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电压互感器二次回路故障与继电保护

发表时间：2020/7/20 来源：《电力设备》2020年第8期作者：王小清李建龙周顺开

[导读] 摘要：电力系统的稳定性是保证电力平稳运行的关键，继电保护能够确保设备的安全，防止出现大面积的停电的情况，也是提高系统安全可靠性的重要措施。

        （大连北方互感器集团有限公司辽宁大连）
        摘要：电力系统的稳定性是保证电力平稳运行的关键，继电保护能够确保设备的安全，防止出现大面积的停电的情况，也是提高系统安全可靠性的重要措施。如何确保继电保护二次回路的安全性是继电保护关键技术。电压互感器在运行过程中受到多种因素的影响，所以在电压互感器这二次回路中也很容易出现故障，故障出现后会对继电保护的工作带来很多问题与障碍，使得继电保护不能充分发挥其功能，从而导致相关装置不能够正常的工作，本文主要分析了电压互感器二次回路故障对继电保护的影响，以供大家参考。
        关键词：电压互感器；二次回路；继电保护；影响
        当前的电力系统正在朝着信息化、数字化、智能化的方向发展，继电保护装置在智能电网中的作用越来越凸显。然而，继电保护装置的具体运行，受到电压互感器的运行质量的影响，一旦电压互感器的运行出现了故障，就会造成电网系统一次电路与二次电路的分流错误。因此，如何克服电压互感器二次回路的故障，是摆在智能电网设计人员面前的重要课题。
        1继电保护装置的运行原理
        继电保护装置是在电力系统运行出现问题时启动的，可以自动对电力系统运行的故障原因进行排查。一方面，继电保护装置是一种实时保护，可以在第一时间对故障进行响应，避免电力系统的故障造成更加严重的影响，保护电力装置，使其不会受到电压不稳定、电流不稳定等问题的影响，保障电力供应系统与电力转换系统的运行稳定，保障电力系统的安全性，减少设备与系统故障造成的电力系统人员伤亡事故。另一方面，继电保护装置是一种具有跟踪性质的保护装置，可以对故障的位置进行锁定，方便电力系统运行与维护人员能够在第一时间对故障的原因进行分析，对故障点进行排查，从而更加快捷、高效、准确地对故障进行检修。电力系统的继电保护装置，正在向信息化的方向发展。大数据技术的运用，提高了继电保护装置位置锁定的准确性，远程控制技术的运用，提高了继电保护装置的灵活程度。同时，继电保护装置与智能传感设备的结合，大大提高了电力系统运行控制的智能化程度，有助于电力系统运维人员，对继电保护装置的运行效果进行技术升级。
        2电压互感器二次回路故障常见类型与故障原因
        电压互感器（Potential transformer）是用来变换电力系统线路上电压的设备。其可以将电力系统装置中的高压电转换为低压电，以减少高压电流对设备造成的损害。一旦电压互感器的运行出现故障，电力系统中的终端设备就会受到高压电流的影响，出现短路、电流紊乱等现象，就会造成继电保护装置的运行故障。同时，电压互感器还可以将一次回路与二次回路分开，给测量仪表和继电保护装置供电。电压互感器的容量较小，一般只有几伏安、几十伏安。常见的故障类型有：
        2.1二次短路
        这种故障会导致熔断器设备无法正常工作，导致元件的运行出现跳闸情况，各项回路的线芯，会出现接触不到位的现象。
        2.2二次回路多点接地
        此故障主要是由于电压互感器的安装问题造成的，技术人员如果没有按照相关技术规定，降低电压值的参数，就容易造成这种问题。
        2.3插件烧毁故障
        这主要是由于电压互感器的负荷太重，或者回路短路造成。
        3电压互感器二次回路故障对继电保护的影响
        3.1电压互感器二次回路断线故障对继电保护的产生的影响
        电压互感器的二次回路产生的最明显的影响是电压向量的改变，为此，对于继电保护来说，其相关电压向量的保护作用都会在一定程度上受到影响，致使整个继电保护都难以平稳的运行。每一个和电压向量相关的保护效能均会遭受到影响，进而妨碍了继电保护的总体效能的发挥。

