羅秀英

(重慶市電力公司萬(wàn)州供電局，重慶 404000)

改革開(kāi)放的不斷深入使人民生活水平的不斷提高，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，用電需求量也達(dá)到了前所未有的大額度。作為電網(wǎng)核心的變電所，它的技術(shù)水平和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況直接關(guān)系到是否能夠滿(mǎn)足負(fù)荷增長(zhǎng)和電網(wǎng)發(fā)展的迫切需求，以保證生產(chǎn)生活水平持續(xù)穩(wěn)步地提高。為了使地區(qū)電力供應(yīng)得到更加可靠的保證，對(duì)于使用時(shí)間比較長(zhǎng)的一些老舊變電站而言，運(yùn)行方式下的大規(guī)模改造工作勢(shì)在必行。需要注意的是，本人所提到的改造變電站，并不是推倒一切從零重建，對(duì)于不堪重荷的老舊變電站進(jìn)行改造時(shí)，基本采取在其運(yùn)行方式下進(jìn)行一系列的改造工作，并不是徹底地拆毀或改換。通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，老舊變電站的有效使用壽命依然可以繼續(xù)延長(zhǎng)，仍然可以作為電網(wǎng)中心發(fā)揮好供配電的功能，在進(jìn)行過(guò)運(yùn)行方式下的改造之后就能夠充分滿(mǎn)足當(dāng)前生產(chǎn)生活對(duì)于電力能源的高需求。在對(duì)老舊大型變電站進(jìn)行改造時(shí)，要根據(jù)各地變電站的實(shí)際情況，結(jié)合自身的供配電模式特點(diǎn)，區(qū)別對(duì)待差異性，在充分了解和掌握各變電站的工程設(shè)計(jì)特點(diǎn)基礎(chǔ)之上，因地制宜進(jìn)行改造工程。

1 故障現(xiàn)象及處理

某地區(qū)一座110kV變電站在進(jìn)行綜自改造，其中110kV和10kV電壓互感器共有五組，其中三組10kV電壓互感器分別接在10kV3號(hào)、4號(hào)、5號(hào)母線(xiàn)上，五組電壓互感器的二次回路采用完全星形接線(xiàn)、N相接地。在完成10kV電壓互感器測(cè)控裝置更換后，接著進(jìn)行110kV電壓互感器測(cè)控裝置更換，卻接連發(fā)生幾次電壓互感器二次回路斷線(xiàn)故障，且每次TV斷線(xiàn)都是在發(fā)生接地故障后。

該變電站10kV4號(hào)母線(xiàn)電壓異常，4號(hào)母線(xiàn)接地光字牌亮（原絕緣監(jiān)察回路仍在使用），接著10kV微機(jī)保護(hù)發(fā)“TV斷線(xiàn)告警”信號(hào)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員檢查，發(fā)現(xiàn)10kV3號(hào)母線(xiàn)上有饋線(xiàn)接地，斷開(kāi)改線(xiàn)路開(kāi)關(guān)后，接地消失；互04TV二次側(cè)A、C兩相保險(xiǎn)熔斷，恢復(fù)保險(xiǎn)后TV斷線(xiàn)信號(hào)復(fù)歸。類(lèi)似的情況在以后的一個(gè)星期內(nèi)又出現(xiàn)過(guò)兩次。

經(jīng)過(guò)對(duì)三次故障的告警記錄分析發(fā)現(xiàn)，每次TV斷線(xiàn)都是在發(fā)生接地故障后出現(xiàn)的。但現(xiàn)場(chǎng)10kV3、4號(hào)母線(xiàn)是分段運(yùn)行的，兩者互不相干，卻出現(xiàn)此段母線(xiàn)接地，另一段母線(xiàn)TV二次側(cè)斷線(xiàn)的異?，F(xiàn)象。

檢查10kV高壓室開(kāi)關(guān)柜的電壓環(huán)網(wǎng)回路，新的電壓互感器測(cè)控裝置安裝在公用屏上，電壓回路從TV柜通過(guò)電纜接到測(cè)控裝置，經(jīng)刀閘重動(dòng)繼電器切換后回到高壓室新更換的微機(jī)保護(hù)中。因還有部分計(jì)量、主變和低周等裝置沒(méi)有改造，所以同時(shí)在輸出回路上還有接到電磁型中繼屏上的臨時(shí)電纜接線(xiàn)，這種臨時(shí)的接線(xiàn)方式是可行的。

在檢查中繼屏端子排接線(xiàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)有一組短接線(xiàn)將10kV互03、04電壓互感器二次側(cè)的A—A、B—B、C—C相直接連在一起。原來(lái)更換電壓互感器測(cè)控裝置時(shí)，工作人員取消了原TV切換裝置，而是圖省事用短接線(xiàn)直接將兩段的A、B、C、N回路并聯(lián)，在完成10kV互03、04電壓互感器測(cè)控裝置更換后忘記拆除該組短接線(xiàn)，導(dǎo)致不論一次側(cè)母線(xiàn)分段還是并列運(yùn)行，兩段電壓互感器的二次回路總是處于并聯(lián)運(yùn)行狀態(tài)，這就是屢次造成電壓回路斷線(xiàn)的故障點(diǎn)。

