电压互感器二次侧多点接地的危害分析

2022-04-22谭金龙王廷旺胡帅张良武袁焕炯

电子测试 2022年6期

谭金龙，王廷旺，胡帅，张良武，袁焕炯

（1.国网新疆电力科学研究院，新疆乌鲁木齐，830000；2.国网新疆电力有限公司检修公司，新疆乌鲁木齐，830000；3.广州市仟顺电子设备有限公司，广东广州，510000）

关键字：电网安全；电压互感器；多点接地

0 引言

电压互感器是反应高压电网运行状况的设备，电压互感器所带的设备如测量仪表、自动装置和继电保护等，对电网的稳定运行起至关重要的作用。为保证设备和人员的安全，变电站电压互感器设计有一个可靠接地点。正常接地时，一点接地点对PT的运行无影响。一旦电压感器出现两点及以上的接地点时，两个接地点之间可能纯在电压，电流等，导致互感器二次侧电压异常，继而导致保护误动、拒动等事故。《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》GB/T14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》都有明确规定：PT和CT分别只允许有且只有一个接地点。

由于施工不规范，线路绝缘老化等原因，容易造成互感器多点接地故障，给电网的安全运行带来危害，因此要重视互感器多点接地故障的危害，及时排除故障，对保证系统的稳定性具有重要意义。

1 电压互感器多点接地的分析

1.1 相线多点接地

如图1，电压互感器（PT）二次侧的相线接地，接地相有电流经过接地点回到中性点。相线接地会导致接地箱电压偏低，中性点漂移，继而导致电压互感器电压误差，测量仪器误差，严重时将导致保护装置误动作。

图1 电压互感器相线接地

当PT正常运行时，PT的三相接近平衡，三相电压的矢量和Ua+Ub+Uc约为零。如图2，当PT二次回路发生的C相单相电阻性接地，接地箱电压Uc电压就会偏低，零线出现零序电压U0，而此时的三相电压Ua′、Ub′、Uc′如式（1）所示。

图2 单相接地电压偏差示意图

其中Ua′、Ub′、Uc′、Ua、Ub、Uc和U0皆为向量数据。

引起相线接地的一般是由于绝缘老化、绝缘损坏导致，接线端子老化，绝缘击穿等原因造成。相线接地不仅导致电压互感器电压偏差，还会导致接地相发热，导致电压互感器、导线等老化加速，影响电压互感器的电压，严重时，会导致保护误动和拒动。三相电压偏差较大，可能会导致零序保护装置误动作，接地电阻很小时，会导致短路保护误动作，造成停电事故。

1.2 N线多点接地

如图3，在电压互感器的N线发生一点多点接地，由于地网不同电之间存在一个电压差Vs，该压差Vs就会施加在N线接的两个接地点之间，导致该N 线的电压互感器中性点漂移，导致PT电压误差，测量仪器误差，以及保护误动作。

图3 电压互感器N线多点接地

N线接地电压偏差如图4所示，一般情况时，地网的电压偏差不大，Vs很小，可能足以造成太大的电压偏差，因此在正常情况下N线多点接地不对PT造成较大影响。但当交流系统出现相-地短路时，由于地网有大电流通过，地网电压差Vs就会增大，三相电压Ua′、Ub′、Uc′就变成了原相电压Ua、Ub、Uc分别与零序电压U0、Vs共同作用之后的电压，其大小如式（2）所示。

图4 N线接地电压偏差示意图

其中Ua′、Ub′、Uc′、Ua、Ub、Uc、U0和Vs皆为向量数据。

电压互感器N线多点接地是一种较难发现和排查的接地故障。工作人员操作不当、图纸错误等原因，误将N线接到其他回路造成多点接地，或接线时绝缘破坏等都会造成N线多点接地，由于N线本身电流不大，设备难以测量，导致N线多点接地隐蔽性高，排查难度较大。由于N线本身要接地，导致N线在复杂的地网中连接容易导致多点接地，但却难以发现，导致N线接地成为影响电网正常运行的一大安全隐患之一。