鐘文華

(廣東國(guó)華粵電臺(tái)山發(fā)電有限公司，廣東臺(tái)山 529228)

0 引言

《電力系統(tǒng)繼電保護(hù)反事故措施》規(guī)定: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，只應(yīng)在控制室一點(diǎn)接地。若N600存在多個(gè)接地點(diǎn)，流入保護(hù)裝置的二次電壓幅值及相位可能發(fā)生改變，嚴(yán)重的情況下將會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置不正確動(dòng)作，應(yīng)堅(jiān)決杜絕。臺(tái)山電廠技術(shù)人員在核查廠內(nèi)220 kV變電站電壓互感器二次側(cè)N600接地情況時(shí)，運(yùn)用了電阻法、電流法，最終發(fā)現(xiàn)多個(gè)接地點(diǎn)并及時(shí)處理，成功消除了安全隱患。

1 電壓互感器二次回路多點(diǎn)接地的危害

圖1是典型的電壓互感器二次回路圖。假設(shè)在電壓二次回路N600在TV端子箱處存在接地點(diǎn)1，在保護(hù)安裝處存在另一接地點(diǎn)2。當(dāng)兩者之間距離較遠(yuǎn)，兩接地點(diǎn)所在接地網(wǎng)的電位是不同的，尤其當(dāng)變電站、線路出口發(fā)生接地故障或遭受雷擊，接地網(wǎng)將流過很大的電流，兩個(gè)接地點(diǎn)之間將產(chǎn)生很高電位差。實(shí)際流入保護(hù)裝置的電壓如A相電壓變?yōu)閁·A=U·A611+△U·，這種經(jīng)過相量疊加后的電壓已不能正常反映一次電壓幅值和相位，必然破壞保護(hù)的正常工作狀態(tài)，可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果。

如果電壓達(dá)到保護(hù)定值而又未能有效閉鎖時(shí)將導(dǎo)致反應(yīng)過電壓而動(dòng)作保護(hù)發(fā)生誤動(dòng)，如過激磁、距離保護(hù)等;由于自產(chǎn)3U0方向發(fā)生偏移致使零序功率方向誤判，導(dǎo)致方向保護(hù)誤動(dòng)，如縱聯(lián)零序方向保護(hù)。由此可見電壓互感器二次回路若存在多點(diǎn)接地，對(duì)繼電保護(hù)的危害最大，嚴(yán)重干擾保護(hù)的動(dòng)作行為。

以上結(jié)論同樣適用于幾組電壓互感器二次回路經(jīng)過N600多點(diǎn)接地的情形。

2 N600多點(diǎn)查找方法

110 kV及以上變電站、大型發(fā)電機(jī)組的電壓互感器二次電壓廣泛用于保護(hù)、監(jiān)控、計(jì)量、故障錄波等，由于回路分布廣且接線復(fù)雜，因此在設(shè)備正常運(yùn)行情況下較難查找接地點(diǎn)，特別是接線不規(guī)范、空間狹窄以及未經(jīng)過小母線而在端子排處直接接地的情況給技術(shù)人員帶來一定的困難。這里介紹一種通過測(cè)量N600接地線電流的大小作為主要判別依據(jù)的方法，該方法實(shí)際操作起來簡(jiǎn)單且又有效，值得推廣。

圖1 典型的電壓互感器二次回路圖

“電阻法”和“電流法”是運(yùn)用了等效電阻原理(如圖2)，正常情況下TV二次回路電纜對(duì)地分布電容C、TV二次電壓U1以及永久一點(diǎn)接地形成回路，而由于分布電容很小，呈現(xiàn)出高阻抗，因此N600接地回路中的電流值i基本上由分布電容C容抗和二次電壓U1決定，數(shù)值較小。當(dāng)N600只在控制室存在一個(gè)永久接地點(diǎn)時(shí)，增加滑線電阻R而拆除原永久一點(diǎn)接地后，調(diào)節(jié)滑線電阻R的阻值，測(cè)量電流i的大小幾乎不變。而當(dāng)TV二次回路存在兩個(gè)及以上接地點(diǎn)時(shí)，因兩接地點(diǎn)存在電位差U1，兩接地點(diǎn)構(gòu)成的回路中，N600電流將因滑線電阻R的變化而明顯變化。

