电压互感器二次回路N600多点接地查找方法及应用.pdfVIP

第1 5 卷( 2 0 1 3 年 第 9 期) 电 力 安全 技 术 S而 电压互感器二次回路N 6 0 0 多点接地 查找方法及应用 周 ( 深圳供 电局有限公 司， 陵 广 东 深圳5 1 8 0 2 0 ) 摘要运行中的变电站若电压互感器二次回路 N 6 0 0两点或多点接地，当系统发生故障时， 将造成中性点的 电压相位偏移 ，影响保护装置对电压的准确测量 ，可能导致距离保护、零序方向保 护拒动或误动。介绍了电压互感器二次回路 多点接地的常用查找方法，并提 出了一种直接通过 电流 测量来确定接地点的新方法。该方法操作 简单，能成功地查找出出电压互感器二次回路的两点接地 故障。 关键词 电压互感器；二次回路 ；多点接地 ；接地点查找 0 前言 电压互感器在 电力系统中将一次的高 电压按 一 定的变 比缩小为 1 0 0 V或更低等级的标准二次电 压 ，供继 电保护、测控及计量仪表等装置使用。为 保证人身及设备的安全，变电站或电厂的电压互感 器二次回路 N6 0 0必须有且仅有一点接地。当电压 互感器二次回路 N6 0 0存在两点或多点接地时 ，如 果系统发生接地故 障，变电站地网将流过很大的故 障电流，这时各处的 N 6 0 0 会出现较大的电位差， 造成中性点的电压相位偏移 ，影响保护装置对 电压 的准确测量，可能导致距离保护、零序方向保护拒 动或误动。因此 ，探寻 电压互感器二 次回路 N6 0 0 两点或多点接地的查找方法，对保证电力系统稳定 运行具有重要的现实意义。 1 电压互感器二次回路等值电路 1 1 电压互感器二次回路 N 6 0 0一点接地等值电路 图 1 所示为运行变 电站或发 电厂 电压互感器 二 次 回路 N6 0 0一 点接地。 电压 互感器 二次 回路 N6 0 0电缆流过的电流 为电压互感器二次负荷零 序电流，接地点电流， n 为电压互感器二次回路的电 缆对地分布 电容 电流。设 电压互感器二次回路电缆 的分布电容等值为电容 ，二次等值电势为 ，忽 略电缆阻抗 ( 由于 电压互感器二次回路对地容抗远 大于 电缆 阻抗 ) ，由 电势 、容抗 1 ( j ( o C ) 和 一 点接地点的连接线构成回路 ，其等值电路如 图 2 ( a ) 所示 ，且有 厶 0 9 CU。由于 电压互感器二次回路 电缆绝缘电阻大于 1 M Q，电容 C很小，故接地点 电流 也很小。 图 1 电压互感器二次回路 N 6 0 0一点接地 ( a ) ( b ) 图 2 电压互感器二次回路 N 6 0 0一点接地等值电路 若在控 制室一点接地 点的连接 线上 串入 电阻 一 9一 S 品 电 力 安 全 技 术 第 1 5 卷 ( 2 0 13 年 第 9 期 ) 尺，如 图 2 ( b ) 所示 ，则流过 电压 互感器二次 回路 N 6 0 0一点接地线 电流为 I o =U 1 ( j w ) + R ，控 制 串人 电阻尺 值在 1 l 0 Q 范 围变化 时，满足 条件 R Z，则 厶 0 。由于 O点与 F点 间电 缆阻抗为 Z ，阻值很小 ，将 尺值由 0调整为 l 0 Q， 则 电流 厶发生显著变化。 将控制室一点接地连接 线的串入滑线 电阻 尺 值 由 0 调 整为 1 0 f ) ，则存在接地 点 F的 N6 0 0支 路 电流 发生显著变化。对不存在接地点的 N6 0 0 支路 ，N 6 0 0支路 电流为 电压互感器二次负荷零序 电流，与控制室一点接地连接线的串人滑线电阻R 变化无关 ，在将 R值 由0调整为 1 0 0 时，电流不 发生变化 。 2 电压互感器二次回路一点接地的确定 对于未投运的厂站 ，可采用断开控制室人为设 置的电压互感器二次回路 N6 0 0接地点 ，再用仪表 测量其对地的绝缘 电阻。若对地绝缘 良好 ，则不存 在其他接地点 ；否则，存在两点或多点接地。 运行 中的变电站或发电厂内控制室人为设置的 电压互感器二次回路 N6 0 0 接地点是不允许断开的， 此时要确定 电压互感器二次 回路 N6 0 0是否有多点 接地 ，必须通过其他方法来做出判断。根据运行经 验 ，对于正常运行 中的变 电站 ，电压互感器二次回 路 电缆绝缘电阻大于 1 MQ，分布 电容很小 ，控制 室一点接地点电流较小。