交流二次電壓回路運(yùn)行中的問(wèn)題和對(duì)策

近年來(lái)交流二次電壓回路出現(xiàn)的問(wèn)題，導(dǎo)致湖南電網(wǎng)主機(jī)、主變和主線路保護(hù)裝置不正確動(dòng)作的事件時(shí)有發(fā)生，并常常伴有大面積停電事故，嚴(yán)重危害了電網(wǎng)的安全運(yùn)行，是繼電保護(hù)工作中的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。為提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定的水平，本文以二次電壓回路的異常引起保護(hù)裝置不正確動(dòng)作典型事故為例，分析交流二次電壓回路暴露的問(wèn)題并提出對(duì)策，希望能引起各級(jí)保護(hù)人員的注意。

　　1　交流二次電壓回路與保護(hù)　　
　　交流二次電壓回路是指電壓互感器二次端子連接到保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量等裝置所組成的回路。與交流二次電壓回路相關(guān)的保護(hù)主要有過(guò)電壓、低電壓、主變過(guò)激磁、距離、功率方向、綜合重合閘等保護(hù)和低周等自動(dòng)裝置。交流二次回路設(shè)備不多，接線并不復(fù)雜，但其問(wèn)題使保護(hù)不正確動(dòng)作的事件經(jīng)常發(fā)生。如1994年5月25日，響泉線B相接地故障，響側(cè)3U0（零序電壓回路）接觸不良導(dǎo)致零序方向保護(hù)拒動(dòng)；1995年8月18日，耒陽(yáng)電廠運(yùn)行人員將2號(hào)機(jī)倒母線運(yùn)行，在操作過(guò)程中由于隔離開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)接觸不良，二次電壓回路未切換，致使2號(hào)機(jī)阻抗保護(hù)動(dòng)作跳閘；1998年10月4日，220 kV泉塘變110 kV零序保護(hù)拒動(dòng)，越級(jí)跳2號(hào)主變，造成泉塘變110 kV失壓。