圖2 電阻法和電流法運(yùn)用等效電阻原理圖

通常把測(cè)量電流小于50 mA的電壓互感器二次回路N600認(rèn)為只存在一個(gè)接地點(diǎn)，當(dāng)測(cè)量結(jié)果大于50 mA時(shí)，可采用“電阻法”進(jìn)一步確定是否存在多點(diǎn)接地，繼而利用“電流法”找出N600接地點(diǎn)所在具體電壓支路。

下面以臺(tái)山發(fā)電廠220 kV變電站電壓互感器多點(diǎn)接地的查找過程為例具體介紹。

3 N600多點(diǎn)接地查找實(shí)例

3.1 測(cè)量N600接地電流

3.2 電阻法確認(rèn)N600多點(diǎn)接地

電阻法主要用于確定N600是否存在多個(gè)接地點(diǎn)，其接線如圖3。操作步驟及分析如下。

第一步:合上刀閘K，拆除在220 kV輔助繼電器屏上的N600接地線。

第二步:調(diào)整滑線電阻至0 Ω，合上刀閘K1，斷開刀閘K，測(cè)得滑線電阻導(dǎo)線的電流為235 mA。

第三步:合上刀閘K，斷開刀閘K1，滑線電阻R調(diào)至一定值，合上K1，斷開刀閘K，測(cè)量滑線電阻導(dǎo)線上的電流為45 mA。

由于滑線電阻上的電流隨電阻值的變化而變化，因此可以認(rèn)定本變電站內(nèi)的電壓互感器二次回路N600不止一個(gè)接地點(diǎn)。

圖3 電阻法和電流法試驗(yàn)接線圖

3.3 電流法確定N600多點(diǎn)接地支路

電流法主要用于查找N600接地點(diǎn)所在支路，其接線同圖2。

該方法分別測(cè)量在刀閘K合上及斷開情況下某一支路N600線的電流是否有變化，如電流出現(xiàn)明顯變化，則可判斷該支路存在接地點(diǎn)，再根據(jù)二次回路圖紙?jiān)谠撝匪婕暗降钠凉駜?nèi)具體查找。

事實(shí)上臺(tái)山電廠220 kV變電站電壓二次回路分布廣泛，除網(wǎng)控室外還布置于1、2、3號(hào)機(jī)組電子間相關(guān)保護(hù)屏及輔助屏柜，確認(rèn)支路存在接地點(diǎn)后找出接地線并非易事。技術(shù)人員必須充分考慮到設(shè)備正常運(yùn)行期間人員誤碰、接線松動(dòng)等不安全因素，而采取合適的安全防范措施。通過對(duì)站內(nèi)電壓二次回路認(rèn)真盤點(diǎn)及仔細(xì)檢查，技術(shù)人員在3號(hào)高壓備用變壓器保護(hù)屏的保護(hù)電壓回路上找到一個(gè)接地點(diǎn)，拆除接地線后再次測(cè)量220 kV輔助繼電器屏頂電壓二次，N600接地電流降至170 mA，但仍然超過合理值。繼續(xù)試驗(yàn)查找，最終又在關(guān)口表屏發(fā)現(xiàn)另一接地點(diǎn)，拆除后再次測(cè)量N600接地線電流大幅下降至10 mA，且隨后連續(xù)幾個(gè)月內(nèi)測(cè)量值基本在8～10 mA左右，至此可以認(rèn)為處理后的220 kV變電站TV二次回路N600一點(diǎn)接地。