若该 电流超过 5 0 mA，则 很可能存在其他的接地点 ，且接地点越多，距离控 制室一点接地点越远，此电流数值越大。此时可根 据上述电路分析结论，在实际中运用下列试验方法 确定变 电站 内电压互感器二次回路 N6 0 0是否为一 点接地 。 在控制 室 P T并列屏零相小母 线 ( N6 0 0 ) 一点 接地位置进行试验接线，如图 5 所示 。 图 5 电压互感器二次回路 N 6 0 0接地检查接线 图4 电压互感器二次回路 N 6 0 0两点接地等值电路 图 5 中， S 为刀闸， S 为刀闸， R为滑线电阻， 同样 ，设 O点与 F点间 N 6 0 0支路电流为 ， N ： 控制室一点接地连接线位于 O点。 R=0 ，则 = ； 当 R= 1 0 Q ，则 ， n 0 。 执行下列步骤 ： 一 9一 第 1 5 卷 ( 2 0 1 3 年第 9 期 ) 电力 安 全 技 术 ( 1 )合上刀 闸 S ，解开控制室一点接地 的连接 线 ，调整滑线电阻 为 0 。合上刀闸 S ，断开刀闸 s ， 测量滑线电阻R上的电流( 用高精度钳型电流表， 毫安级 )； ( 2 )合上刀 闸 S ，断开刀闸 S ，将滑线电阻尺 增加为 1 0 Q。合上刀闸 S ，断开刀闸 S，测量 滑 线电阻尺 上的电流 ； ( 3 )对 比、分析滑线 电阻 上的测量电流，若 2次测量得到的电流发生改变，则该变电站电压 互感器二次 回路 N 6 0 0存在两点或多点接地 ；若 电 流 不发生变化 ，则该变 电站 电压互感器二 次回路 N6 0 0只有一点接地 。 3 电压互感器二次回路两点或多点接地查找 3 1 方法 一 根据前述的电路分析结论，在实际中可 以运用 下列方法进 行变 电站 内电压互感器二次 回路 N6 0 0 多点接地查找。 在控制室 P T接 口屏 N6 0 0一点接地位置按 图 5 进行试验接线。合上刀闸 S，调整滑线 电阻尺值 为 1 0 Q； 合上刀闸 S ，解开控制室一点接地的连 接线。在控制室对 N6 0 0 各支路用钳型电流表测量 支路 电流 ( 横 向查找 ) 。对每一 N6 0 0支路依次执行 下列查找步骤 ： ( 1 )用高精度钳型 电流表钳住 N6 0 0支路不动 ； ( 2 )断开刀闸 S ，测量钳住 N6 0 0支路 电流值 ； ( 3 )合上刀闸 S ，测量 同一 N6 0 0支路 电流值 ； ( 4 )对 步骤 ( 2 ) ，( 3 ) 测得 的电流进行 比较，若 电流发生变化 ，则该 N6 0 0支路存在接地点。 在找出存在接地点的 N6 0 0支路后 ，向接地点 方 向 ( 或该支路的支路方 向 ) 执行 电压互感器二次 回路 N6 0 0多个接地点查找方法 步骤 ( 1 ) ( 4 ) ，找 出接地点所在位置 ( 纵向查找 ) 。 3 2 方法二 上节所述查找方法需要进行专门的试验接线， 操作复杂。根据前述的电路分析结论 ： 对不存在 接地点 的 N6 0 0支路 ，N6 0 0支路 电流为 电压互感 器二次负荷的零序 电流 ；对存在接地点的 N6 0 0支 路 ，N6 0 0支路 除流过 电压互感器 二次负荷零序 电 流外还会对地 网的电流进行分流，且该 电流只流过 两 ( 多 ) 接地 点之 间的 电缆。因此 ，可根据此结论 S薪 来制定新的查找方法。具体操作如下。 ( 1 )在控制室 P T接 口屏用高精度 电流表 测量 接地线电流，并记录好电流大小为 。 ( 2 )选定一条 N 6 0 0支路 ， 测量其电流大小为 ， 。 ( 3 )若 ， 接近于 0或远小于 厶，则可确定该支 路不存在接地点。重新回到步骤 ( 2 ) ，选定另一条 N6 0 0支路 ，测量其 电流大小 ；若 ，明显偏大 或接 近 厶，则进人下一步骤。 ( 4 )找出与该 N6 0 0支路相对应的 A相、B相 和 C相 支路 ，用钳表 同时钳住这 4根 电缆，测量 其和 电流 ( 补偿该 N6 0 0支路中的负荷电流 ) 。 ( 5 )若 ， 接近于零或远小于 厶，则可确定该支 路不存在接地点。重新回到步骤 ( 2 ) ，选定另一条 N6 0 0支路 ，测量其和电流 _， ； 若 ， 偏大或接近 ， 则该 N6 0 0支路存在接地点。 在找出存在接地点的 N6 0 0支路后，向接地点 方向 ( 或该支路 的支路方 向) 执行 电压互感器二次 回路 N 6 0 0 多个接地点查找方法步骤 ( 2 ) ( 5 ) ，找 出接地点所在位置 ( 纵向查找 ) 。 