王德全

(淮安供電公司，江蘇 淮安 223200)

眾所周知，220 kV 變電站母線電壓互感器（TV）二次電壓合格與否，直接關(guān)系220 kV 變電站保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量等裝置能否安全、穩(wěn)定運(yùn)行，因此在對(duì)220 kV 變電站母線TV 二次電壓回路改造過(guò)程中不僅不能使電壓失電、短路，還應(yīng)注意回路接地、TV 極性等問(wèn)題，要嚴(yán)格掌握母線TV 二次回路原理及相關(guān)反事故措施要求[1，2]。

1 二次回路簡(jiǎn)介

220 kV 變電站主接線大多采用雙母線或單母線分段接線方式，其母線TV 設(shè)置一般有2 組，分別置于兩段母線。每組TV 二次側(cè)的3個(gè)次級(jí)接線方式為Y/Y/△（開口），分別用于保護(hù)（測(cè)量）、計(jì)量、保護(hù)回路。老式的母線TV 二次電壓接入TV 端子箱，經(jīng)自動(dòng)空氣開關(guān)或熔斷器、TV 隔離刀閘輔助接點(diǎn)后，接至控制室或保護(hù)室的中央信號(hào)繼電器屏，由并列繼電器實(shí)現(xiàn)電壓的自動(dòng)并列，再接至電壓小母線和計(jì)量屏表計(jì)。但是近幾年這種老式回路已被逐步改造，新的回路取消了原有的中央信號(hào)繼電器屏，由獨(dú)立的電壓并列裝置屏代替，其新的回路構(gòu)成是TV 二次電壓接入TV 端子箱，經(jīng)自動(dòng)空氣開關(guān)或熔斷器后，接至控制室或保護(hù)室的電壓并列屏，由電壓并列裝置實(shí)現(xiàn)電壓的自動(dòng)切換和并列，最后接至電壓小母線和計(jì)量屏表計(jì)。

2 一起改造案例

某220 kV 變電站主接線為雙母線帶旁路接線方式，如圖1 所示。原先的TV 二次電壓并列切換回路是由獨(dú)立的電磁式繼電器組成，置于中央信號(hào)繼電器屏，而新的TV 二次電壓并列切換回路是置于三套NSD200-YB1 型裝置內(nèi)，分別是220 kV，110 kV，35 kV TV 二次電壓并列裝置，組成一面獨(dú)立的電壓并列屏。在具體施工時(shí)，為確保安全，實(shí)施分段改造，將回路接線及其分并列操作、監(jiān)控等功能逐漸轉(zhuǎn)移至新的電壓并列屏。改造過(guò)程要求一次運(yùn)行方式做相應(yīng)調(diào)整。

圖1 變電站220 kV 系統(tǒng)一次接線圖（部分）

2.1 正母TV 二次回路改造

強(qiáng)制并列220 kV TV 二次電壓（將原中央信號(hào)繼電器屏上220 kV TV 二次電壓切換把手切至“并列”位置），保證二次電壓I 段母線不失電，停運(yùn)220 kV 正母TV。此時(shí)變電站內(nèi)保護(hù)、測(cè)量等取自的220 kV TV 二次電壓，是由220 kV 付母TV 經(jīng)原中央信號(hào)繼電器屏供出。

拆除220 kV 正母TV 端子箱至原中央信號(hào)繼電器屏的二次電纜，這些電纜作用是取220 kV 正母TV二次電壓和TV 刀閘輔助常開接點(diǎn)。重新敷設(shè)220 kV正母TV 端子箱至新電壓并列屏二次電纜（可提前敷設(shè)）并接線，電壓并列屏內(nèi)的電壓電纜應(yīng)接入切換前正母電壓端子，如圖2 所示中的1D2-1，1D2-3，1D2-5，1D2-7，1D3-1，1D3-3，1D3-5 端子。

對(duì)新電壓并列屏內(nèi)接線檢查，確認(rèn)無(wú)誤后，運(yùn)行220 kV 正母TV，對(duì)新電壓并列屏內(nèi)二次接線及裝置通電，并進(jìn)行定相試驗(yàn)，確保電壓回路在切換和并列前后均沒(méi)有短路、斷路等不正常情況。此時(shí)完整的定相試驗(yàn)非常重要，短接付母TV 隔離開關(guān)位置開入端子，如圖3 所示中的1D1-3，1D1-7，使付母TV 二次電壓切入裝置（圖2 中2GWJ 接點(diǎn)閉合）；正母TV 隔離開關(guān)位置開入端子因正母TV 已運(yùn)行無(wú)需短接（圖2 中1GWJ 接點(diǎn)已閉合）；短接母聯(lián)位置開入端子，如圖4所示中的1D1-1，1D1-9，使I，II 段電壓母線并列（圖2中BLJ 接點(diǎn)閉合）。分別測(cè)量用于保護(hù)、測(cè)量回路的端子之間電壓，結(jié)果如表1 所示。分別測(cè)量用于計(jì)量回路的端子之間電壓，結(jié)果如表2 所示。從定相試驗(yàn)結(jié)果看，220 kV TV 二次電壓并列裝置及其二次回路正常。運(yùn)行220 kV 正母TV 后，在新電壓并列屏上強(qiáng)制并列220 kV TV 二次電壓（因用于電壓并列的母聯(lián)位置開入電纜還接在原中央信號(hào)繼電器屏，所以在新電壓并列屏短接母聯(lián)位置開入端子1D1-1，1D1-9 即可）。新電壓并列屏切換后的電壓（輸出電壓）回路接線，分別接至220 kV 保護(hù)、測(cè)量、計(jì)量、故障錄波等裝置屏頂小母線，與原中央信號(hào)繼電器屏輸出電壓并接，為220 kV TV 二次電壓逐漸過(guò)渡至新電壓并列屏，最終退出原中央信號(hào)繼電器屏做好準(zhǔn)備。因新電壓并列屏和原中央信號(hào)繼電器屏的輸出電壓分別由220 kV 正、付母TV 供出，注意在接線時(shí)，無(wú)論先接電纜的哪一端，另一端都會(huì)帶電，應(yīng)防止電壓短路、接地。完善新電壓并列屏遙信回路接線，并完成與監(jiān)控中心的信號(hào)核對(duì)。至此，220 kV 正母TV 二次電壓回路改造工作結(jié)束。