　　2　典型事故分析
　　2．1　云田2號(hào)主變距離保護(hù)誤動(dòng)主變跳閘事故
　　2．1．1　事故經(jīng)過(guò)
　　1996年元月13日云田變電站發(fā)生了直流接地現(xiàn)象。運(yùn)行和繼電保護(hù)人員用分別拉開(kāi)各直流回路的方法查直流接地。查到220 kV直流環(huán)網(wǎng)時(shí)，考慮到6X24Ⅱ母隔離開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)重動(dòng)繼電器電源取自220 kV環(huán)網(wǎng)直流電源，拉開(kāi)直流回路會(huì)導(dǎo)致重動(dòng)繼電器失磁，造成Ⅱ母PT失壓。因此采取了Ⅱ母和Ⅳ母二次電壓回路并列運(yùn)行的措施，即合上了并列開(kāi)關(guān)43S1。查出直流接地為1995年擴(kuò)建時(shí)敷設(shè)的一根交直流共用電纜引起。為解決現(xiàn)場(chǎng)直流接地，先臨時(shí)解開(kāi)接地芯，接著恢復(fù)二次交流電壓回路的正常運(yùn)行方式，斷開(kāi)并列開(kāi)關(guān)43S1，事故喇叭響，2號(hào)主變中壓側(cè)距離保護(hù)動(dòng)作，三側(cè)開(kāi)關(guān)跳閘，切負(fù)荷306 MW。事故原因：220 kVⅡ母6X24隔離開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)的重動(dòng)繼電器保險(xiǎn)管質(zhì)量不良，融絲脫焊、接觸不良導(dǎo)致重動(dòng)繼電器失磁，造成Ⅱ母二次交流電壓失壓，2號(hào)主變中壓側(cè)距離保護(hù)因無(wú)斷線閉鎖裝置出口而跳閘。
　　2．1．2　事故暴露的問(wèn)題
　　a．設(shè)計(jì)人員沒(méi)有執(zhí)行部頒電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置反事故措施要點(diǎn)的11．9條的規(guī)定；電壓二次回路一相、兩相或三相同時(shí)失壓，都應(yīng)發(fā)出警報(bào)，閉鎖可能誤動(dòng)的保護(hù)；主變保護(hù)擴(kuò)建時(shí)沒(méi)有裝設(shè)失壓閉鎖裝置。b．6X24位置重動(dòng)繼電器電源沒(méi)有接專(zhuān)用的控制電源，取用220 kV場(chǎng)地環(huán)網(wǎng)合閘直流電源，不滿足設(shè)計(jì)手冊(cè)要求。c．6X24保險(xiǎn)管存在錫焊質(zhì)量問(wèn)題。d．電壓交流回路和直流回路共用電纜違反有關(guān)規(guī)定。e．電纜安裝不符合基本工藝標(biāo)準(zhǔn)，破劃電纜護(hù)套層過(guò)長(zhǎng)，沒(méi)有包扎電纜頭。
　　2．2　500 kV崗市變1號(hào)主變過(guò)激磁保護(hù)誤動(dòng)跳閘事故
　　2．2．1　事故經(jīng)過(guò)
　　1996年3月15日下午，崗市變運(yùn)行人員倒母線操作，由220 kVⅡ母單線運(yùn)行方式恢復(fù)到正常雙母線運(yùn)行方式。運(yùn)行人員在操作612線路開(kāi)關(guān)和616線路開(kāi)關(guān)倒至Ⅰ母的過(guò)程中，保護(hù)裝置分別發(fā)出了保護(hù)故障、閉鎖保護(hù)、錄波啟動(dòng)等光字牌（在現(xiàn)場(chǎng)工作的保護(hù)人員認(rèn)為不正常），接著在將1號(hào)主變倒Ⅰ母過(guò)程中，1號(hào)中壓側(cè)主變過(guò)激磁保護(hù)動(dòng)作跳三側(cè)開(kāi)關(guān)。主變開(kāi)關(guān)跳閘后，Ⅰ母盤(pán)表指示Uca＝330 kV、Uab＝240 kV、Ubc＝110 kV，Ⅰ母電壓互感器二次電壓Uao＝62 V、Ubo＝62 V、Uco＝95 V、3Uo＝0．36 V。事故調(diào)查證實(shí)：在倒閘操作時(shí)，Ⅰ母電壓互感器二次C相自動(dòng)小開(kāi)關(guān)已斷開(kāi)，Ⅰ母二次電壓失壓。在612倒至Ⅰ母時(shí)，低電壓?jiǎn)��?dòng)錄波，保護(hù)閉鎖；在616開(kāi)關(guān)倒至Ⅰ母時(shí)，低電壓再次啟動(dòng)錄波，616線路保護(hù)發(fā)裝置故障信號(hào)；在1號(hào)主變610開(kāi)關(guān)倒至Ⅰ母時(shí)，并在C相自動(dòng)小開(kāi)關(guān)兩端的電容與感性負(fù)載串聯(lián)，處于諧振區(qū)內(nèi)，測(cè)量電壓Uc＝118 V、U1＝95 V，使負(fù)載電壓升高，三相電壓不對(duì)稱(chēng)，造成1號(hào)主變過(guò)激磁保護(hù)動(dòng)作跳閘。
　　2．2．2　事故暴露的問(wèn)題
　　a．電壓互感器二次自動(dòng)小開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，沒(méi)有發(fā)PT斷線信號(hào)；
　　b．并在自動(dòng)小開(kāi)關(guān)C相兩端的電容8μF配置不合理，與二次感性負(fù)載產(chǎn)生諧振；
　　c．運(yùn)行操作過(guò)程中出現(xiàn)異常，612，616發(fā)一系列光字牌信號(hào)，保護(hù)閉鎖，沒(méi)有引起運(yùn)行人員的高度注意并中止操作、找出原因。
　　2．3　事故后的主要反措
　　2．3．1　云田變?cè)黾恿藢?zhuān)用的電壓切換屏和加裝了一套斷線閉鎖保護(hù)裝置。
　　2．3．2　崗市變采取改變電容C的參數(shù)，已由8μF改為4μF。經(jīng)試驗(yàn)，電壓回路一相、兩相和三相斷線能啟動(dòng)斷線閉鎖裝置并有靈敏度，在負(fù)載上也不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的過(guò)電壓。