臺(tái)山電廠220 kV變電站電壓互感器N600接地示意圖如圖4。

圖4 臺(tái)山電廠220 kV變電站電壓互感器N600接地示意圖

4 N600多點(diǎn)接地線的處理

確定N600多個(gè)接地點(diǎn)位置后，應(yīng)該盡快拆除。測(cè)量、試驗(yàn)及拆除工作應(yīng)選擇天氣晴朗、保護(hù)及安全自動(dòng)裝置運(yùn)行正常的條件下進(jìn)行。通常在保護(hù)小室選定一個(gè)N600接地點(diǎn)作為永久接地點(diǎn)，其余接地點(diǎn)應(yīng)就地拆除。拆除N600接地線的過程中，應(yīng)做好必要的安全措施，密切監(jiān)視N600永久一點(diǎn)接地處的測(cè)量電流變化以及TV三相電壓是否平衡，拆除后宜及時(shí)查看相關(guān)保護(hù)及安全自動(dòng)裝置的電壓采樣情況，包括電壓幅值及相位是否正常。

5 N600多點(diǎn)接地的防范措施

繼電保護(hù)反事故措施明確提出:電壓互感器二次回路只應(yīng)有一個(gè)接地點(diǎn)，然而實(shí)際上由于基建安裝單位對(duì)《反措》要求的了解和熟悉的程度不足、設(shè)計(jì)不合理、調(diào)試及驗(yàn)收人員未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)等原因，N600多點(diǎn)接地造成繼電保護(hù)誤動(dòng)的事例時(shí)有發(fā)生，應(yīng)當(dāng)引起繼電保護(hù)人員充分重視。建議從以下幾點(diǎn)出發(fā)，在變電站設(shè)計(jì)、基建改造及日常維護(hù)中重視TV二次回路一點(diǎn)接地的重要性。

(1)做好圖紙審查工作，在設(shè)計(jì)出圖紙時(shí)保證TV二次回路接地點(diǎn)滿足規(guī)程及反措的要求;

(2)新建或改擴(kuò)建變電站的驗(yàn)收內(nèi)容應(yīng)包括N600的接地檢查項(xiàng)目，設(shè)備投運(yùn)前應(yīng)測(cè)量N600接地電流并記錄存檔備查;

(3)已投運(yùn)的廠(站)開展一次電壓二次回路N600接地情況專項(xiàng)核查工作，當(dāng)測(cè)量N600接地電流不滿足要求時(shí)立即檢查處理;

(4)利用機(jī)組或線路停電機(jī)會(huì)盤點(diǎn)全廠(站)電壓二次回路，形成清晰的圖紙清冊(cè);

(5)定期測(cè)量N600接地電流，發(fā)現(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)出現(xiàn)大幅度增加超過20 mA時(shí)應(yīng)開展詳細(xì)檢查。

6 結(jié)語

電壓互感器二次回路多點(diǎn)接地對(duì)繼電保護(hù)具有較大的潛在威脅，臺(tái)山電廠在電壓互感器二次回路接地專項(xiàng)檢查中，使用了正確的試驗(yàn)手法，發(fā)現(xiàn)220 kV變電站存在多個(gè)接地點(diǎn)并成功處理，并把N600接地電流測(cè)量列為定期工作，定期測(cè)量記錄數(shù)據(jù)，最終形成一種長(zhǎng)期監(jiān)視N600接地情況、確保永久一點(diǎn)接地的有效手段。

［1］廣東省電力調(diào)度中心.廣東省電力系統(tǒng)繼電保護(hù)反事故措施及釋義(2007版)［G］.北京:中國(guó)電力出版社，2007.

［2］季佳彬，張桂芝.發(fā)電廠及電力系統(tǒng)反事故技術(shù)措施匯編［G］.華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司，2002.

［3］石文章，田俊杰 張濤.TV二次回路多點(diǎn)接地造成保護(hù)拒動(dòng)的實(shí)例分析［J］.電力學(xué)報(bào)，2004(2):153－154.

［4］張帆，李一泉，袁亮榮，等.電壓互感器二次回路接地研究［J］.廣東電力，2008(4):5 －9.

［5］劉曉忠，葉東印.電壓互感器二次回路接地點(diǎn)分析［J］.繼電器，2007(18):65－67.

［6］西北電力設(shè)計(jì)院.電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)(電氣二次部分)［S］.北京:中國(guó)電力出版社，1996.