王群明

(臺州電業(yè)局，浙江 臺州 317000)

根據(jù)2005年11月國家電力調(diào)度通信中心“關(guān)于印發(fā)《國家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》(試行)繼電保護(hù)專業(yè)重點(diǎn)實(shí)施要求的通知”中6.3.1條要求：經(jīng)控制室零相小母線(N600)連通的幾組電壓互感器二次回路，只在控制室將N600一點(diǎn)接地，公用電壓互感器的二次回路宜在開關(guān)場將二次線圈中性點(diǎn)經(jīng)放電間隙或氧化鋅閥片(即電壓互感器二次接地保護(hù)器)接地，應(yīng)定期檢查放電間隙或氧化鋅閥片，防止造成電壓二次回路多點(diǎn)接地的現(xiàn)象。

電壓互感器二次接地保護(hù)器的擊穿電壓峰值為大于30ImaxV，是電網(wǎng)接地故障時通過變電站的最大接地電流有效值。因此，接地保護(hù)器的設(shè)置主要是為了防止雷電等系統(tǒng)過電壓危害二次設(shè)備安全，防止在雷擊過電壓、沖擊過電壓時瞬時放電，保護(hù)二次繞組免受影響。但在現(xiàn)實(shí)中，由于選材、老化等原因，原有電壓互感器二次接地保護(hù)器的負(fù)面影響逐漸顯現(xiàn)。

1 老電壓互感器二次接地保護(hù)器存在問題

在常規(guī)設(shè)計中，就地電壓互感器端子箱內(nèi)的二次中性點(diǎn)(即N線)安裝了1個二次接地保護(hù)器(擊穿保險)。使用較多的二次接地保護(hù)為圖1所示的簡單氧化鋅接地保護(hù)器。這種采用云母介質(zhì)的擊穿保險由于受當(dāng)時生產(chǎn)條件的限制，擊穿動作值離散性較大，元件可靠性較低，易損壞。最惡劣的情況是，一旦元件損壞，它呈導(dǎo)通狀態(tài)的幾率很大，加上元件沒有任何告警信號，運(yùn)行維護(hù)人員也無法在線檢測。這將造成PT二次回路長期兩點(diǎn)接地；一旦發(fā)生區(qū)外故障，保護(hù)誤動將不可避免。

220 V氧化鋅接地保護(hù)器在嚴(yán)重出口短路時，可能會造成電壓二次回路多點(diǎn)接地，引起保護(hù)誤動。而其誤動原因多是接地保護(hù)器在過電壓擊穿后間隙未斷開，電壓中性點(diǎn)N600二次回路存在兩點(diǎn)接地，從而在電壓回路中疊加了一個附加零序電壓，使得繼電保護(hù)裝置感受到的電壓相角幅值不正確，導(dǎo)致在系統(tǒng)發(fā)生接地故障時保護(hù)不正確動作。

2 檢查N600接地的方法

在電壓互感器運(yùn)行的情況下，檢查N600是否有兩(多)點(diǎn)接地的方法有2種。

(1) 在保護(hù)小室打開全站唯一的N600接地點(diǎn)，用萬用表測量N600對地的交流電壓。若電壓為0，則N600還有別的接地點(diǎn)；若電壓不為0，則N600沒有別的接地點(diǎn)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，若該電壓不為0，在220 kV變電站中其值約為3～7 V，在110 kV變電站中其值約為1～3 V。

此種檢查N600是否接地的方法需要在天氣晴好的情況下進(jìn)行。操作時準(zhǔn)備工作要充分，速度要快，防止在N600接地點(diǎn)消失期間出現(xiàn)故障時保護(hù)可能發(fā)生誤動、拒動。

(2) 個別廠家的最新保護(hù)裝置具有對N600接地異常后電壓波形畸變的報警功能。在保護(hù)裝置中加入了三次諧波含量判據(jù)，正常運(yùn)行時，當(dāng)三次諧波含量達(dá)到一定值時，有告警并閉鎖零序方向保護(hù)的功能。

以上2種方法只能判斷N600接地是否異常，但對接地保護(hù)器究竟在什么時候被擊穿、是否被擊穿、哪個被擊穿，卻很難判斷。

3 新型電壓互感器二次接地保護(hù)器

隨著科技水平的發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)出了新型二次接地保護(hù)器，如圖2所示。

新型二次接地保護(hù)器采用了浪涌大電流過載分離和短路熱分離的技術(shù)雙脫扣自保護(hù)功能，確保電壓互感器N線在大沖擊情況下可有效開斷，使元件整體呈現(xiàn)開路狀態(tài)，從而杜絕了造成兩點(diǎn)接地的可能。新型二次接地保護(hù)器安裝、替換方便，具有當(dāng)?shù)氐襞坪瓦b信報警功能，解決了難以發(fā)現(xiàn)二次接地保護(hù)器運(yùn)行中有無擊穿接地的難題。

4 替代方案

由于老二次接地保護(hù)器壽命一般為10年左右，因此對變電站接近或超過10年的老二次接地保護(hù)器應(yīng)進(jìn)行改造。改造方案為結(jié)合技改對老二次接地保護(hù)器進(jìn)行更換，其原理接線如圖3所示。

(1) 按照二次繞組配置接地保護(hù)器，在每組二次繞組的中性線N與地之間串接1只接地保護(hù)器。如，母線電壓互感器共有保護(hù)、測量、零序開口三角3組二次繞組，就必須配置3只接地保護(hù)器；線路電壓互感器只有保護(hù)1組二次繞組，則配置1只接地保護(hù)器。

(2) 在每個電壓互感器端子箱內(nèi)，可將保護(hù)、測量、零序開口三角3組二次繞組各接地保護(hù)器提供的常開空節(jié)點(diǎn)并接，發(fā)一個接地保護(hù)器裝置故障遙信信號，指示如220 kV電壓互感器二次接地保護(hù)器故障的遙信信號。

(3) 當(dāng)有接地保護(hù)器裝置故障遙信信號時，只要巡視檢查該電壓互感器端子箱內(nèi)各接地保護(hù)器的掉牌信號，即可確認(rèn)故障的接地保護(hù)器。

5 結(jié)束語

電壓互感器二次繞組必須保證僅有一點(diǎn)接地，而使用新型二次接地保護(hù)器可以及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中有無電壓互感器二次繞組兩點(diǎn)接地的情況，因而提高了系統(tǒng)保護(hù)運(yùn)行的可靠性，值得大面積推廣。

1 賀家李，李永麗，李 斌．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理與實(shí)用技術(shù)[M]．北京：中國電力出版社，2009．

2 吳曉梅，鄒森元．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)典型事故分析[M]．北京：中國電力出版社，1988．

3 張 帆，李一泉，袁亮榮，闞 瀛．電壓互感器二次回路接地研究[J]．廣東電力，2008，21(4)．

4 高中德，舒治淮，王德林．國家電網(wǎng)公司繼電保護(hù)培訓(xùn)教材[M]．北京：中國電力出版社，2009．

5 國家電力調(diào)度通信中心．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)問答[M]．北京：中國電力出版社，2000．

6 成小勝，成峰波，成軍蒲． N600不正確接線的分析[J].電力學(xué)報．2005，20(4)．