电力系统交直流断线信号分析与处理

2015-03-25山东青岛供电公司吴子双管春伟曹雪青于宏伟郭得胜

电子世界 2015年21期

关键词：交直流断线互感器

山东青岛供电公司吴子双管春伟曹雪青龙云于宏伟郭得胜

1 引言

随着智能化变电站建设的不断深入，电力系统二次回路不断增多，在信号方面也不断更新，这使得变电站异常处理工作更加复杂。而交直流断线信号是变电站常见异常信号之一，而该异常也会对电力系统的安全稳定运行造成严重影响。

如何在二次回路不断复杂的前提下，快速判断异常原因，准确利用消缺办法，避免异常进一步发展，是目前变电站管理的一项重要工作。

本文对交直流断线信号的分类、成因、异常影响和处理方法进行了分析和总结，为电力系统中对该信号的判断提供了借鉴，对迅速完成异常信号处理具有较好的指导意义。

2 电力系统交直流断线信号的分类与原因

2.1 交直流断线信号的分类

交直流断线信号在不同变电站中虽然有不同的表现形式，但主要有以下类别：

交直流断线分为交流断线和直流断线。

交流断线又分为电压互感器二次回路断线、电流互感器二次回路断线、加热电源回路断线以及闭锁电源回路断线等。

出现以上异常时，电力系统会发出PT断线、CT断线、直流回路断线、交流回路断线或直接发交直流断线信号。

2.2 交直流断线信号产生原因及象征

交直流断线信号的发出主要是因为电力系统发生了交流二次回路或直流二次回路的断线故障。下面就该信号的成因进行分析。

根据前述分类，交流断线信号的产生原因：

（1）电压互感器二次回路断线，可能是二次接线排端子松动、线路接触不良、回路断线、断路器或隔离开关辅助触点接触不良、熔断器熔断、二次回路开关断开或接触不良等。

（2）电流互感器回路断线，电流互感器二次侧开路。

（3）加热电源回路断线，加热电源回路空气开关跳开、二次接线松动或接触不良等。

（4）闭锁电源回路断线，闭锁电源回路空气开关跳开、二次接线松动或接触不良等。

直流回路断线原因：

（1）直流断线或电压降低。

（2）整流装置损坏。

（3）接线松动，接触不好，似接非接。

3 交直流断线异常可能后果

3.1 交流断线可能后果

3.1.1 电压互感器二次回路断线

电压互感器用于电力系统的计量和保护，对电力系统的稳定运行起重要作用。

电压互感器二次回路断线时，将造成PT二次侧电压量降低，与电压量有关的保护装置将受到影响，为了解决保护装置误动问题，目前大多的保护装置都装有断线闭锁装置，在保护装置闭锁期间，将造成保护灵敏性降低。

电压互感器二次回路断线在电力调度控制中心监控系统将发出以下异常信号：主变保护PT断线、二次回路开关跳闸告警、线路保护PT断线、保护断线闭锁装置动作或保护装置故障信号；此外，在一次系统中，与该PT相关的电压表遥测值降为零，功率表遥测降为零，电能表遥测异常等。

3.1.2 电流互感器二次回路开路

电流互感器一次侧与一次设备相串联，当二次侧开路时，二次回路无法构成一个封闭的电气回路，造成二次侧电流为零，而此时电流互感器一次侧绕组电流保持不变，从合成磁场的角度考虑，由于失去了二次回路磁通的去磁效应，互感器铁心中的合成磁通较正常情况下的磁通急剧增加，以致铁心达到饱和。根据麦克斯韦定律，急剧变化的磁通在二次绕组中产生高电压，将会造成二次侧绝缘击穿，人身触电事故的发生。

