一起电压互感器反充电事件的分析及处理

一起电压互感器反充电事件的分析及处理

某220kV变电站在一次母线停电的倒闸操作中，由于某线路间隔的母线侧刀闸常闭辅助接点接触不良，运行中母线的PT经操作箱电压切换回路向停电母线反充电，导致运行中母线PT二次空开跳闸，保护装置电压切换插件烧坏的事件。针对本次事件，文章分析了造成PT反充电的原因，以及对运行中母线PT 失压的后果和潜在的风险评估，提出了相应的防范措施。

标签：电压互感器；切换继电器；反充电

引言

对于双母线接线方式上所连接的元件，为了保证其一次系统和二次系统在电压上保持对应，以免发生保护或自动装置误动、拒动，要求保护及自动装置的二次电压回路随同主接线一次运行方式改变同步进行切换和并列回路。

另外，当某一母线电压互感器检修或母线停电时，还可通过电压切换回路来保证该段母线所接的元件正常运行。但由于存在两组PT回路的并列，在母线停电倒闸操作中，若母线侧刀闸辅助接点接触不良，将导致二次并列回路非正常并列，则会发生运行中的PT经二次回路向停电母线反充电，造成运行中二次空开跳闸，保护装置插件烧坏的现象。因此现行的相关规程规范和措施均强调严禁电压互感器反充电。

1 事件经过

某220kV变电站按年度检修计划进行220kVⅠ段母线停电的操作，当220kV Ⅰ段母线上所有间隔到已倒至Ⅱ段母线后，再执行断开母联2012开关时（操作票的操作顺序为：先断开母联2012开关，再拉开221PT一次刀闸，其次断开Ⅰ母线电压互感器二次空气开关），NCS监控后台机显示多条220kV线路保护主一保护屏PT交流电压断线和装置告警信息，同时报电压互感器二次侧开关跳闸。位于继保室的220kV××甲线主一保护屏屏后端子排处闻到一股烧焦的气味，现场人员检查发现220kV线路保护主一保护屏RCS-931BM装置电压采样值为0，装置面板显示“TV断线”报警，GIS升压站Ⅰ、Ⅱ母线电压互感器间隔汇控内221PT 和222PT的保护绕组1二次空开开关跳闸现象。

2 原因分析

事后检查发现烧毁部位220kV××甲线主一保护屏4250开关CZX-12R2操作箱#14插件。由于#14插件的功能是实现Ⅰ、Ⅱ母线电压切换，并将切换后的电压接入主一保护装置RCS-931BM、安稳主机A装置。因此检查人员重点检查了与该电压切换相关回路，如图2。

从PT并列箱电压切换回路可知，由于PT二次并列回路串接了母联2012开

关及刀闸的常开辅助接点，且现场PT并列把手正常在“禁止并列”位置，其并列回路可靠断开，经该回路反充电可能性比较小。这样可以把检查的重点转到CZX-12R2操作箱的电压切换回路上。

2.1 电压切换回路基本原理

2.1.1 当元件挂在I母运行时，I母刀闸的常开辅助接点闭合，1YQJ1、1YQY2、1YQJ3继电器动作，1YQJ4、1YQJ5、1YQJ6、1YQJ7磁保持继电器也动作，且自保持。II母刀闸的常闭接点将2YQJ4、2YQJ5、2YQJ6、2YQJ7复归，此时，1XD亮，指示保护装置的交流电压由I母TV接入。

2.1.2 当元件挂在II母运行时，II母刀闸的常开辅助接点闭合，2YQJ1、2YQJ2、2YQJ3继电器动作，2YQJ4，2YQJ5，2YQJ6、2YQJ7磁保持继电器动作，且自保持。I母刀闸的常闭接点将1YQY4、1YQJ5、1YQJ6、1YQJ7复归，此时2XD亮，指示保护装置的交流电压由II母TV接入。