圖2 新電壓并列屏二次電壓回路圖

圖3 付母二次電壓切換繼電器回路

圖4 正母與付母二次電壓并列繼電器回路

表1 保護(hù)與測(cè)量回路的端子之間電壓 V

表2 計(jì)量回路的端子之間電壓 V

2.2 付母TV 二次回路改造

停運(yùn)220 kV 付母TV，此時(shí)變電站內(nèi)保護(hù)、測(cè)量等取自于220 kV TV 二次電壓由220 kV 正母TV 經(jīng)新電壓并列屏輸出。拆除原中央信號(hào)繼電器屏上所有用于220 kV TV 二次電壓回路的電纜。此時(shí)220 kV 付母TV 端子箱至原中央信號(hào)繼電器屏的電壓電纜沒(méi)有電，可放心拆除，但原中央信號(hào)繼電器屏至各屏頂小母線的輸出電壓仍帶電（為新電壓并列屏輸出電壓返供電），在拆除接線時(shí)，應(yīng)防止電壓觸電、短路。

斷開新電壓并列屏內(nèi)付母TV 隔離開關(guān)位置開入端子1D1-3，1D1-7 接線（見圖3），使付母TV 二次電壓不能切入裝置，如圖2 所示2GWJ 接點(diǎn)斷開（因新電壓并列屏為強(qiáng)制并列狀態(tài)，防止運(yùn)行220 kV 付母TV后，若二次接線錯(cuò)誤導(dǎo)致電壓短路等情況）。敷設(shè)220 kV 付母TV 端子箱至新電壓并列屏二次電纜（可同前面一起敷設(shè)），并接線，電壓并列屏內(nèi)的電壓電纜應(yīng)接入切換前付母電壓端子，如圖2 所示。1D2-11，1D2-15，1D2-17，1D3-7，1D3-9，1D3-11 端子。

運(yùn)行220 kV 付母TV，在新電壓并列屏內(nèi)進(jìn)行I，II 段電壓核相試驗(yàn)，確保220 kV 付母TV 二次電壓回路接線正確，兩段電壓可以并列。核相試驗(yàn)方法同定相試驗(yàn)方法，但端子有別，分別測(cè)量用于保護(hù)、測(cè)量回路的電壓切換前端子1D2-11，1D2-13，1D2-15 與電壓切換后端子1D2-43，1D2-48，1D2-53 之間電壓，分別測(cè)量用于計(jì)量回路的電壓切換前端子1D3-7，1D3-9，1D3-11 與電壓切換后端子1D3-28，1D3-33，1D3-38之間電壓，同相端子間電壓應(yīng)為0 V。

在新電壓并列屏1D1-3，1D1-7 端子（見圖3）處接入取自于付母TV 隔離刀閘位置的二次電纜，并列220 kV 正、付母線TV 二次電壓后，拆除屏后母聯(lián)位置開入端子1D1-1，1D1-9（見圖4）短接線，接入取自母聯(lián)斷路器及刀閘位置的二次電纜，完善所有接線。至此，220 kV 母線TV 二次電壓回路改造工作全部完成，接下來(lái)進(jìn)行110 kV，35 kV 部分的改造，方法相同。

3 改造需注意的問(wèn)題

3.1 二次回路的保護(hù)