电流互感器二次回路开路，在电力调度控制中心监控系统将发出以下异常信号：零序电流保护启动、负序电流保护启动（或信号频繁动作复归或现场人员无法复归）；主变差动保护启动、母线差动保护启动；一次系统图中与之相关的电流遥测值减小到零；有功、无功功率遥测值降低，电能表走得慢。此外，现场设备在开路处可能有火花或冒烟等现象，电流互感器有较大嗡嗡声等。

以上故障象征不一定同时产生，监控和现场人员需要综合进行判断，具体出现哪些异常信号的现象与二次绕组所带负荷和开路点的位置有关。

3.1.3 加热电源回路断线

加热电源供给开关柜内加热器，起到加热除湿，防止柜内湿度过大影响电气设备运行的作用。

如果加热电源消失，加热器停止工作，一旦柜内湿度过大造成水滴凝结，可能造成端子排线路短路，保护装置异常、误动等严重后果。

3.1.4 闭锁电源回路断线

高压开关柜的“闭锁”功能是保证电力设备和系统安全运行、确保设备和人身安全、防止误操作的重要技术措施。

闭锁电源回路断线造成闭锁电源消失，闭锁装置、电磁锁等失电，闭锁装置将发生异常，造成倒闸操作无法进行或闭锁开放，易发生误操作等严重后果。

3.2 直流二次回路断线后果

直流系统为变电站一二次设备的控制回路、信号回路、继电保护装置、自动装置及事故照明设备提供直流电源。它还为倒闸操作中开关和刀闸提供可靠的操作电源。

直流系统二次回路断线，将会导致继电保护装置失去电源、设备操作电源失压或信号回路及监视装置失灵，导致继电保护装置失灵、断路器拒动扩大停电范围，在倒闸操作中开关和刀闸无法操作，影响电网停送电操作的及时率，严重威胁电力系统安全可靠运行。

4 交直流断线处理方法

4.1 交流断线处理方法

4.1.1 电压互感器二次回路断线

1）监控人员通过监控系统为现场运行人员提供异常信号，现场人员查找信号和故障象征，判断电压互感器断线回路出现的相别。

2）若为保护二次电压断线时，现场运行人员立即汇报当值调度人员，申请停用受影响的保护装置，同时断开其出口回路压板，对于采用单套保护的装置，调度人员根据情况调整运行方式，防止断路器误跳闸损失负荷，影响用户的正常供电。如仪表回路断线，应注意对电能计量的影响。

3）确定故障点采用万用表交流电压档测量二次回路电压，根据电压指示来找出故障点并予以处理。

4）电压互感器二次回路开关跳闸或二次熔断器熔断，此种情况应考虑短路故障造成的过电流引起开关跳闸和熔丝熔断。在排查二次回路短路点时，可在二次电源及正常触点断开后，分区分段用万用表电阻档测量相间及相对地间的电阻，相互比较来判断。如未查出故障点，在汇报当值调度将有关可能误动的保护（距离或低阻抗等）停用后，现场人员采用分段试送逐段确定故障范围。

4.1.2 电流互感器回路断线

1）监控人员通过监控系统为现场运行人员提供异常信号，现场人员根据故障现象判断二次开路回路出现的相别。如果是二次绕组开路影响相关的保护装置，现场运行人员立即汇报当值调度人员，申请停用可能误动的保护。

2）观察由开路绕组供电的二次回路设备（继电器、仪表、端子排等）有无放电、冒烟等明显的故障象征。

3）如果无明显的故障，现场人员可用绝缘工具（如验电器等）轻轻碰触、按压接线端子等部位，观察有无松动、冒火或信号动作等异常现象。在进行这一检查时，必须使用相应电压等级且电气合格且在有效期限内的绝缘安全用具（如戴绝缘手套等）。

4.1.3 加热、闭锁电源回路断线

1）到现场仔细观察失电范围及现象。

2）仔细查看二次接线图，沿失电回路查找是否有空气开关跳开。

3）利用万用表沿回路测量，查找断线位置，缩小查找范围。

4）检查故障范围内接线端子是否有松动、断线。