1、1220kVPT 反充电回路的形成分析摘要：在电业安全工作规程以及系统内各级运行管理规范中，都明确规定了 PT 一次倒闸操作时，应特别注意防止 PT 二次回路向一次侧反充电。但反充电事故时有发生，归根结底，是运行或检修人员没有从根本上了解反充电回路的形成。本文结合电力运行的实例，分析现在220kV 变电站常用的 PT 回路，针对 PT 二次回路存在的安全隐患进行分析，使运行或检修人员从根本上了解反充电回路的形成及危害。 关键词：PT 并列 反充电 1 前 言 现在运行 220kV 变电站多为双母线接线，具有供电可靠、调度灵活，便于扩建等优点。但这种接线所用设备多，在运行中隔离开关操作相对复杂，
2、且需配置专用的二次电压并列及切换回路以适应保护需要，使得保护及自动化系统复杂化。若电压并列或切换回路出现异常（装置本身异常、运行方式异常） ，会造成 PT 二次侧向一次侧反充电，使得 PT 二次小空开跳开或保险熔断，保护装置失去交流电压，造成保护误动。现以常见的双母接线 PT 二次回路为例，分析 PT 二次反充电回路的形成及应采取的防范措施。 2 为什么 PT 二次给一次反充电，会使 PT 二次空开跳闸？ 这是因为电压互感器相当于一个内阻极小的电压源，在正常情况下电压互感器二次负载是计量表计的电压线圈和继电保护及自动装置的电2压线圈，其阻抗很大、工作电流很小，相当于变压器空载运行，故电压互感器
3、二次空气开关容量很小，一般为 1A。假设不带电的电压互感器一次对地阻抗为 1M，则反应到二次回路的阻抗为 Z2=1000000/（2200）2=0.207 （2200 为母线电压互感器一次与二次之变比） ，那么在反充电过程中，会产生很大的电流 I=100/0.207A=483A，将运行的另一组电压互感器二次空气开关跳开，造成 PT 二次小空开跳开或保险熔断，保护装置失去交流电压，造成保护误动。如果电压互感器二次空气开关跳不开，还会造成人身和设备损坏事故。因此，各类电气人员都需要认真防范电压互感器二次回路反充电事故。 3 PT 反充电一般包括以下两种情况： 3.1 PT 并列回路造成的反充电。
4、PT 并列回路如图 1： 1ZKK1，2ZKK1 为 PT 二次空开，1GWJ，2GWJ 为 PT 一次倒闸的二次重动接点，它的状态是和 PT 一次隔刀状态一致的，即 PT 一次隔刀合上，GWJ 也随之接通；PT 一次隔刀分开，GWJ 也随之分开。YQJ 为 PT 二次并列接点，当并列把手合上时 YQJ 接通。 PT 并列回路造成的反充电常见的有两种情况： （一）一次系统未并列，直接将二次系统并列。 此情况多发生在倒闸操作前，没有合母联开关及其刀闸，直接将二次 PT 并列转换开关置于“并列”位置。 可能出现后果：由于两段母线一次电压不平衡，加之电压互感器内阻极小，可能导致电压二次回路出现很大的
5、环流，熔断运行 PT 的二次保3险或使空开跳闸，使得运行中的继电保护装置、电度表等设备交流失压，甚至导致低压、距离或复合电压等基于电压量判据的保护误动；如果此时 PT 二次保险或空开没有断开，则可能导致 PT 本体设备损坏。 （二）PT 并列回路中没有重动环节。 此种情况多发生在一次系统已经并列，按照操作顺序，将 PT 并列开关置“并列”位置，令二次侧正常并列，然后断开待检修 PT 二次空开，接着拉开其一次隔刀，准备检修 PT 时。 可能出现的后果：如果待检修 PT 的二次熔断器或空气开关没有可靠断开，则环流可能会导致另一组运行 PT 的空开跳闸，导致运行母线二次失压；若运行 PT 的二次保险
6、或空开没被冲断，则可能造成运行 PT 产生的二次电压经并列后的电压回路反送至待检修 PT 一次，导致待检修 PT本体损坏，甚至造成待检修 PT 带电，危及检修人员安全。 3.2 电压切换回路引起的反充电 电压切换回路原理交流电压切换继电器大多采用自保持方式，隔离刀闸提供一常开、一常闭两对辅助接点，采用这种继电器的目的是确保一次刀闸辅助接点接触不良或直流电源消失的情况下，继电器仍然能保持在原有位置，保护装置不会失压。但同时也带来一个弊端，即继电器复归线圈不正确动作的情况下，会引起 TA 二次并列现象。下面以现场应用较多的南瑞继保公司 CZX-12R 型操作继电器装置中的双位置切换继电器为例说明电
7、压切换原理，如图 所示。 当线路接在（）母上时，（）母刀闸的常开辅助接点闭合，1（2）YQJ1、1（2）YQJ2、1（2）YQJ3 继电器动作，1（2）4YQJ4、1（2）YQJ5、1（2）YQJ6、1（2）YQJ7 磁保持继电器也动作，且自保持。（）母刀闸的常闭接点将 2（1）YQJ4、2（1）YQJ5、2（1）YQJ6、2（1）YQJ7 复归，1（2）XD 亮，指示保护装置的交流电压由（）母 TV 接入，1（2）YQJ1、1（2）YQJ2、1（2）YQJ3 为不带保持的继电器，主要用在发“切换继电器同时动作”等瞬时信号上，1（2）YQJ4、1（2）YQJ5、1（2）YQJ6、1（2）YQJ
