电压互感器断线告警回路改进

电压互感器断线告警回路改进

罗振华

（广东电网有限责任公司惠州供电局广东惠州516001）

摘要：本文简介了电压互感器的工作原理以及其在变电站系统中的重要作用，分析了电压互感器二次回路断线的现有各种告警方法，并提出了一种新的电压互感器断线告警回路。

关键词：断线告警；改进：电压互感器

1电压互感器的工作原理

电压互感器的工作原理类同于变压器。它也是由铁芯、一次线圈、接线端子及绝缘支持物等组成。在铁芯上装有一次和二次绕组，它们之间互相绝缘。电压互感器的一次线圈匝数比较多，并联在供电系统的一次电路中，二次线圈匝数比较少，接于高阻抗的测量仪表和继电保护的电压线圈，正常运行时，电压互感器接近空载状态。变电站一般采用三相五柱式接法将电压互感器接入电网中，即高压线圈和一组低压线圈接成星型，中性点接地，以测量相间电压和相对地电压。另一组低压线圈接为开口三角形，首尾相连，留出两个端，供系统接地绝缘监视用。

2电压互感器二次回路断线造成的影响

电压互感器二次回路断线对保护的影响很大，如：

（1）10kV及以上电压等级的线路一般采用以阻抗继电器为核心的距离保护作为主保护，阻抗继电器经由电压互感器二次获取系统电压。电压互感器断线则二次回路的相电压和线电压消失或降低，阻抗继电器的测量阻抗减小，这将会引起距离保护装置误动作。

（2）复压闭锁过电流保护主要用在变压器的后备保护或者变压器的进线保护中，低电压继电器经负序电压继电器的常闭接点接于相间电压上，以保证保护装置在对称三相短路时可靠地动作，并能提高低电压继电器对三相短路的灵敏度。电压互感器断线造成电压降低，有可能导致复压闭锁过流保护的复压开放，其结果会使发生区外故障时，复压闭锁过流保护误动，扩大事故范围。

（3）大部分线路保护装置在电压互感器二次发生断线时都会使重合闸放电，使重合闸功能失灵，尤其是在单相重合闸方式下发生单相瞬时性故障时，不能单跳单重，及时恢复供电，还有可能造成线路非全相运行，给地区电网的安全可靠运行造成威胁。

同时，电压互感器二次回路断线对计量设备造成影响，使电量计算缺少，给供电单位造成损失。

3电压互感器断线判据

电压互感器断线的特点，电压互感器断线一般可以分为电压互感器一次侧断线和二次侧断线，无论是哪一侧的断线，都将会使电压互感器二次回路的电压异常。电压互感器一次侧断线时，一种是全部断线，此时二次侧电压全无，开口三角也无电压；另一种是不对称断线，此时对应相的二次侧无相电压，不断线相二次电压不变，开口三角有压。电压互感器二次侧断线时，电压互感器开口三角无电压，断线相相电压为零。

几种不同的电压互感器不对称断线判据：由于电压互感器三相对称断线的判据基本相同，目前，国内厂家对于电压互感器不对称断线的判据各有不同，以下述的三种判据为例。

判据一：负序电压大于8V。该判据是利用电压互感器不对称断线时，存在负序电压，而单相接地故障时，负序电压为零的特点来进行电压互感器不对称断线的判断的。

判据二：三相电压的向量和大于18V，并且至少有一线电压的模值之差大于20V。三相电压的向量和大于一指定值（18V），是不对称断线的主要特征，“至少有一线电压的模值之差大于20V”，用来考虑在中性点不接地系统中，单相接地故障时，三相的线电压仍然是对称的，以此来区分单相接地故障和不对称断线。

判据三：存在一线电压的模值之差大于18V。该判据同判据二一样，也是通过线电压的模值之差作为电压互感器不对称断线的判据，并且是以此来区分单相接地故障和不对称断线的。

经过分析后，结合电压互感器不对称断线的特点，可以看出：以上三种不同的电压互感器不对称断线的判据都有其正确性，并且从运行效果来看，还是不错的。在电压互感器一次侧不对称断线时能够正确动作，一般情况下，在电压互感器二次侧不对称断线时，也能够正确动作。但是，以上判据都是针对保护的，利用保护装置的电压断线判据来判别。对于计量回路的电压断线的判别是不适用的。

4计量电压回路断线告警原理及改进

现在常用的计量电压回路断线接线原理如图1所示，在电压互感器二次侧源端每一相与N线之间并接一个电压监视继电器。任一相电压降低到电压监视继电器整定值时，该电压监视继电器的常闭节点闭合，发出“计量电压回路断线”信号，信号原理图如图2所示。这种接线的优点时直接反应电压互感器的工作情况，但缺点是当电压互感器停电检修时，一样会发出“计量电压回路断线”信号，影响调度监盘和判断。

图2计量电压回路断线信号原理图

改进方法1：将上述三个电压监视继电器的常开节点并联后和上述三个电压监视继电器的常闭节点并联后再串联，如图3所示。这样就可以避免电压互感器停电检修时，报出“计量电压回路断线”信号，而且在系统正常时电压互感器三相失去电压的概率非常小，这时是一次侧三相接地故障，已有其他故障信号上送调度，这种本文不予以考虑。电压互感器的一次保险故障时比较常见的故障，本方法可很好地监控该故障，且在电压互感器停电检修时，自动不上送“计量电压回路断线”信号。这种方法优点时很直观地反应电压互感器的二次源端电压情况，且能完好地实现在电压互感器停电检修时自动不上送“计量电压回路断线”信号。但此办法未能直接地反应计量电压回路的负载的电压情况。

图3改进方法1信号原理图

改进方法2：将三个电压监视继电器的安装位置后移，如图4所示。这样就可以完好地监视计量电压回路的负载的电压情况。这种情况下，信号回路宜采用图2，不宜采用图3。若采用图3，则在图1中的计量电压空开ZK1、ZK2、ZK3同时跳闸时，不能正常报警，特别是一些老的厂站计量电压空开是三相联动的，这种情况出现的概率更大。这种方法的优点是：可以完好地监视计量电压回路的负载的电压情况，且在电压互感器停电检修时也不会上送“计量电压回路断线”信号，影响调度监盘和判断。因为电压互感器停电检修时，电压互感器二次会人为电压并列，保证电压回路负载不失电。

图4改进后的计量电压回路断线接线原理图

5结语

以上探讨了电压互感器断线的各种报警方法和原理，以及其优缺点。建议根据各自的实际情况灵活采用。

参考文献：

[1]赖永亮，PT断线、母线失压的判据分析[J].科技展望，2016.13：176.

[2]高秀琴，电压互感器二次回路断线故障分析及处理措施[J].电力电子，2017.11：237.

作者简介：

罗振华（1983－）、男、汉族、学士、高级工程师、从事电网继电保护工作。