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当前，电力系统中运用的继电保护设施，基本上都是运用微机保护设施，而微机保护设施具有电压互感器断线检测的作用，当产生断线故障以后，微机保护设施会马上从误动作中撤出，以免产生更为恶劣的影响。在电压互感器二次回路中，由于断线故障原因较多，所以其中每一个断线均有其本身的判断依据。为此，在产生电压互感器断线问题的时候，相关工作人员首先需要根据不同的断线情况，采取相对应的措施，在发生断线情况的时候，首先需要先判断出其短线原因，然后再根据原因判断并采取相应的对策。
        3.2电压互感器二次回路多点接地对继电保护的影响
        在电压互感器的二次回路中，多点接地以及中性线电压的偏移都可能会造成相位电压增加或者降低，并且在造成相位变化的时候，在三相电压处于平衡的状态时，其产生的影响就很难被找到，因此，需要结合系统的具体故障问题进行综合性的考虑。
        3.2.1故障相电压升高
        对于正方向故障的线路，电压互感器线路正方向故障的情况下，由于电压的偏移使得定向元件更容易的区分，继电器仍然可以可靠地工作。而反方向的线路故障，接地距离继电器和工频变化继电器都可能会出现故障，其主要是由整体设定值的大小，以及电压值偏移的大小情况而定的。
        3.2.2故障相电压降低
        故障线路的正方向，当偏移电压很小（通常偏移电压不会太大，这是由接地点间的阻抗决定的），相关继电保护仍然可以可靠地工作。对于反向故障，接地距离继电器和工频变化继电器无误动作，但零序功率方向继电器可能出现误动作。
        3.3电压互感器二次回路插件烧毁对继电保护的影响
        电压互感器二次回路插件烧毁，通常是由于线路的整体运行电阻过大造成，这种现象会导致电力系统的继电保护装置，发生较小的电压偏移现象，从而使电力系统设备的运行电压，超过安全电压规定的范围，设备中的三相电压会出现严重的不均衡现象。除此之外，电压互感器二次回路插件烧毁，还会造成电力系统继电保护装置PT断线，从而影响系统中设备运行的稳定性。高压熔断器多次熔断，会导致继电保护装置的内部绝缘系统严重损坏。系统运行的绕组层间或匝间出现断路故障，导致相电压升高并以低频摆动，继电保护装置绝缘支架的有效性受到明显的影响。为了应对电压互感器二次回路插件烧毁，对继电保护装置造成的影响，技术人员可以采用以下措施：（1）对电压互感器，进行回路断线处理，减少互感器插件烧毁对继电保护装置电压的影响。（2）设置与中性点有效接地系统的连接模块，提高继电保护装置的自调节性能。（3）加强对电压表运行系数的控制，保障高压绕组端接地问题处置良好，避免串联谐振现象的出现。（4）对继电保护装置的线电压进行检测，检测内容包含继电保护装置中的声、光信号，减少三相电压的不平衡现象。（5）在电压互感器上加装智能感应元件，电压互感器运行之前，检验互感器有无松动现象，保障电压互感器与继电保护装置的连接线没有断点，检查电压互感器切断回路的接触状况，对于接触不良的部位，进行及时的加固处理，减少磁铁谐振现象的产生。
        4结束语
        在继电保护发展过程中，微机保护因为有健全的自我检查效能和完善的闭锁举措，可以让继电保护更稳定。可是另外由于和继电保护相连的二次回路因为其接线繁杂、故障隐秘性突出的特征，导致危害会进一步的增大。对于电力系统而言，电力变压器继电保护设施是特别关键的电气设施和转换中枢。科学设置变压器继电保护设施可以确保电力系统的可靠运行。
        参考文献：
        [1]陈彪，施文鹏，李艳，等.浅谈二次回路断线以及控制回路断线原因与处理方法[J].南方农机，2018，49（15）：192，203.
        [2]徐兴发.二次电压中性点两点接地引起的保护误动分析及处理[J].电气技术，2018，19（5）：76-79，87.
        [3]周楷哲.浅谈电力系统电气二次回路的常见故障及防范措施[J].低碳世界，2018（10）：115-116.
        作者简介：
        王小清（1982.01.10—），性别：女；籍贯：辽宁大连；民族：满；学历：大学本科；职称：中级工程师研究方向：互感器设计及应用；单位：大连北方互感器集团有限公司。