电力建设
继电保护用电压互感器二次回路的相关问题探讨
龙世刚
（凯里供电局，贵州凯里５５６０００）
摘要：电力系统发生事故时要求继电保护装置能够迅速正确地切除事故区域，并且使停电范围尽可能缩小，因此必须要求保护继电器 具有高可靠性和选择性。对电压互感器二次回路异常的原因、影响和保护措施进行了分析，总结电压互感器的保护方法，为今后的相关
工作提供借鉴。 关键词：电压互感器；二次回路；继电保护；影响
Ｏ引言
电压互感器是隔离高电压，并把高电压变为低电压，继电 保护、自动装置和测量仪表获取一次电压信息的传感器。同时，
由于它可靠地隔离了高电压，从而保证了测量人员、仪表及保
护装置的安全。此外，还可将电压互感器接于发电厂、变电站的
线路出口和入口电能计量及负荷装置上，用作电网对用户及网 与厂之间、网与网之间电量结算、潮流监控等商业计算。
电力系统中，一次和二次回路之间唯一“正当”的连接途径 是电流和电压互感器。本文论述的过电压是通过“寄生”连
接——通过互感器线圈间电容的静电连接。通过一次和二次回
路间互感的电磁连接；通过变电所公共接地电阻的导电性连 接——从一次回路传到二次回路的。现代变电站中，互感器通
过相当长的电缆连到继电器上，产生的二次过电压的主要分量
是由于电磁和导电性连接形成的。 １电压互感器二次回路异常
１．１电压互感器二次回路异常的原因
１．１．１同一电压互感器的二次回路多点接地
主要有两种情况：在电压互感器端子箱接地后在主控制室
又再次接地（两接地点之间无电缆芯连接）；两个及以上的电压 互感器中性点在端子箱处接地后再经电缆芯引入主控室内直
接连接起来（如引至主控室的接地小母线上连接）。 对于这两种电压互感器二次回路的接地方式，当中性点直
接接地系统中的变电所内或线路出口发生接地短路故障时，由
于有很大的短路电流进入变电所或开关站的接地网中，而接地 网上的不同点相对于电流入地点的电阻有差异，因而造成了接 地网上每一户的电位是不同的，也即电压互感器的各二次接地
动力与电气工程 ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＯＨＮ０Ｌ００Ｙ 电压互感器的 ～－０ 次断压的判断 李茜昕 （广东省高要供电局 广东高要 ５２６１ ０Ｏ） 摘要：本文介绍了一种利用电压表曩Ｉ量接线盒处二次线电压值。并根据所测量的数值结合电压互感器的接线与相数分析判断，从而确定 电压互感器一．二次郦一翎．坪一相断压的方法，有助于工作人受尽快消除故障及进行电量追补。 关键词：互感器 断压 判断 中图分类号：ＴＳ ３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ６７２—３７９１（２００８）１ｌ（ａ）一０１１３—０２ 在电压互感器的运行中，由于熔丝质 量差，绝缘老化、雷击及过电压等导致发 生电压互感器断压故障。电压互感器的断 压有两种情况：一次断电压和二次断电压。 由于一次必须有高压熔丝，故一次断压一 般是熔丝熔断断电压 而二次规定是不准 加装熔丝，但有些部门也加装了熔丝，这就 有二次熔丝熔断断压，而且雷击也有可能 使二次绕组断线，发生＝次断压。电压互 感器的断压还与其接线和相数有关，所以 有Ｖ、Ｖ型接线电压互感器断压和Ｙ、ｙ型 接线电压互感器断压两种情况。本文将给 出判断电压互感器一次、二次断压的判断 方法。 １电压互感器开口三角形（ＷＯ型）接线 １．１ ＶＶ０型接线电压 电流互感器接线 三相三线全电子式多功能电子表与 ＶＶＯ型接线电压互感器、电流互感器的接 线如图１所示。 正常运行时的相量图如图２，此时二次
图１ Ｖ Ｖ ０型电压 电流互感器接线圈
图２相量图 各线电压应为：Ｖａｂ＝Ｖｂｃ＝Ｖｃａ—ｌＯＯＶ。 １．２分析测量数据 测量数据时，应先断开接线盒电压连 片，再用电压表测量进线侧二次线电压 Ｖａｂ、Ｖｂｃ、Ｖｃａ的电压值。 １．２．１一次侧断压情况 测量数据：Ｖａｂ＝０Ｖ，Ｖｂｃ＝ｌ ０ＯＶ， Ｖｃａ＝ｌＯ０Ｖ。 判断：一次Ａ相断压（因一次Ａ相断压， 故ＡＢ间没有电压，二次ａｂ间也没有感应 电势，即Ｖａｂ＝０Ｖ，一次Ｂｃ间电压正常，故 二次Ｖｂｃ＝ｌ００Ｖ，此时ａｂ线圈起导线作用， 所以Ｖｂｃ＝Ｖｃａ＝１００Ｖ）。 原理接线图如图３所示。 依此类推，根据测量数据，判断一次断 压相如表ｌ所示。 １．２．２二次侧断压情况 测量数据：Ｖａｂ＝０Ｖ，Ｖｂｃ＝１００Ｖ，Ｖｃａ＝０Ｖ 判断：二次ａ相断压（因测量Ｖａｂ、Ｖｃａ 时不构成回路故Ｖａｂ＝０Ｖ，Ｖｃａ＝ＯＶ）。原理 接线如图４。 图３电压互感器ＶＶ０接
一．相序错误导致的电压互感器二次回路断线问题
（一）故障现象