2.1.3 当两组隔离刀闸均闭合时，则1XD，2XD均亮，指示保护装置的交流电压由I、II母TV提供。

2.1.4 为防止两组母线电压在二次侧异常并列，当两组母线的电压切换继电器同时动作时，应发出告警信号。

2.2 现场检查情况

现场检查发现，220kV××甲线路电压切换回路中1YQJ和2YQJ继电器均处于动作状态，从而使220kV I、II母电压通过220kV××甲线路的电压切换回路并列起来。220kV××甲线路运行在II母，所以电压切换回路中2YQJ动作接通是正确的，而1YQJ则不应动作。后续检查中发现该线路I母隔离刀闸常闭辅助接点因转换不到位而没有接通。

在220kV××甲线路间隔由220kV I母倒至220kV II母后，该线路I母刀闸的常开辅助接点已打开，而相应的常闭辅助接点却未闭合。从电压切换回路图可以看出，带复归线圈型1YQJ4（5、6、7）仍处于接通状态，1YQJ1（2、3）处于断开状态，“I母运行灯”不亮。因此，220kVI、II母PT二次电压通过甲线路的电压切换回路并列起来。倒母线操作过程中，运行人员未注意将停电的I母PT 二次空开断开，也未检查“切换继电器同时动作”信号是否复归。当分开220kV 母联开关时，II母二次电压通过并列点向停电的I母PT反充电，引起220kV I、II母PT二次电压空气开关跳闸。

3 PT二次反充电造成的影响

PT二次回路由于非正常并列发生反充电，将在PT一次侧产生高电压，二次侧产生大电流。

PT一次侧产生的高电压，容易对检修人员造成人身伤害；二次侧产生的大电流，则造成运行PT的二次空气开关跳闸，二次元件烧毁等。

就本次事件而言，运行PT二次空开跳闸，导致220kV线路保护仅保留电流差动保护和PT断线后备保护，保护可靠性下降。

4 防范措施

（1）在操作完母线侧刀闸后，运行人员除了检查一次设备机械位置指示是否正确外，还需观察NCS监控系统的光字牌、报文信息。在断开母联开关前，必须确认NCS监控系统后台所有间隔的“切换继电器同时动作”信号已复归。

（2）对于双母线接线方式，当一组母线停电时，必须采取措施（先断开电压互感器二次空气开关，后拉开一次隔离开关）。防止经另一组带电母线电压互感器二次侧向停电的母线反充电。只有当两组母线电压互感器一次侧并列的情况下，两组电压互感器二次方能并列。为了避免二次并列时一次出现解列，在二次并列前，必须断开母联断路器控制电源。

（3）线路正常运行时也要留意“PT失压”信号：回路由两路切换继电器常闭接点和断路器常开接点串联组成。主要作用是：开关在正常运行时，两路刀闸切换回路都不通，此时发出信号提醒运行人员。

（4）新设备投产验收时必须实际分合刀闸验证电压切换回路的完好性和相关信号的正确动作；当拉开母线刀闸时，复归线圈应可靠动作，由于目测不能确定，需用万用表量其动作接点是否断开。

5 结束语

电压切换回路是否良好，直接关系到保护和自动装置能否正确动作，甚至影响电网的安全稳定运行。为使其能够可靠运行，一方面要加强设备的运行维护，另一方面要规范隔离开关、母线操作原则，电气操作票的逐步操作核对，做好风险控制措施，及时发现异常状态，避免PT二次回路非正常并列导致PT失压以及烧毁插件的事情发生。因此，现场电气作业人员都需要认真防范电压互感器二次回路反充电事故。

参考文献

[1]国家电力调度通信中心.国家电网公司继电保护培训教材[M].中国电力出版社，2009.

[2]李柱江.电气操作票电气工作票典型实例[M].中国电力出版社，2011.

[3]南京南瑞继保电气有限公司.CZX-12R2型操作继电器装置技术说明书[R].