电压互感器二次回路故障对继电保护的影响及对策

电压互感器二次回路故障对继电保护的影响及对策

【摘要】电压互感器在电力系统中发挥着重要作用，文章对电压互感器典型的二次回路和它的等效电路进行详细的分析，对电压互感器二次电路发生的多点接地、二次回路的断线、阻抗过大等故障及其对继电保护产生的影响进行详解，并且指出对策和研究方向。

【关键词】电压互感器 二次回路 继电保护 影响与对策

1电压互感器二次回路

电压互感器的二次回路只允许有一点接地，几组电压互感器的接地点应统一集中在控制室或者继电保护小室内一点接地。同时为了保证接地的可靠性，我们也要求电压互感器的中性线不能接有可断开开关或者熔断器等。已经在控制室有一点接地的电压互感器二次线圈，在N线中还会布置放点见习或氧化锌阀片接地，这样做的主要目的是为了保护二次绕组免受过电压的冲击。电压互感器二次接线如图1。

在同一变电所中，几台电压互感器的接地地点应该设置在控制室内并一点接地。就是把它们中性线引入控制室，并且接到同一零相电压小母或端子排上，然后向各控制、保护屏配出二次电压中性线。同时将零相电压小母线的一点接到地网。接线如图2所示。

2电压互感器二次回路的常见故障

2.1电压互感器二次回路断线分析

电压互感器二次 回路断线指的是电压互感器继电保护的回路发生开路，具体可以划分为不对称与对称的断线。不对称的断线施主一相或者是两相断线，可能原因是电缆的质量存在问题或者遭到破坏、二次回路接线时连接不良等。

2.1.1 三相断线

三相断线指的是A、B、C 三相都发生了断线，这种情况的 结果就是继电保护没有办法获得任一一相电压，对于保护而言这与电压互感器一次发生三相断线和被保护的设备不带电的状况相同。

2.1.2 不对称断线

如图三为电压互感器二次A相断线电压向量图，由于仅仅只有A相断线，因此A相测得电压UA’为0，而L线并不受影响，因此UL’和正常的时相同，但是仍然是较小值。

不对称断线还包括两相断线，两线断线的时候仅仅有一个健全的相存在电压，UL’此时仍然为正常值。L相线断线的时候UL’为0，但是因为正常运行的时候UL同样接近0，所以不容易被发现。唯有当一次系统发生接地的故障时，零序电流不再是0，但是UL’仍然为0，L相线才会被发现。唯有当一次的系统发生了接地的故障时候，并且零序电流不再是0，而且UL’仍然是0时候，L相断线才能被发现。一旦发现二次保险熔断，或者是回路接触不良时，就会出现电压表显示零又或者是三相电压不平衡，电表转速慢等信号。

2.2电压互感器二次回路反充电

我们知道的反充电其实就是因为在倒闸过程中操作不当有误使得双母线中有电的和不带电的二次回路产生并联，造成的后果就是使带电的的空气开关会跳开，从而造成了二次回路电压消失。造成这种情况是由于电压互感器类似于一个内阻极小电压源，正常条件下电压互感器的电压线圈与继电保护与自动设备的线圈，它的阻抗会比较大但是电流工作室小。

2.3电压互感器多点接地

绝缘被破坏是导致电压互感器二次回路产生其他的接地地点的一般原因。以中性线两相接地时的电压为例，两相接地会造成中性点发生偏移，三相电压都会发生变化，并且产生了零序电流。但是因为中性线阻抗的原因，因此零序电流之方向会和中性点偏移方向不同。中性线所导致的电压偏移往往只会影响到电压但是对电压线没有任何的影响。

2.4电压互感器二次回路短路

造成二次回路短路的故障原因较多，例如：二次回路导线受潮或者损伤发生了一相的接地，同时又发生了二相接地短路；回路中的中联结电缆短路；户外端子箱受潮严重端子的联结处产生了锈蚀。一旦发生二次回路短路故障，此时阻抗会无限的大，二次电压等于零、磁势也为零，一次电压就会全部作用在激磁，它会使得铁心饱和、正弦交变磁通变为梯形波，二次绕组将会感应的较大的电流。磁饱和就会使得铁损增加而发热，持续的时间一旦比较长时，还会是绕组的绝缘性能下降或者烧坏。同时还会造成二次侧熔断器的熔丝会熔断。