2007年9月21日，220 kV FX变电站110 kV XD线在进行热倒母线刀闸操作过程中（110 kV XD线标准运行方式下运行于110 kV
Ⅰ号母线），当值班人员合上110 kV XD线Ⅱ号母线侧隔离开关时，该站所有110 kV线路保护装置，Ⅰ号、Ⅱ号主变中后备保护装置均发出PT断线告警信号，值班人员立即对该站的110 kV Ⅰ号、Ⅱ号母线PT（TV）端子箱进行检查，发现Ⅰ号、Ⅱ号母线PT（TV）端子箱中均发生保护电压B、C相空气开关脱扣的现象，多次尝试合上脱扣相空气开关的操作均失败。
（二）故障处理
220 kV FX变电站220 kV、110 kV均采用双母线带旁路接线方式，110 kV XD线至投运时便一直处于标准运行接线方式下运行，运行于110 kV Ⅰ号母线上。110 kV XD线线路保护采用北京四方继保自动化股份有限公司的CSC-161A型数字式线路保护装置，本线路所需的Ⅰ、Ⅱ母保护，计量电压的切换均由CSC-161A保护装置的电压切换插件实现。
故障发生后，运行值班人员立即停止操作、汇报调度，恢复线路正常运行方式，等待继电保护人员的处理。继电保护人员赶到现场后，首先了解清楚了故障发生时的运行方式、操作步骤等详细情况后，初步判定为Ⅰ、Ⅱ号母线PT（TV）二次回路在操作过程中有短路现象发生。
办理第二种工作票后，检查110 kV XD线保护屏端子排上引入的Ⅰ、Ⅱ号母线电压幅值并进行核相，得到如下结果：
A630Ⅱ=57.72V B630Ⅱ=57.68V C630Ⅱ=57.75V
A640Ⅱ=57.71V B640Ⅱ=57.70V C640Ⅱ=57.72V A630Ⅱ～A640Ⅱ=0.03V B630Ⅱ～B640Ⅱ=100.2V C630Ⅱ～C640Ⅱ=100.1V
B630Ⅱ～ C640Ⅱ=0.10V C630Ⅱ～ B640Ⅱ=0.12V
电压互感器二次回路设计
1. 电压互感器二次回路设计的相关规定
在选择电压互感器时，要满足一次回路额定电压的要求，其容量和准确等级（包括电压互感器剩余绕组）都要符合测量仪表、保护装置和自动装置的要求。同时，还要确保电压互感器负载端仪表、保护和自动装置在工作时所需要的电压准确等级。电压互感器二次负载三相宜平衡配置。若电压回路电压降满足不了电能表的准确度的要求，电能表可就地布置，或者在电压互感器端子箱处另设电能表专用的熔断器或自动开关， 并引接电能表电压回路专用的引接电缆， 控制室应有该熔断器或自动开关的监视信号。在电压互感器二次回路中， 除接成开口三角形的剩余二次绕组和另有规定者（例如自动调整励磁装置）外，应装设熔断器或自动开关。电压互感器的一次侧隔离开关断开后，二次回路中要有防止电压反馈的措施。
2. 常见的电压互感器二次回路接线方式
3. 电压互感器二次回路设计
3.1 电压互感器二次回路设计原则
电压互感器应按照母线的数量设置，也就是每一组主母线装设一组电压互感器。由一组电压互感器二次侧取接在同一母线上所有元件的测量仪表、继电保护和自动装置的电压。通过采用电压小母线来减少电缆的联系，在电压小母线上引接可以得到各电气设备需要的二次电压。应可能让电压互感器的负荷分配均匀，
符合三相平衡的规定要求，防止出现因一个相负荷过大而降低继电器和仪表准确性的情况发生。发电厂中电压互感器二次侧是采用B相接地方式，主要是因为发电厂中一般采用ZZQ-1～ZZQ-5型的同期装置，这就需要电压互感器二次侧B相接地，以简化同期系统的接线，减少同期开关的档数。不过采用B相接地方式应注意以下几点：
（1） B相接地点应设在熔断器2FU后，这样可以避免中点接地时出现B 相绕组烧毁。二次绕组的中点经击穿保险器JS接地，中点一般会处于绝缘状态，当B相2FU熔断时，就会使得中点电位升高，把间隙JS击穿。（2） B相在端子箱接地后，用电缆总线引至电压小母线1VBB。A、C相和中性线N都经过电压互感器一次侧隔离开关辅助触点QS分别引至电压小母线1VBA、1VBC和1VBN，以避免电压互感器停电或检修时由二次侧向一次侧反馈。如果出现中性线上辅助触点接触不良这种很难发现的现象，可以使用2对QS触点并联，通过这样的方式可以提高其接触可靠性。（3） 在正常运行的情况系下，三相电压对称并且其相量和为O，接成开口三角形的第三绕组两端电压为零。如果出现接地故障，开口三角形的两端就会出现3倍的零序电压， 绝缘监察继电器KMS动作，关闭常开接点，接通光字牌IGP回路，显示“35kV第I段母线接地”的字幕，同时发出音响信号。启动信号继电器KS， KS动作后掉牌，对KMS的动作进行记录，并由其触点发出“掉牌未复归”信号。4）用3只电压表组成母线绝缘监察装置，来判断出哪一相接地，母线绝缘监察装置的接线图如图3所示。
