接点(1G、2G)、切换继电器(ZJ)”串联组成的切换,回路中串入母联开关位置等接点,典型接线如图1所示。其目的是使TV二次侧的并列运行方式只能根据所接母线的并列而并列。

图1 TV并列启动回路(方框为母联单元)

而故障时的一次设备运行方式是10kV3号、4号母线分段运行,互感器03、04TV分段运行,各馈线常供。一次接线简图如图2所示。

由于工作人员的“图省事”,用简单的短接线直接并联两段电压二次回路,强制形成了二次回路侧“长期永久”的并列运行方式,接线简图如图3。

当一次系统正常运行时,这种并列运行方式影响不大,各计量表计和保护装置采样到的电压基本正常,但当一次系统发生异常时,情况就发生了根本性的改变。如其中某一段母线发生故障时,由于两个电压互感器的一次侧是分段运行的,而二次回路为并联运行,相当于将两个不同系统的电压强行并列在一起,并列在一起的两组不同电压的幅值与相位将会发生“争抢”现象,造成电压回路异常。以10kV4号母线A相接地为例,来分析合成电压的变化,验证这次故障的判断处理正确与否。其等值电路计算简图如图4。

通过计算,A相完全接地时,并列后的电压:

Ua=28.85∠90° ; Ub=76.33∠--49° ; Uc=76.33∠--131° 。而且两组电压互感器二次绕组之间也产生了差压,两组电压之间的差值造成回路中的电流增加,因接地故障初期存在变化因素,当接近完全接地时,电压互感器二次回路的保险就会因差压过大产生差流从而熔断,TV断线检测装置会因电压幅值与相位的变化发出TV断线的信号。

也可以通过向量图来分析,其向量图如图5所示。

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