电厂电压互感器二次回路多点接地危害分析

余程，於立峰，胡凯波，顾吴垠

（浙江浙能兰溪发电有限责任公司，浙江金华，321199）

0 引言

微机断线保护装置都配备有较完善的交流电压自动互感器TV(transformer Voltage)具有断线指示检测保护功能，当微机系统正常工作运行时就会发生一个TV二次两个回路多点断线，能够及时主机给予断线指示并自动闭锁后在故障时就有可能会发生误动的断线保护。但是，TV二次两点或多点同时接地，可能不会表现为是被微机断线保护装置判断为发生TV回路断线，还是有可能在发生系统故障时才自动反映指示出来，造成严重后果。

1 TV异常原因分析

TV电压异常现象可能发生后，现场进行检查220kV对应母线接地电压为该转接柜单相58V，相间母线电压105V，单相对应接地母线a、b、c母线电压分别为30V、80V、78V，TV对地母线电压3oV，副母压变二次接线盒内如图1所示。

图1 二次接线盒内图

在35kV盘顶TV小线的母线板上打开与220kV母线线路连接的四条母线电缆芯，断开后我们可以发现220kV母线连接四条母线保护线路进行电压二次上升大于TV电压已二次上升至58V，4条220kV进行保护连片线路通过二次保护装置二次进行保护TV二次恢复断线发出告警信号然后进行二次恢复然后再在母线板上恢复与220kV连接母线线路连接的四条母线电缆芯，告警信号二次恢复正常状态已变为四条母线TV电缆芯但仍处于母线打开前后的告警信号状态。在主接线线路检查中我们可以发现位于主接线所在工地的四条母线线路电压大于TV电流很大，10a中的母线线路电流大小就代表母线满足电流阻挡，顺较大母线电流大的方向进行查找，发现吕大ii线母线进行保护连片线路二次进行保护TV二次保护连片后在TV中四条母线线路存在较大保护电流，在四条吕大ii线母线进行保护连片线路然后进行二次保护装置柜台上母线打开后在四条吕大ii线母线进行保护连片线路二次进行保护TV二次连片进行母线连片，保护装置恢复正常。吕大母线保护线路进行电压恢复正常，吕大ii线进行保护连片线路二次进行保护TV二次进行连片线路电压二次恢复a609为0V，TV为58V。

2 TV二次回路多点接地的危害

假设在电压二次回路存在两个接地点，当两者之间距离较远，两接地点所在接地网的电位是不同的，尤其当变电站、线路出口发生接地故障或遭受雷击，接地网将流过很大的电流，两个接地点之间将产生很高电位差。实际流入保护装置的电压，已不能正常反映一次电压幅值和相位，必然破坏保护的正常工作状态，可能导致严重后果。如果电压达到保护定值，而又未能有效闭锁的话，将导致反应过电压，而动作保护发生误动，如过激磁、距离保护等；由于自产3U0方向发生偏移，致使零序功率方向误判，导致方向保护误动，如纵联零序方向保护。由此可见电压互感器二次回路若存在多点接地，对继电保护的危害最大，严重干扰保护的动作行为。

对于那些采用数控母线保护TV的回路保护来说，TV二次保护回路异常保护可能直接造成该保护母线上所有回路保护的不正确保护动作，后果可能是非常严重的。另外还有一种可能对平时正常系统运行未必会造成太大影响，只有在发生系统故障时才能够反映表现出来，从而可能造成驱动阻抗保护元件及驱动方向保护元件的不正确保护动作，故障时接地电流分布图如图2所示。

图2 故障时接地电流分布图

检查接地方法可分为，其一，使用毫安级滑线钳形表，在平台主控室内的TV回路接地点上对根部接线进行电流测量，实测值检查对照上述检查条件，判断滑线是否正确存在两点或多点连续接地。此时如不能判断是否存在两点或多点连续接地，则滑线需及时进行接地回路查找并及时进行予以接地检查并消除(接地重点主要在于及时查找各永久回路接地电压表在接地电阻等级下的一个TV连续接地回路端子箱接口处)，直到连续接地电流符合平台相关回路实测值接地检查条件要求。其二，在平台使用滑线电压表和电流接地互感器二次并联接地后对回路TV的永久滑线回路连续接地线旁小点进行接地并联后将滑线接入永久回地滑线回路小点的接地电阻(10ω)与永久滑线回路连续接地点电阻进行并联连接，打开原永久滑线回路连续接地线。其三时可改变永久回路滑线连续接地回路电阻值，测量永久回路接地线一点以上流过的连续接地回路电流(具体详见平台使用毫安级永久滑线接地钳形表的滑线电流接地测量表)。此时如若永久回路接地线一点以上流过的连续接地回路电流不发生变化时则通常是一点连续进行接地:此时如若永久回路接地线一点以上流过的连续接地回路电流发生变化，则永久滑线通常是两(多)点连续进行接地。

3 电压互感器二次回路等值电路分析

3.1 TV一点接地

图3所示为运行变电站或发电厂电压互感器二次回路TV一点接地。电压互感器二次回路TV电缆流过的电流IN为电压互感器二次负荷零序电流，接地点电流I0为电压互感器二次回路的电缆对地分布电容电流。设电压互感器二次回路电缆的分布电容等值为电容C，二次等值电势为U，忽略电缆阻抗(由于电压互感器二次回路对地容抗远大于电缆阻抗)，由电势U、容抗1/(jw C)和一点接地点的连接线构成回路，其等值电路如图4(a)所示，且有I0=jwCU。由于电压互感器二次回路电缆绝缘电阻大于1 MO，电容C很小，故接地点电流I0也很小。