2.5电压互感器二次回路阻抗

由于回路阻抗过大会导致继电保护处电压降低，降低的水平取决于回路阻抗和保护阻抗的大小关系。由于三相回路阻抗不同，三相电压出现不平衡，如果同时伴随着N线阻抗增大，将会导致中性线电压偏移。

3电压互感器二次回路断线对继电保护的影响与对策

电压互感器二次回路常见的故障对继电保护造成的影响有以下几个方面。

3.1回路断线对继电保护的影响及对策

电压互感器二次回路断线的时候，所有接入电压量的保护装置都会受到其影响。没有断线闭锁装置的保护将会误动作。对于互感器的二次回路三相断线，一般都是通过三相无压而有流进行判定鉴别。但是对于单相和两相断线，不同的保护装置采用了不同的判据，其中一种常用的判定依据就是负序电压是否大于8V，这原因是不对称的断线是存在负序电压而单相接地故障时负序电压是0。当二次回路断线为了保护，应该立即申请停用受到影响的继电保护装置，断开其出口回路压板，以防止短路器误跳闸。在检查故障点的时候，可以用万用表交流电压档沿着断线的二次回路进行电压测量，根据电压有无来找出故障点并且及时予以正确处理。

3.2回路多点接地对继电保护的影响及对策电压互感器二次回路必须接地，且不允许多点接地，只能有一点接地，倘若电压互感器二次回路多点接地，变电站电网流过很大的电流，保护装置所取得的电压将附加在与接地电流正比的典韦差分量，从而会引起保护装置的电压采样严重的畸变，造成保护装置的拒动或者误动。

解决问题的方法即查找接地点，目前采用停运设备对电缆芯方法，会在实施过程中给电网运行带来很大的风险。所以，在运行变电扎或发电厂不停运设备情况下，检查电压互感器二次回路N600多点接地。

3.3回路短路对继电保护的影响及对策

发生二次回路短路故障，此时阻抗会无限大，二次电压为零、磁势也等于零，一次电压就将全部作用于激磁，舍得铁心严重饱和、正弦交变磁通变为梯形波，二次绕组将会有较大的电路磁饱和还会使得铁损增加而发热，持续时间较长时，使得绕组烧坏。同时造成二次侧熔断器熔丝熔断。严重时，可能引起保护装置误动作和烧毁电压互感器。如果不是二次快速开关跳闸或者是保险熔断，就应该检查二次回路是否有无断线或者接触不良。

3.4回路反冲电对继电保护的影响及对策

在反充电过程中会产生很大的电流，将运行的另一组电压互感器二次空气开关跳开，对所有正在运行的继电保护庄主产生影响。如果电压互感器二次空气开关不调开，还会造成人身和设备损坏试过。因此，防范电压互感器二次回路反充电事故尤为重要。从技术上讲，防范措施双母线接线方式下路保护用电压的取用一般有两种方案，其一是取自母线电压互感器，另一种就是取自线路电压互感器。

3.5回路阻抗过大对继电保护的影响及对策

电压互感器二次回路阻抗过大会导致继电保护发生误判或者造成PT断线而将保护闭锁，为继电保护的正常运行带来了隐患。这是因为二次回路组看过大会导致保护处得到的电压小于实际电压，另外考虑中性线电压偏移的影响，其还会

只是三相电压不平衡，产生零序电压。除此以外，电压互感器二次回路阻抗过大还是影响计量的重要因素严重影响了计量的准确性能，因此要予以解决。

4 结语

本文分析了电压互感器的二次回路接线方式和电路图之后，详细的介绍了电压互感器二次回路发生短路、断线、反充电和多点接地故障的发生原因和特点，再来根据电压变化分析了这些故障对继电保护造成的影响。

参考文献

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[2]秦涛，王向东，张磊.电压互感器二次单相接地短路故障分析[J].电力系统保护与控制2012（7）：136～138.

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