在拆除多余接地点后 ，转入 电压互感器二次回 路 N6 0 0一点接地确定步骤 ，核实该变 电站电压互 感器二次回路 N6 0 0是否只有一点接地。若只有一 点接地 ，查找工作结束 ，否则继续进行两 ( 多 ) 点 接地查找。 4 电压互感器二次回路两点接地查找案例 深圳 5 0 0 k V紫荆站全站 P T二次回路一 点接 地点位于控 制室 6 6 k V P T接 口屏。主变 P T接 口 屏、5 0 0k vP T接 口屏和 2 2 0 k VP T接 口屏的中性 线 N6 0 0都通过多根 电缆转接至 6 6 k V P T接 口屏 的接地端子 ，如图 6所示 。 某次巡视 中发现 5 0 0 k V紫荆变 电站电压互感 器二次回路 N6 0 0存在 两点接地 。测量控制室 a处 接地 电缆的电流为 1 2 1 mA，再测量与接地线并接 在一起 的其他 N6 0 0电缆，测得至主变 P T接 口屏 N6 0 0电缆 d处 ，至 2 2 0 k V P T接 口屏 N6 0 0电缆 e处 和至 6 6 k V P T接 口屏 的 N6 0 0电缆 C处 电流 都 不超 过 5 mA，而 至 5 0 0 k VP T接 口屏 的 N6 0 0 电缆 b处 电流为 1 0 8 mA，由此把另一个接地点 的 查找范 围缩小到 了 5 0 0 k V侧 的电压互感器二次 回 路。在 5 0 0 k V P T接 口屏继续对每一根 N6 0 0电缆 一 一 至 2 2 0 k V P T 接 口 屏 至 主 变 P T 接 口 屏 电力 安 全 技 术 第 1 5 卷 ( 2 0 1 3 年第 9 期 ) 6 6 k VP T接 口屏 N6 0 0 N 6 0 0接地端子 至 其 他 设 备 b 5 0 0k VP T接口屏 A6 0 3 B6 0 3 C6 0 3 N6 0 0 制室一点接地 ： ： 图6 5 0 0 k V紫荆站电压互感器二次回路部分接线 的 电流逐根进行测量 ，测得 5 0 0 k V P T接 口屏至 6 6 k V P T接 口屏 N6 0 0电缆 f 处和 5 0 0 K V荆鹏 甲 线 P T端子箱 N6 0 0电缆 h处 电流分别 为 1 0 8 mA 和 1 0 5 mA。在 h处用钳表一起钳住 N6 0 0电缆和 对应的 A相、B相和 C相 电缆，补偿二次负荷 电 流后 ，h处 N6 0 0电缆电流无明显变化，而 5 0 0 k V P T接 口屏 至其他设备 的 N6 0 0电缆 ( g处 ) 电流都 接近于 0 。于是接地点 的查找范 围进一步缩小到了 5 0 0 k V荆鹏甲线 电压互感器二次回路。在 5 0 0 k V 荆鹏 甲线 P T端子箱测得从 5 0 0 k V P T接 口屏来的 N6 0 0电缆 i 处 电流仍为 1 0 5 mA，补偿负荷 电流后 仍无明显变化。而至 电压互感器本体的 N6 0 0电缆 j 处 电流接近于 0 ， 所以此 N6 0 0电缆不存在接地点， 而接地点被 锁定到了 5 0 0k V荆鹏 甲线 P T端子箱 内。在端子箱 内通过相 同的测量和观察，最终发 现端子箱 内连接避雷器的 N6 0 0电缆绝缘皮已被固 定端子排的金属片蹭破 ( 此金属片边缘比较锋利 ) ， 电缆的铜芯紧贴在金属片上 ，造成了接地 。 5 结束语 通过对 电压互感器二次回路 N6 0 0一点接地和 两点接地等值电路的介绍和分析，可以得到不同的 电压互感器二次 回路 N6 0 0两点接地故障的查找方 法。各种方法各有其特点，运行中变 电站发生此类 故障时，可以根据现场实际情况选择合适的方法进 行查找。 参考文献： l李志兴， 许志华电压互感器二次回路接地点的分析 l J J 电力 自动化设备，2 0 1 0 ( 1 0 ) 2张大贵 电压公共回路 N6 0 0 两点接地查找方法探讨 【 J J 南方电网技术，2 0 0 9 ( z 1 ) 3 刘晓忠，叶东印电压互感器二次回路接地点分析 J 继电器，2 0 0 7 ( 1 8 ) 4 邱关源电路 ( 第四版 ) 】 北京 ：高等教育出版社， 1 9 9 9 ( 收稿 日期： 2 0 1 3 - 0 6 -1 7 ) 广 告 目 次 上海圣欧同安防护用品开发有限公司封 面