8、7 为磁保持继电器，接点串在失灵、母差、线路等保护交、直流回路中，作为电压切换及运行方式判别用。当两组隔离闸刀均闭合（倒母线过程中刀闸双跨）时，则 1XD、2XD 均亮，指示保护装置的交流电压由、母 TV 提供，同时1YQJ1、2YQJ1 接点闭合发“切换继电器同时动作”信号。电压切换继电器操作箱中的继电器动作后，相应接点闭合，如图 2 所示。当母线侧刀闸合在母线上时，1YQJ5、1YQJ6、1YQJ7 常开接点将屏顶小母线母电压切换后送至保护装置。当母线侧刀闸合在母线上时，2YQJ5、2YQJ6、2YQJ7 常开接点将屏顶小母线母电压切换后送至保护装置。 （一）电压切换回路投入运行前需检查
9、YQJ 状态。 若、母 YQJ 的都未复归的情况下就将装置投入运行，会引起 PT二次并列，如图 。1YQJ5、1YQJ6、1YQJ7 与 2YQJ5、2YQJ6、2YQJ7 继电器常开接点都闭合，使带电的母电压互感器二次回路与不带电的母电压互感器二次回路并接，导致母线电压互感器通过二次回路向母电压互感器反充电，电压互感器二次回路过负荷导致电压切换插件烧毁，环流会导致 PT 的空开跳闸，导致运行母线二次失压。 （二）母联5未合间隔出现闸刀双跨。 某变电站 220kV 系统为双母带旁路接线方式，工作当天运行方式为220kV母线运行，母线热备用，工作任务为 220kV 新上一个间隔调试。220kV
10、新上保护装置二次电压已经接火，但一次设备的调试工作还没结束，保护人员认为闸刀调试工作已结束，没有及时将保护装置中电压切换插件拔出，也未断开保护装置直流控制电源。闸刀调试人员由于不清楚电压切换回路原理，继续调 220kV 新间隔、母闸刀。在调试过程中，两把闸刀同时合上，如图 1 所示。母线侧刀闸 1G、2G 同时启动1YQJ、2YQJ 动作，两组切换继电器同时动作，两组母线 TV 通过 YQ 插件实现二次并列，发生反充电事故。 4.案例分析 2011 年 10 月 18 日 17：37 分左右， 220kV 某变电站全站失电。原因分析为线 214-1 刀闸故障，#1 母线母差动作正确。但是#2
11、母线 PT二次快速小开关跳闸。当#1 母线母差动作跳掉 214 线时，II 母线电流突然增大，保护装置检测电压为零，满足保护装置动作要求，II 线距离保护动作。这是一起典型的设备运行状态不正确造成事故扩大的案例。下面来分析为什么#2 母线 PT 二次快速小开关会跳闸。 图 3 为事故变电站 PT 并列控制回路。就地检查 4QK 处于远方分列位置，并列灯未亮，但 YQJ 接点为合位。原来运行人员就地操作 4QK 至远方分列位置，并列灯熄灭，运行人员就认为装置处于分列运行了。由图可见，4QK 至远方分列位置后，YQJ 复归线圈并未接通，还需要远方操作“远方分列”使远方分列接点动作，才能将 YQJ
12、复归，使装置分列运行。6所以 220kV 两条母线 PT 二次实际处于并列运行，当#1 母线失压时，造成二次给一次反充电，使#2 母线 PT 二次快速小开关跳闸。 如何为防止类似事件再次发生？笔者建议：就地并列指示灯的点亮和熄灭要改为和 YQJ 状态一致。大部分厂家的设计如图 3 所示，发“并列”信号灯串接在 YQJ 继电器动作线圈回路，和复归回路没有关系。指示灯熄灭只是分列运行的必要条件，不是充分条件。在发生非正常并列或在继电器有故障的情况下可能会对运行人员造成误导，耽误隐患排查及事故处理。同时，在远方增加“并列运行”光字牌。 5 防范对策 （1）目前现场 PT 并列装置及电压切换装置均采用
13、了自保持的电压切换继电器，目的是确保一次刀闸辅助接点接触不良的情况下，保护装置不会失压。但同时也带来了一个弊端，即在复归圈动作不可靠的情况下，若继电器自保持，则 PT 将出现二次并列现象。因此，必须要求在继电器校验完毕后，保护人员测量两组带保持的 YQJ 继电器，确保只有一组电压切换继电器动作。 （2） 应采用正确的继电器校验方法，即采用与运行方式完全相同的情况下进行继电器校验，对于南瑞公司 CZX-12A 操作箱，不能单独校验动作圈和复归圈，否则，回路分压将使试验值不符合实际，应将动作圈和复归圈负电连在一起进行校验，确保一组 YQJ 动作时，复归另一组YQJ 继电器。 （3） 二次通电试验时
14、，应可靠断开至电压互感器二次侧的回路，恢复时应测量核对。 7（4） 运行人员投入停运 PT 二次保险时，应测量下口，确认下口不带电后，方可投入 PT 二次保险，避免 PT 反充电的发生。 规程上每一条规定，往往背后都蕴含着深刻的内涵，都是事故教训的结晶。因此，现场工作中，一定要严格执行规程，理解规程要求的重要性，掌握正确的试验方法，切实对现场的安全起到把关作用。 参考文献 1 邹建伟， “双母线接线二次电压切换回路异常分析” ，云南电力技术，2008 年 2 期 2 唐骏， “双母线接线二次电压切换回路异常分析” ，安全用电，2010 年 12 期 作者简介：巩学玲（1979-） ，女，山东人，威海供电公司员工。
