电压互感器两点接地检测方法探析

学术论文 2018-09-30 16:17:50
    《國家电网公司十八项电网重大反事故措施》明确指出电压互感器二次回路只允许在控制室内有一点接地。当N600分别在开关厂和控制室接地时,如果系统发生故障,变电站地网流过大故障电流,此时N600两接地点间产生电位差,它将造成中性点电压相位偏移,进而影响相电压与零序电压的幅值与相位,从而可能导致距离保护、零序方向保护误动。
    1 电压互感器两点接地导致保护误动
    福永变某日某条220kV线路零序一段动作跳开,于此同时一条110kV线路保护距离一段动作,重合成功。经输电人员检查发现220kV线路出口出发生单项接地故障,保护动作正确,而110kV线路无故障点,怀疑保护属于误动。保护人员认真排查保护装置及电流电压回路,发现110kV一母电压互感器除在控制室一点接地外,在电压互感器端子箱处氧化锌避雷器击穿,造成一母电压互感器两点接地。保护人员怀疑保护误动是由于此故障造成。经检查故障时录波器录波图形发现,110kV电压存在中性点位移,是造成保护误动的根本原因。
    2 电压互感器接地时等值电路
    我们首先绘制电压互感器一点接地和两点接地时的等值电路图。通过等值电路图来分别分析电压互感器一点接地和两点接地时的流过中性线的电流,通过比较来总结查找电压互感器两点接地的方法。电压互感器一点和两点接地时的等值电路图如图1所示。
    N600一点接地时电流及等值电路如图1左所示。此时接地点的接地电流为电缆对地分布电容电流。对地容抗为Xc,PT二次等值电压为U1,从一点接地连接线形成回路,分布容抗和U1决定回路电路I的大小。如果将接地点断开接入滑线电阻R后,因R远小于容抗Xc的值,改变R的值,电流I基本不变。
    电压互感器两点接地时的等值电路图如图1所示。两点接地地网上存在电势差U2,等值电路如图3所示。电势差U2的存在使得控制室永久接地点与另一接地点之间出现一个环形电流,该电流将远大于一点接地时的电流(一般会达到几十至数百毫安)。如果在控制室将接地点断开并接滑线电阻R后,改变电阻R后,改变电阻R值,因回路的U2固定,因此电流I随电阻R的增大而减小。
    3 两点接地检测方法
    经以上分析,我们总结出可由于查找电压互感器多点接地的实验电路,实验电路图如图2所示。
    试验步如骤下:(1)在N600未打开前,在N600(A)与地(B)点按图示接入隔离开关K,并处于合位。(2)在N600未打开前,将图示中其他各支路按图示接好,滑线变阻器滑至最小位置(0Ω)处。(3)确认接线准确无误后,解开N600接地点,打开隔离开关,慢慢增大电阻,观察钳形电流表的读数(钳形电流表选用高精度电流表)。操作时戴绝缘手套,站在绝缘垫上。
    若试验结果为电流随电阻的增大而减小时,可判定该站N600有两点或多点接地现象。若试验结果为电流恒定,可判定该站N600为一点接地。一般地,一点接地的接地电流在80mA以下。
    4 现实意义
    为保证人身和二次设备安全,电压互感器二次回路必须接地。但当电压互感器二次回路出现两点甚至多点接地时,将导致继电保护装置感受电压异常,引起保护不正确动作。此前缺乏有效检验电压互感器二次回路两点接地的方法。此方法经过理论验证、实际应用取得了良好效果。并且操作简单、易掌握,在系统内推广对于严格执行反措要求,预防保护误动,提高电力系统的安全稳定运行会起到积极的作用。
    运用此方法在包头供电局所管辖部分变电站进行排查电压互感器多点接地情况,汇总情况见表1。
    本方法简单实用,可作为判定查找站内N600回路是否有两点或多点接地的方法在局内、系统内推广应用。
    5 启示及防范
    由以上分析我们认识到了电压互感器两地接地的危害,并且总结出了电压互感器两点接地的检测方法。从而提出以下防范措施:(1)新建变电站或综自改造以及扩建变电站时,应增加一项检查内容-电压互感器中性线N600的接地电流,并写入记录薄中;(2)严格审核施工设计图纸,结合实际要求图纸符合各种反事故措施几规程的要求;(3)对已经投运的变电站要定期进行接地电流的测试,最好周期进行,对发现问题的变电站及时采取措施进行整改,防止事故发生;(4)充分重视电压互感器多点接地的危害,加强管理。
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