　　3　交流電壓二次回路不安全因素產(chǎn)生的原因和危害　　
　　通過(guò)對(duì)一些事故的分析，可知交流電壓二次回路缺陷引起保護(hù)裝置不正確動(dòng)作的主要問(wèn)題是：交流二次電壓回路失壓；三次線圈3 UO回路問(wèn)題；交流二次電壓回路自動(dòng)小開(kāi)關(guān)C相并聯(lián)電容值選擇不當(dāng)。發(fā)生上述問(wèn)題的主要原因是：
　　a．交流二次電壓回路自動(dòng)小開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，往往是由于電壓二次回路過(guò)負(fù)荷和短路引起；
　　b．電壓切換回路故障，主要是隔離開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)檢修維護(hù)不到位和切換繼電器、重動(dòng)繼電器檢驗(yàn)質(zhì)量不良及切換繼電器、重動(dòng)繼電器的直流電源回路存在問(wèn)題；
　　c．二次回路接線接觸不良，主要是因各種機(jī)械接觸不良和焊接不良；
　　d．3 UO接線錯(cuò)誤，主要是極性接錯(cuò)；

　　e．N線回路2點(diǎn)以上接地流過(guò)的附加電流產(chǎn)生的附加電壓。其原因?yàn)樵诖箅娏鹘狱c(diǎn)系統(tǒng)中，當(dāng)變電所或線路出口發(fā)生接地故障有較大的短路電流流入變電所的接地網(wǎng)時(shí)，接地網(wǎng)每一點(diǎn)的電位是不同的。如果電壓互感器二次回路有2點(diǎn)接地，或2個(gè)電壓互感器各有一處接地，并經(jīng)二次回路直接連接起來(lái)時(shí)，不同接地點(diǎn)的電位差將造成繼電保護(hù)入口處電壓異常，如用零相接地方式，則會(huì)造成Uao，Ubo，Uco及3Uo電壓異常，使之不能正確反映一次電壓的幅值和相位，造成接地距離保護(hù)和零序方向等保護(hù)不能正確動(dòng)作。
　　f．交流二次電壓回路自動(dòng)小開(kāi)關(guān)C相并聯(lián)電容值選擇不當(dāng)?shù)脑�因是：設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有理論計(jì)算值，實(shí)際選擇電容時(shí)，沒(méi)有用系統(tǒng)電壓和各種二次負(fù)載做模擬試驗(yàn)，憑經(jīng)驗(yàn)配電容，因此往往不能滿足各種運(yùn)行條件。其危害：一是可能產(chǎn)生過(guò)電壓，使過(guò)電壓保護(hù)和過(guò)激磁保護(hù)動(dòng)作，如崗市變的事故；二是當(dāng)三相自動(dòng)小開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，不能使斷線閉鎖裝置動(dòng)作，閉鎖保護(hù)。

　　4　教訓(xùn)與對(duì)策
　　4．1　設(shè)計(jì)
　　4．1．1　設(shè)計(jì)人員應(yīng)熟悉電力系統(tǒng)繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置反事故措施要點(diǎn)，按反措要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

　　4．1．2　交流二次電壓回路公用的切換繼電器、重動(dòng)繼電器應(yīng)放在控制室，方便運(yùn)行人員巡視操作和監(jiān)視。其直流電源應(yīng)按設(shè)計(jì)手冊(cè)要求取控制電源并要專(zhuān)用。不能像云田變那樣，隨便從場(chǎng)地就近取用，造成查找直流接地不方便，同時(shí)也容易誤拉電源。
　　4．1．3　電壓互感器二次回路小開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)用單相的，不能三相聯(lián)動(dòng)，以減少三相失壓的機(jī)會(huì)。對(duì)自動(dòng)小開(kāi)關(guān)兩端并聯(lián)電容要有理論計(jì)算值，不能采用經(jīng)驗(yàn)值。
　　4．1．4　從設(shè)計(jì)上要做到電壓二次回路一相、兩相或三相同時(shí)失壓都應(yīng)發(fā)出警報(bào)并閉鎖可能誤動(dòng)的保護(hù)，包括自動(dòng)小開(kāi)關(guān)和重動(dòng)繼電器失磁都應(yīng)有措施。

