电压互感器二次回路断线故障分析及处理措施

2016-07-10高秀琴

电子技术与软件工程 2016年7期

本文简介了电压互感器在变电所系统中的重要作用，分析了电压互感器二次回路断线可能造成的影响，并提出了判断该故障与及时处理该故障的相关措施。

【关键词】电压互感器二次回路断线故障

电压互感器简称压互，用字母表示为TV。其主要作用是将高电压按照一定的变比变换为低电压，以使用低电压值反映高电压值的变化。它的一次侧和一次设备相连，二次侧与二次设备相连，有磁的联系，而无电的联系，能可靠的将一、二次设备隔开，因此各种测量仪器和保护装置就可以不直接与高电压相连接，从而保证了仪表测量和继电保护工作的安全，也解决了高压测量的绝缘、制造工艺等困难。

1 电压互感器的工作原理

电压互感器的工作原理类同于变压器。它也是由铁芯、一次线圈、接线端子及绝缘支持物等组成。在铁芯上装有一次和二次绕组，它们之间互相绝缘。电压互感器的一次线圈匝数比较多，并联在供电系统的一次电路中，二次线圈匝数比较少，接于高阻抗的测量仪表和继电保护的电压线圈，正常运行时，电压互感器接近空载状态。

变电所一般采用三相五柱式接法（如图1）将电压互感器接入电网中，即高压线圈和一组低压线圈接成星型，中性点接地，以测量相间电压和相对地电压。另一组低压线圈接为开口三角形，首尾相连，留出两个端，供系统接地绝缘监视用。

2 电压互感器二次回路断线造成的影响

电压互感器的重大故障如铁芯片间绝缘损坏、绕组断线、绕组对地绝缘击穿等极少发生，而且电压互感器设备故障现象明显，容易判断。更为常见的是电压互感器二次回路断线问题。

电压互感器二次回路接的负载很多，连在母线上的各个连接元件的保护装置，例如线路保护、变压器保护，母差保护，各种测量仪表等均是该母线上的二次负载。由于电压互感器二次回路异常，导致加到保护装置上的电压下降，甚至降为零，从而造成各种保护和测量装置误动或发生错误。

典型的影响如下：

10kV及以上电压等级的线路一般采用以阻抗继电器为核心的距离保护作为主保护，阻抗继电器经由电压互感器TV二次获取系统电压。TV断线则二次回路的相电压和线电压消失或降低，阻抗继电器的测量阻抗减小，这将会引起距离保护装置误动作。

复压闭锁过电流保护主要用在变压器的后备保护或者变压器的进线保护中，低电压继电器经负序电压继电器的常闭接点接于相间电压上，以保证保护装置在对称三相短路时可靠地动作，并能提高低电压继电器对三相短路的灵敏度。TV断线造成电压降低，有可能导致复压闭锁过流保护的复压开放，其结果会使发生区外故障时，复压闭锁过流保护误动，扩大事故范围。

大部分线路保护装置在TV二次发生断线时都会使重合闸放电，使重合闸功能失灵，尤其是在单相重合闸方式下发生单相瞬时性故障时，不能单跳单重，及时恢复供电，还有可能造成线路非全相运行，给地区电网的安全可靠运行造成威胁。

3 电压互感器断线的处理措施

目前电网上应用的保护装置、计量表计功能全面，大部分装置在电压互感器二次断线的情况下能及时发出报警信号并自动闭锁与电压有关的保护功能。

例如为防止互感器二次回路断线造成距离保护装置误动，通常装设断线闭锁装置KBL。KBL的执行元件为一个双线圈继电器，两组线圈W1和W2按磁平衡构成工作原理。线圈W1经过三个电容器组成零序电压滤过器接到电压互感器二次回路星型接线侧，线圈W2经过电容器和电阻接到电压互感器二次回路开口三角形侧。KBL的常闭接点接到距离保护的直流回路中“+”电源侧上，与距离保护构成闭锁状态。

当电压互感器二次回路发生断线时，由于W1端子间有零序电压，W2端子间没有零序电压，综合磁势不为零，而且有相当的数值，KBL动作，将距离保护装置闭锁。

微机保护针对TV断线也有软件程序依据一定的判据闭锁相应的保护装置。

尽管闭锁元件或程序解决了误动的问题，但此时一次设备的保护仅仅依赖于电流有关的保护，存在保护死区，设备不能长期维持此状态，应尽快找到引起TV断线的原因，消除这类缺陷。

TV断线一般可观察到以下现象：

（1）有功功率表指示异常，电压表指示为零或三相电压不一致，电能表不转或转得慢，低电压继电器动作。

（2）高压熔断器熔断时还可能有接地信号出现，绝缘监视电压较正常值偏低，而正常相监视电压表上的指示仍正常。

（3）“电压互感器回路断线”光字牌亮，警铃响。

引起电压互感器二次回路断线的原因一般为有以下几种：

（1）电压互感器二次回路的快速开关跳开或熔断器熔断。

（2）在装置后端子上或屏上端子由于接触不良造成断线。

（3）中性点接地不牢引起断线。

处理方法如下：