电压互感器二次回路故障对继电保护影响探究

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1、电压互感器二次回路故障对继电保护影响探究摘要：对电压互感器典型的二次回路及其等效电路进行了研究，说明了电压互感器发生二次回路断线、多点接地、阻抗过大等故障时对继电保护产生的影响，并指出了进一步的研究方向。关键词：电压互感器二次回路继电保护影响0引言电压互感器（在后文中以TV表示），在电压变换的作用下，将电力设备的高电压转变为计量、测量、继电保护等二次设备需要的低电压，不仅具有标准化二次设备功能，还能有效地隔离一次侧与二次回路。TV二次回路故障可能造成不正确的测量结果，还可能会使计量出现误差，进而不能保障运行的可靠性，还会对计

2、量的准确性造成影响；也许会造成保护的误动和拒动，从而不利于电力系统安全稳定的运行。因此，研究TV二次回路故障对于继电保护正确工作的影响具有很高的研究价值。1TV二次回路及其等效电路在反事故措施中，TV二次回路在控制室内只能有一点接地。要想使接地的可靠性更大，各TV的中性线不得接入可断开的熔断器或者开关。为了保护二次绕组免受雷电波、过电压的冲击，在N线中还会布置放电间隙或者氧化锌阀片接地，其典型的接线图如图1所示。典型的TV二次接线方式已通过图1展示出来。像是南瑞继保的RCS900系列保护等一些保护装置，因为他们采用的是自3U

3、0,可根据实际情况接入L630,不接入也是可以的。而数字化变电站，由于其二次回路使用用光缆，所以本文不对其进行讨论。但是要注意，数字化变电站同样存在二次回路断线的问题，但与本文所讨论的问题是有差别的。TV二次回路等效电路如图2所示。其中，TV的二次绕组所承受的等效电压用来UA表示，TV二次回路的等效阻抗用Z1来表示，ZL为TV所承受负荷的等效阻抗，AUAB即TV回路压降，UB为负荷即继电保护上的压降。由图2易知，负荷（继电保护装置）承受的实际电压UB不等于TV转换的电压UA。为了尽量减小二者的差距，我们应该尽可能降低Z1，但

4、是却因为一些客观原因的影响，Z1也许会变得非常大，达到让我们难以想象，这就会造成继电保护获得的电压UBTV与转换电压UA严重偏离。而且，因为对TV特殊的要求，ZL+Z1的阻抗不能低，不然就会使UA测量一次侧的电压值发生错误。1TV二次回路常见故障在进行TV二次回路故障分析时，首先要从现场实际故障出发，再依据TV二次回路的现场接线和给出的等效电路进行分析。2.1TV二次回路断线TV二次回路断线即TV至继电保护的连接回路发生开路，实际上包括对称断线和不对称断线两种情况。前者是三相断线，其原因一般是外力破坏等。后者是一相或者两相断

5、线，其原因包括电缆质量不合格，电缆遭到破坏，二次回路接线不良等。2.1.1三相断线三相断线是指A、B、C三相都断线，最终导致继电保护不能获得任何一相的电压，从继电保护的角度来讲，这跟TV—次发生三相断线是一样的，与被保护设备不带电状况也是一样的。2.1.2不对称断线①图3为TV二次回路断线A相断线的电压向量图，其中，实际电压用虚线来表示，测量电压用实线来表示，因为A相断线，所以A相电压U’A=0,而L线是正常的，所以U’L与正常时是一样的，还是较小值。②除此之外，不对称断线还包括两相断线，此时只剩一个正常相电压，U’L值依旧

6、正常。③当L相断线时U’L置为零，但是由于正常运行时UL也几乎为零，因此难以发现。仅当一次系统发生接地故障时，零序电流不再为零，但U’L还是零，这时便可以发现L相断线TV二次回路多点接地当TV二次回路中出现其他的接地点时，二次回路中就会出现多点接地。在图4中，由于两相接地使中性点偏移，最终使三相电压都和原来不一样了，产生了零序电流。由于中性线阻抗表现为阻性，所以零序电流的方向与中性点发生偏移的方向相反，电压偏移量和接地点两相间的电阻最终决定了零序电流的大小。中性线导致的电压偏移不会影响到线电压，但是会影响到相电压。TV二次回

7、路阻抗过大在图2中，继电保护所承受的电压UB会随着回路阻抗Z1变大而降低，降低多少要看回路阻抗Z1与保护阻抗ZL的相对关系。因为是不一样的回路阻抗，三相电压会出现失衡的情况，当N线的阻抗也变大时，会使中性线电压发生偏移，可能会出现图5中的电压向量关系。1TV二次回路故障对继电保护的影响经过对TV二次回路的故障并结合其引起的电压变化进行分析，可知TV二次回路事故可能有下面三个方面的影响。2.1TV二次回路断线对继电保护的影响由于TV断线会引起电压向量的变化，所以只要以电压向量的变化作为动作判决的保护都会受到影响。在微机保护装置

8、中，一般运用的都是TV断线检测机制，一旦有这种情况产生，退出可能误动作的保护功能。各个断线类型要根据其具体情况选择相应的判别原理，在进行三相断线的判别时，一般依据的是三相无压而有流。而单相和两相断线，需要考虑保护装置的差异来选择相应的判据，用得比较多的判据是负序电压超过8V，由于发生不对称