　　4．1．5　保護(hù)和計(jì)量的二次電壓應(yīng)從電壓互感器的二次端子分開(kāi)引出，各走各的路，互相獨(dú)立。
　　4．2　安裝試驗(yàn)
　　4．2．1　施工安裝試驗(yàn)人員應(yīng)學(xué)習(xí)反措、熟悉反措內(nèi)容，對(duì)不滿足反措要求的措施，必須及時(shí)提出來(lái)并進(jìn)行修改，不留下隱患。
　　4．2．2　施工應(yīng)講究工藝，電纜和回路應(yīng)標(biāo)示清楚。施工竣工圖紙要符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際。
　　4．2．3　C相自動(dòng)小開(kāi)關(guān)并聯(lián)電容必須通過(guò)試驗(yàn)確定，應(yīng)有各種負(fù)載包括最大最小負(fù)載的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，防止崗市變類(lèi)似事故重發(fā)。
　　4．3　運(yùn)行
　　驗(yàn)收應(yīng)嚴(yán)格，不能放松，不滿足反措要求的必須堅(jiān)決整改；在操作時(shí)出現(xiàn)異常情況要中止操作，報(bào)告調(diào)度，同時(shí)應(yīng)認(rèn)真檢查分析，弄清情況后，經(jīng)調(diào)度同意才能繼續(xù)操作。
　　4．4　維護(hù)
　　4．4．1　對(duì)于二次電壓回路不滿足要求的應(yīng)按部頒反措要點(diǎn)進(jìn)行改造。如二次、三次線圈的N線要從場(chǎng)地上分開(kāi)，到控制保護(hù)室再接在一起并接地；電壓二次回路一相、兩相或三相同時(shí)失壓沒(méi)有報(bào)警信號(hào)的必須加裝報(bào)警裝置，并閉鎖可能會(huì)誤動(dòng)的保護(hù)。

　　4．4．2　對(duì)于二次電壓回路自動(dòng)小開(kāi)關(guān)是三相聯(lián)動(dòng)的應(yīng)改成單相動(dòng)作。如果裝有過(guò)電壓、過(guò)激磁保護(hù)的變電站對(duì)電容C的選擇必須經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，過(guò)去沒(méi)有試驗(yàn)的要?jiǎng)?chuàng)造條件進(jìn)行試驗(yàn)，防止崗市變類(lèi)似事故的發(fā)生。
　　4．4．3　對(duì)于電壓切換回路，每年必須對(duì)隔離開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)、切換繼電器和重動(dòng)繼電器進(jìn)行檢查，重點(diǎn)在接觸部分，要保證接觸良好。尤其是隔離開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)接觸不良的現(xiàn)象頻頻發(fā)生，對(duì)一次維護(hù)人員應(yīng)有明確的規(guī)定。二次電壓回路容易出問(wèn)題的一個(gè)很重要的原因，就是忽視了它的定期檢查和要求，因此必須對(duì)此有明確的規(guī)定。
　　4．4．4　帶負(fù)荷檢查電壓回路的接線是一個(gè)重要的項(xiàng)目，不但要檢查二次線圈和三次線圈的接線，還應(yīng)檢查線路抽取電壓的接線。實(shí)踐證明，檢查三次線圈的不平衡電壓，可以判斷三次線圈回路的接觸問(wèn)題。一般三次線圈不平衡電壓應(yīng)大于0．2 V，即3UO應(yīng)大于0．2 V。如果3 UO小于0．2 V應(yīng)務(wù)必注意，必須從保護(hù)盤(pán)、公用信號(hào)盤(pán)到場(chǎng)地電壓端子箱以及切換回路的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括隔離開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)、重點(diǎn)繼電器和切換繼電器都要進(jìn)行測(cè)量檢查，來(lái)確保三次線圈回路接觸良好。不要認(rèn)為正常3 UO越小越好，小于0．2 V就有可能是不正常了。對(duì)于零序功率方向極性的檢查，最根本的辦法是查清電壓及電流互感器的極性，所有從互感器端子到繼電保護(hù)盤(pán)的聯(lián)線和盤(pán)上零序方向繼電器的極性，均應(yīng)帶負(fù)荷檢查后作出綜合的正確判斷。

　　5　結(jié)束語(yǔ)　　
　　前面主要介紹了交流電壓二次回路的問(wèn)題和要吸取的教訓(xùn)和對(duì)策，目的在于堵塞交流電壓二次回路出現(xiàn)的漏洞，加強(qiáng)交流電壓二次回路運(yùn)行的可靠性，減少繼電保護(hù)不正確動(dòng)作的隱患，提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的水平。