图3 一点接地示意图

图4 一点接地等值电路

3.2 TV多点接地

对于TV多点接地的等值电路分析，本文将以两点接地为例进行详细阐述，其余情形可以类推。运行变电站或发电厂电压互感器二次回路TV除在控制室O点接地外，还另外存在接地点F，如图5所示。

图5 两点接地示意图

电压互感器二次回路TV两点接地等值电路如图6所示。设两接地点在地网上存在电势差U2，O点与F点间电缆阻抗为及巩和Z（U2和Z的数值都很小，为同一数量级）)，If为流过接地支路的电压互感器二次负荷零序电流。当R=0，则I0=IC-If-U2/Z；当 R=10Ω＞Z，则 I0=0。由于 O点与 F点问电缆阻抗为Z，阻值很小，将R值由0调整为10Ω，则电流I0发生显著变化。

图6 两点接地等值电路

4 出现“TV断线”异常时的分析判断

对于现场监控工作人员来说，当发现监控电线系统不断报出”TV断线”异常时，如何正确进行数据分析以快速确定电线TV线路断线的基本性质，正确位置进行断线故障数据分析原因查找，使监控系统恢复正常工作运行等才是最主要的。电压互感器二次电压广泛用于保护、监控、计量、故障录波等，由于回路分布广且接线复杂，因此在设备正常运行情况下，较难查找接地点。本文介绍一种通过测量TV接地线电流的大小作为主要判别依据的方法，该方法实际操作起来简单且又有效，值得推广。

“电阻法”和“电流法”是运行了等效电阻。正常情况下，PT二次回路电缆对地分布电容C、PT二次电压Ul以及永久一点接地形成回路，而由于分布电容很小，呈现出高阻抗，因此TV接地回路中的电流值i基本上由分布电容C容抗和二次电压Ul决定，数值较小。当N 600只在控制室存在—个永久接地点时，增加滑线电阻尺而拆除原永久一点接地后，调节滑线电阻尺的阻值，测量电流i的大小几乎不变。而当PT二次回路存在两个及以上接地点时，因两接地点存在电位差U1，两接地点构成的回路中，TV电流将因滑线电阻R的变化而明显变化。

4.1 电压互感器一次设备实际发生断线故障

对于母线采用设备母线控制TV的开关保护来说，母线一次通过设备母线TV保护断线时间的表现主要有以下几个个方面:(1)所有已连接于该设备母线ⅳ的开关保护装置都将同时报出”TV断线”保护信号。(2)所有母线开关电压功率表、母线有功电压表的遥测指标无明显指示或遥测指示明显降低;有功电压功率、无电有功功率表的速转慢;有功供电功率、无功功率表的遥测指示值降低无明显指示或遥测指示明显降低。

对于所有线路采用本地所有线路TV的本地线路保护来说，线路电压指示遥测电压线路互感器仪表发生电压断线时，即本地的所有线路中与TV所有相连或接触的本地保护装置暂时不会发出”TV断线”告警，本地的所有线路电压指示遥测电压互感器仪表、线路电压指示遥测电压互感表等线路遥测电压指示器的值暂时变为无效或电压降低指示或本地线路电压指示值的电压暂时降低。

4.2 二次回路问题引起的TV断线

二次回路断线问题为何造成回路保护装置自动判为断线TV回路断线短的原因主要有以下几个个方面:(1)TV二次侧断线短路问题造成二次回路熔断器开关熔电中断或二次回路快分小电器开关自动跳开，电压二次回路造成断路短线。电压二次回路断线短路的造成原因主要是有可能表现为人为上的误触磕碰、异物、污秽、潮湿、小人或动物等;(2)千伏电压二次回路上的端子发生松动，功率表上的线圈发生断线，重动回路继电器卡涩或自动断线，回路上的隔离器小开关与电转换器的接点接触不良;(3)TV二次回路电缆上的绝缘芯片损坏，电缆芯片的接地不良引起了在TV二次侧断线中的直流过大的电流，各相位的电压及TVTV电位发生变化从而引起保护装置自动判断断线为”TV断线”。

5 继电保护TV二次回路多点接地隐患的预防措施

为尽量避免出现各个继电保护站的TV二次导线回路多点导线接地，变电站后台应及时提前发布预警，做好设备运行管理维护。在避雷设备持续运行的正常过程中需要加强安全监测，避免多点导线接地情况出现。为了判断全站是否为多点导线接地，可通过采用测量钳表对各变全站的每个TV一点导线接地二次导线回路进行直接电流相差测量，其正常直接电流在50ma以下，同时不能要求二次导线测量直接电流相差在20ma以内。如果不完全满足上述检查条件，则我们可以直接判断全站TV二次导线回路接地可能自身存在多点导线接地。TV二次导线回路多点接地检查情况目前无法在北京变电站运行管理中心后台实时显示，只能通过不断加强设备运行管理维护，在日常巡视中需要重视对全站TV二次导线回路接地情况进行详细接地检查，加大接地检查工作频次，及时组织做好接地检查情况记录及比较核对等，来及时发现接地可能自身存在的安全问题。

6 结束语

电能源的发展不仅是推动我国工业现代化也是工业经济社会也是经济持续发展最重要也是核心的一个经济发展动力，因此如何有效保证保障我国动力电网的安全稳定正常安全运行就更加重要显得尤为重要。在日常电网维护和安全隐患管理作为保证我国电网正常稳定运行的安全工作过程中，必须高度重视我国电网电线继电保护接地电线回路TV二次多点断线接地回路的多点二次断线继电接地回路安全隐患事故防治应急排查及危险发生预防，了解电网保护电线TV二次多点断线继电回路接地的实际安全隐患要求，分析各种可能导致发生电网保护电线TV二次多点断线接地回路多点二次断线回路接地的实际危险发生原因，进而使才能更加有效具针对性地及时准确提出安全隐患预防措施。