电压互感器典型故障的处理分析与总结

肖 奕

（国网湖南省电力公司检修公司，湖南长沙 410000）

0 引言

电压互感器是反映电力系统运行工况的最主要元件之一，其采集的电压数据是否正常是电力系统电测计量、继电保护装置及各种安全自动装置正常运行的必备条件。电压互感器发生故障，会影响所在母线上设备电压采集异常，使线路保护失去方向性，母线、失灵、主变保护电压闭锁开放，安全自动装置启动甚至母线失压，从而影响整条母线设备的可靠供电，事故后果非常严重。提高电压互感器的事故分析和处理，快速隔离故障，恢复母线其他设备正常送电，是运维人员分析和总结的重点。

220kV母线上的电压互感器（以下简称TV）经过一、二次电压变换后，通过本体二次快分开关接入TV并列装置，再将电压分别接入各个间隔保护装置，不同母线上所连接的间隔出线，其保护装置所接的母线电压与该间隔一次回路一起进行切换，最终实现对该母线电压的采集。围绕电压互感器一、二次几种典型的事故现象和处理模式，分析冷倒母线、热倒母线、二次TV并列的优缺点和处理注意事项，避免在事故处理中造成更大的事故隐患，提高运维人员的事故处理能力。

1 TV并列装置二次并列原理

以220kV母线TV电压切换装置为例，如果只发生TV本体二次故障，可以用TV隔离开关隔离而不需要母线停电，可以采取二次并列的操作。并列前，先将故障TV所有二次快分开关全部断开，包括解开TV开口三角。在二次并列前，要一次先并列。然后将TV并列装置KK把手切至“并列位置”，启动BLJ（TV自动并列继电器辅助接点）并列继电器，从而在TV并列装置内实现TV电压的二次并列。最后拉开需要检修TV的隔离开关，将TV转检修。

2 事故处理与分析

在典型的220kV双母线一次接线中，母联624连接220kVⅠ、Ⅱ母线，6X14 TV和 6X24 TV作为220kVⅠ、Ⅱ母线电压互感器挂在2条母线上正常运行（图1）。下面分析 220kVⅠ母线6X14 TV发生事故异常致使母线跳闸或不跳闸的几种处理方式。

2.1 TV本体一次故障

2.1.1 故障现象

①监控界面显示220kVⅠ母母线失压为零；

②母线保护动作，该母线上所有断路器事故跳闸；

③该母线上对应间隔的所有保护装置均发TV断线或装置异常告警信号；

④TV并列柜发TV断线告警信号；

⑤TV本体有烧灼、瓷瓶闪络、击穿痕迹等事故明显象征和缺陷。

2.1.2 事故处理方式

①拉开6X14 TV二次快分开关（防止TV二次反充电）；

②拉开6X14隔离开关隔离故障点；

③分别将610断路器、602断路器、606断路器由事故跳闸状态（热备用）转冷备用；

④将220Ⅰ母线及母联624断路器转冷备用；

⑤分别将610断路器、602断路器、606断路器由冷备用转220kVⅡ母热备用；

⑥分别将610断路器、602断路器、606断路器由热备用转220kVⅡ母运行，负荷倒至Ⅱ母运行；

⑦合上6X14－1接地刀闸将6X14 TV转检修。

图1 典型的220kV双母线一次接线

2.1.3 事故分析

上述TV故障为一次有明显事故象征的故障，直接造成母线保护动作跳母线上 624，610，602，606，220kV 的Ⅰ母线失压停电，故障被切除干净。事故处理过程中，首先将故障TV隔离后，先将故障母线及母联断路器转冷备用，恢复受累停电的610，602，606间隔复电于220kVⅡ母线，再将6X14 TV转检修进行处理。这是典型的TV故障跳闸后母线停电冷倒间隔的事故处理。在事故处理过程中，要重点注意隔离故障和恢复受累设备送电的先后顺序，明确先隔离后复电，再转检修。操作过程可以按照正常的操作流程进行逐步处理，不需要进行热倒母线操作和二次TV并列等复杂操作。