2 故障原因分析

通過(guò)分析，短接線(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)的電壓互感器二次切換回路是有本質(zhì)區(qū)別的。在電壓互感器二次側(cè)的切換回路中，通常采用的是“切換開(kāi)關(guān)（DK）—母聯(lián)開(kāi)關(guān)位置（DL）、刀閘位置（1G、2G）—切換繼電器（ZJ）”串聯(lián)組成的切換回路；回路中串入母聯(lián)開(kāi)關(guān)位置等接點(diǎn)，典型接線(xiàn)如圖1所示。

圖1 TV并列啟動(dòng)回路（方框內(nèi)為母聯(lián)單元）

目的是使TV二次側(cè)的并列運(yùn)行方式只能根據(jù)所接母線(xiàn)的并列而并列。而故障時(shí)候的一次設(shè)備運(yùn)行方式是10kV3號(hào)、4號(hào)母線(xiàn)分段運(yùn)行，互03、04TV分段運(yùn)行，各饋線(xiàn)常供。一次接線(xiàn)簡(jiǎn)圖如圖2所示。

圖2 一次接線(xiàn)簡(jiǎn)圖

由于工作人員的“圖省事”，簡(jiǎn)單地用短接線(xiàn)直接并接兩段電壓二次回路，強(qiáng)制形成了二次側(cè)“長(zhǎng)期永久”并列運(yùn)行的方式，接線(xiàn)簡(jiǎn)圖如圖3。

圖3 錯(cuò)誤接線(xiàn)示意圖

當(dāng)一次系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，這種并列運(yùn)行方式影響不大，各測(cè)量表計(jì)和保護(hù)裝置采樣到的電壓基本正常，但當(dāng)一次系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)，情況就發(fā)生了根本性的改變。

如其中某一段母線(xiàn)發(fā)生故障的時(shí)候，由于兩個(gè)電壓互感器的一次側(cè)是分段運(yùn)行的，而二次回路并聯(lián)運(yùn)行，相當(dāng)于將兩個(gè)不同系統(tǒng)的電壓強(qiáng)行并列在一起，并列在一起的兩組不同電壓幅值與相位將會(huì)發(fā)生“爭(zhēng)搶”現(xiàn)象，造成電壓回路異常。以10kV4號(hào)母線(xiàn)A相接地為例，分析合成電壓的變化，驗(yàn)證這次故障的判斷處理。

等值電路計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖4：

圖4 等值電路計(jì)算簡(jiǎn)圖

通過(guò)計(jì)算，A相完全接地時(shí)，并列后的電壓UA＝28.85∠90°； UB＝76.33∠－49°； UC＝76.33∠－131°

而且兩組電壓互感器二次繞組之間也產(chǎn)生了差壓，兩組電壓之間的差值造成回路中電流增加，因接地故障初期存在變化因素，當(dāng)接近完全接地時(shí)，電壓互感器二次回路的保險(xiǎn)就會(huì)因差壓過(guò)大產(chǎn)生差流從

而熔斷，TV斷線(xiàn)檢測(cè)裝置會(huì)因電壓幅值與相位的變化發(fā)出TV斷線(xiàn)信號(hào)。

通過(guò)向量圖來(lái)分析如圖5所示，可以看出合成后的三個(gè)線(xiàn)電壓仍然是對(duì)稱(chēng)的，它們的幅值還是100V；對(duì)于不完全接地情況，合成后的線(xiàn)電壓依然是對(duì)稱(chēng)的，幅值也變化不大，基本在100V左右，對(duì)計(jì)量和保護(hù)沒(méi)有影響。

結(jié)語(yǔ)

圖5 合成向量分析圖

故障的處理和理論分析證明標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的電壓互感器二次切換回路的科學(xué)性，電壓互感器二次回路的運(yùn)行方式必須與其一次運(yùn)行方式相一致，如果一次分段，而二次強(qiáng)制并列，輕則燒保險(xiǎn)，重則可能造成電壓互感器損壞或人身傷害。同時(shí)，在繼電保護(hù)安裝工程施工時(shí)，要嚴(yán)格按照以下要求進(jìn)行操作：

（1）按“繼電保護(hù)和電網(wǎng)安全自動(dòng)裝置現(xiàn)場(chǎng)工作保安規(guī)定”開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)的回路改造工作，對(duì)臨時(shí)改接線(xiàn)必須填寫(xiě)“繼電保護(hù)安全措施票”。

（2）電壓互感器二次回路改造中，如需交差施工，可以采用安裝三極刀閘的方式暫時(shí)代替標(biāo)準(zhǔn)的并列切換回路，這樣在改造工作中不論是一次設(shè)備操作，還是回路臨時(shí)并列，都有一個(gè)很好的操作地。

點(diǎn)，運(yùn)行人員操作中也十分直觀。

（3）凡是二次回路或更換過(guò)保護(hù)裝置的設(shè)備，都要高度重視改造后的第一次動(dòng)作或異常情況，第一次異常后維護(hù)人員就應(yīng)收集信息進(jìn)行必要的檢查，往往在這個(gè)時(shí)候就可以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，從而避免故障的重復(fù)發(fā)生和升級(jí)擴(kuò)大。

[1] 杜中劍. 變電站500kV線(xiàn)路電容式電壓互感器故障的分析處理. 2011.

[2] 張德文 .110kV變電站電壓互感器故障原因研究2012.