TV 相當(dāng)于一個(gè)電壓源，當(dāng)二次回路發(fā)生短路時(shí)將會(huì)出現(xiàn)很大的短路電流，如果沒(méi)有合適的保護(hù)設(shè)備將故障切除，將會(huì)使TV 及其二次回路燒壞，其保護(hù)設(shè)備一般采用快速熔斷器或自動(dòng)空氣開關(guān)。電壓回路具體采用哪種保護(hù)方式，主要取決于電壓回路所接的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的特征。1 隨著微機(jī)保護(hù)技術(shù)的成熟，距離保護(hù)裝置一般都具有性能良好的電壓回路斷線閉鎖功能，電壓回路故障不會(huì)引起保護(hù)誤動(dòng)。對(duì)于本工程而言，在接有距離保護(hù)的電壓回路采用了熔斷器作為電壓回路的故障保護(hù)，運(yùn)行情況良好。《國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》2012年修訂版要求：TV中性線不得接有可能斷開的開關(guān)或熔斷器等[2]。但TV二次側(cè)應(yīng)在各相回路和開口三角的試驗(yàn)芯上配置保護(hù)用的熔斷器或自動(dòng)開關(guān)，且應(yīng)盡可能靠近二次繞組的出口處裝設(shè)，以減小保護(hù)死區(qū)，通常安裝在TV 端子箱內(nèi)，端子箱應(yīng)盡可能靠近TV 布置。開口三角繞組不能短接，否則在系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)會(huì)影響其他次級(jí)電壓的正確測(cè)量，出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間接地故障時(shí)，可能會(huì)造成TV 二次繞組燒壞。

3.2 二次回路的接線

（1）為減小回路壓降，TV 二次回路一般采用4 mm2以上截面的電纜芯線，特別是如本工程案例所示，戶外TV 安裝處與保護(hù)室距離較遠(yuǎn)時(shí)，采用了6 mm2截面。TV 二次接線還要注意繞組的極性，特別是開口三角回路，在新投運(yùn)時(shí)要認(rèn)真檢查其極性是否符合方向保護(hù)等要求。

（2）TV 二次回路接地的主要目的是防止一次高壓通過(guò)TV 繞組之間的電容耦合到二次側(cè)時(shí)可能對(duì)人身及二次設(shè)備造成威脅。但如果有2 點(diǎn)接地或多點(diǎn)接地，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障，地電網(wǎng)各點(diǎn)間有電壓差時(shí)，將會(huì)有電流從2個(gè)接地點(diǎn)間流過(guò)，在TV 二次回路產(chǎn)生壓降，該壓降將使TV 二次電壓的準(zhǔn)確性受到影響，嚴(yán)重時(shí)影響保護(hù)裝置動(dòng)作的準(zhǔn)確性。在本工程案例中各電壓等級(jí)的TV 應(yīng)統(tǒng)一采用了中性點(diǎn)接地，并且全站各TV 二次回路共用一個(gè)零相電壓小母線，在主控制室一點(diǎn)接地。

3.3 二次回路的切換和并列

本工程案例中，變電站220 kV 電氣主接線為雙母線接線，為了保證保護(hù)裝置及測(cè)量、計(jì)量等設(shè)備采集的二次電壓與一次對(duì)應(yīng)，必須設(shè)置二次電壓的切換和并列回路。雙母線接線的母線二次電壓并列條件：在一次母聯(lián)或分段斷路器在合閘位置，并且兩側(cè)的隔離刀閘也在合閘位置，當(dāng)1 臺(tái)TV 停運(yùn)，只有停運(yùn)的TV 一次隔離刀閘分開，并且二次電壓總開關(guān)斷開時(shí)，二次回路才允許并列。在TV 停運(yùn)時(shí)，首先斷開二次空氣開關(guān)，防止由于TV 隔離刀閘輔助接點(diǎn)問(wèn)題或切換繼電器問(wèn)題，使得二次回路的電壓倒送至一次側(cè)，由于TV 變比很大，一次的電容電流將使二次回路過(guò)載，造成正常運(yùn)行的TV 二次總開關(guān)跳閘，影響計(jì)量及保護(hù)裝置的正常運(yùn)行[3]。在雙母線接線的變電站中，采用自動(dòng)切換的方式，能做到一、二次操作的基本同步，一般使用雙位置繼電器，即使直流電源消失或隔離刀閘輔助接點(diǎn)接觸不良，繼電器接點(diǎn)將保持在原有位置，提高自動(dòng)切換的可靠性。需要注意二次回路中的中性線不能經(jīng)切換繼電器的接點(diǎn)切換，防止因切換繼電器的動(dòng)作而使二次回路失去接地點(diǎn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

220 kV 變電站母線TV 二次回路改造是一項(xiàng)涉及運(yùn)行間隔較多、危險(xiǎn)點(diǎn)較多、較為復(fù)雜的工程，不僅要在改造過(guò)程中確保安全，還要在改造過(guò)程中不留隱患，確保各保護(hù)裝置不能因?yàn)殡妷簡(jiǎn)栴}而發(fā)生不正確動(dòng)作等。能否保證工程安全順利完成，則需要設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收等涉及各個(gè)環(huán)節(jié)的所有從業(yè)人員認(rèn)真、盡責(zé)地做好各項(xiàng)工作。

[1]支葉青.繼電保護(hù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2010：241-247.

[2]國(guó)家電網(wǎng)公司.國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施（2012年修訂）[Z].北京：國(guó)家電網(wǎng)公司，2012.

[3]李 斌，黃奇峰，楊世海.高壓多繞組電壓互感器二次負(fù)荷配置優(yōu)化與改造工程實(shí)施[J].江蘇電機(jī)工程，2012，31（5）：5-8.