2.2 TV本体二次故障

2.2.1 故障现象

①监控界面显示母线电压一相或多相为零或不正常；

②母线保护不动作，该母线上所有断路器在合位；

③该母线上对应间隔的所有保护装置均发TV断线或装置异常告警信号；

④TV并列柜发TV断线告警信号；

⑤TV本体无事故明显象征和异常；

⑥测量TV本体二次端电压一相或多相为零或不正常，开口三角电压不为零。

2.2.2 母线停电冷倒母线的处理方式

①拉开6X14 TV二次快分开关（防止TV二次反充电）；

②分别将610断路器、602断路器、606断路器由运行转冷备用；

③将220kVⅠ母及母联624断路器转冷备用；

④拉开6X14隔离开关将6X14 TV故障隔离；

⑤分别将610断路器、602断路器、606断路器由冷备用转220kV的Ⅱ母热备用；

⑥分别将610断路器、602断路器、606断路器由热备用转220kV的Ⅱ母运行；

⑦合上6X14－1接地刀闸将6X14 TV转检修。

2.2.3 母线不停电的热倒母线处理方式

①退出220kVⅠ母线上所有带方向、复压闭锁的保护和安全自动装置；

②拉开6X14 TV二次快分开关防止TV二次反充电；

③解开6X14 TV二次开口三角L601回路防止TV二次反充电；

④投入母线失灵保护Ⅰ、Ⅱ母线互联压板（满足一次并列要求）；

⑤拉开母联624断路器控制电源快分开关做死连接（满足一次并列要求）；

⑥热倒母线将220kVⅠ母线及624断路器转冷备用，610，602，606间隔倒至220kVⅡ母线运行，再将所有保护正常投入；

⑦拉开6X14隔离开关，合上6X14－1接地刀闸将6X14 TV转检修。

2.2.4 母线不停电的TV二次并列处理方式

前①～⑤的步骤与母线不停电的热倒母线处理方式一致。

⑥合上TV并列装置二次并列KK把手（实现220kV的Ⅰ和Ⅱ母线TV的二次并列）；

⑦检查故障Ⅰ母线测量、计量、保护电压是否回复正常；⑧投入220kV的Ⅰ母线上所有带方向、复压闭锁的保护和安全自动装置；

⑨拉开6X14隔离开关，合上6X14－1接地刀闸将6X14 TV转检修。

2.2.5 事故分析

对比TV本体一次有明显烧灼、瓷瓶闪络、击穿痕迹等事故象征，母线保护会动作跳闸，故障被停电切除，而TV本体二次故障往往不会直接造成母线保护动作跳闸。但是，该母线上所有采集电压数据的装置均会发“电压异常”告警，仍然会严重威胁该母线各间隔保护装置的正常运行（电测计量）和正确动作（失去保护方向、复压闭锁功能），需及时隔离故障TV进行检修处理。

3 倒母线处理方式的特点

3.1 母线停电冷倒母线的处理方式

该方式实类似于TV本体一次故障跳闸的模式，即：将母线直接停电来直接隔离故障点，然后再恢复220kVⅠ母线间隔的设备运行于220kVⅡ母线。这一方式隔离故障的优点是简单、可靠、快速，母线在停电状态下可以迅速拉开故障TV刀闸隔离故障，TV二次异常电压对该母线上所有带方向、复压闭锁的保护和安全自动装置的影响消失。其缺点是需要损失负荷，对电网系统的运行方式存在影响。

3.2 母线不停电的热倒母线的处理方式

该方式就是在母线不停电的方式下，进行倒母线操作，将220kVⅠ母线的负荷导致220kVⅡ母线运行，拉开母联624断路器使母线停电来隔离故障点。这种方式隔离故障的优点是，不损失负荷为代价，不需要考虑系统的运行方式。但是其缺点是，在TV二次故障的情况，开口三角电压不等于零，而且三相电压不平衡，在倒母线一二次刀闸双跨的时候，会出现故障TV二次向正常TV一次反充电的现象，造成设备的损坏；其次倒母线操作的的过程较长，在此过程中如果TV二次故障向一次故障转变或者发生短路起火等严重故障趋势的时候，将使220kV的Ⅰ和Ⅱ母线全部故障跳闸，母线失压，有损失负荷的风险。

3.3 母线不停电的TV二次并列处理方式

该方式虽然也是母线不停电的处理方式，但不是通过倒母线来隔离故障，而是直接将故障在确保TV二次不会反充电的情况下，将母联624做死连接强行一次并列后，在二次TV并列装置上进行的二次并列操作，使得220kV的Ⅰ母线上所有的电压采集设备快速恢复正常运行，无异常告警后再带电拉开TV隔离开关进行故障隔离检修。这种方式的优点是不以损失负荷为代价，不需要倒母线操作，事故隔离迅速；但是存在的二次并列操作风险较大，对TV并回路接线的正确性、切换的可靠性均有很高要求。

4 TV事故处理总结

通过对TV本体一次故障、TV本体二次故障的事故现象、事故处理方式进行分析对比，总结了各种处理方式的的优缺点和存在的操作风险，明确这几种处理方式的操作顺序和处理要求，从而提高运维人员对TV本体故障事故处理的能力。尤其TV二次故障，虽然没有造成母线事故跳闸，但是已经严重危害设备正常运行，需要立刻退出运行。选择哪种处理方式，需要认真分析处理，具体情况还要根据变电站负荷潮流重要程度、TV并列装置是否运行可靠、TV故障的轻重程度等，来决定最佳处理方式。

［1］沈诗佳.电力系统继电保护及二次回路［M］.北京：中国电力出版社，2007.

［2］丁翼.电压切换回路的故障与分析［J］.常州工学院学报，2009，22（4）：30－33.