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1、互感器及二次回路故障 診斷與處理,目錄 概述 電壓互感器 電流互感器,概述,變電站的一次設(shè)備和二次設(shè)備,一次設(shè)備是直接發(fā)、輸、供電的電氣設(shè)備，如發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路、電力電纜、斷路器、隔離開關(guān)、母線、避雷器、電流互感器、電壓互感器、阻波器等二次設(shè)備是指對一次設(shè)備工作狀況進(jìn)行監(jiān)視、測量、控制、保護(hù)、調(diào)節(jié)所必須的設(shè)備，如監(jiān)控裝置、保護(hù)、自動裝置等，通常還包括直流、站用電系統(tǒng)的交流、電流互感器、電壓互感器的二次繞組引出線。,一次設(shè)備與二次設(shè)備連接關(guān)系,互感器及其二次回路,互感器,電壓互感器,電流互感器,是一次回路和二次回路的聯(lián)絡(luò)設(shè)備。,一次回路的高電壓、大電流,二次回路的低電壓 、小電流,作用,

2、接入方式,變換作用,電氣隔離作用,高電壓、大電流變換為標(biāo)準(zhǔn)的低電壓、小電流。如100V，5A，1A,將二次設(shè)備與一次設(shè)備相隔離，保證了設(shè)備和人身安全,電壓互感器 一次繞組以并聯(lián)形式接入一次回路；二次負(fù)荷以并聯(lián)形式接在電壓互感器的二次繞組回路。,電流互感器 一次繞組以串聯(lián)形式接入一次回路；二次負(fù)荷以串聯(lián)形式接在電流互感器的二次繞組回路。,電壓互感器,一次繞組以并聯(lián)形式接入一次回路,二次負(fù)荷以并聯(lián)形式接在電壓互感器的二次繞組回路。,具體見仿真系統(tǒng),1、變電站電流互感器配置2、電流互感器的類型3、電流互感器的接入方式4、電流互感器實物。,電流互感器,一次繞組以串聯(lián)形式接入一次回路,二次負(fù)荷以串聯(lián)形式

3、接在電流互感器的二次繞組回路。,具體見仿真系統(tǒng),1、變電站電流互感器配置2、電流互感器的類型3、電流互感器的接入方式4、電流互感器實物。,電壓互感器,主要內(nèi)容,1 電壓互感器及其二次回路1.1電壓互感器二次回路的要求1.2電壓互感器的接線方式1.3二次側(cè)接地方式1.4二次回路的短路保護(hù)1.5反饋電壓的防范1.6電壓小母線設(shè)置1.7二次回路的斷線信號裝置1.8交流電網(wǎng)的絕緣監(jiān)察1.9二次回路的切換,2 故障診斷及處理2.1TV電壓回路異常的分析判斷2.2誤操作TV二次并列事故案例2.3TV內(nèi)部故障案例,1.1 電壓互感器二次回路的基本要求,（5）對于雙母線上的電壓互感器，應(yīng)有可靠的二次切換回路。

4、,（1）電壓互感器的接線方式應(yīng)滿足測量儀表、遠(yuǎn)動裝置、繼電保護(hù)和自動裝置的具體要求。,（2）應(yīng)有一個可靠的安全接地點。,（3）應(yīng)設(shè)置短路保護(hù)。,（4）應(yīng)有防止從二次回路向一次回路反饋電壓的措施。,2 電壓互感器的接線方式,1.3 電壓互感器的二次側(cè)接地方式,設(shè)置接地的目的：,防止一次繞組與二次繞組間的絕緣損壞后，一次側(cè)高電壓串入二次側(cè)，危及人身和設(shè)備安全，須設(shè)置安全接地點。,1.3 電壓互感器的二次側(cè)接地方式,中性點接地位置,1.4 電壓互感器二次回路的短路保護(hù),設(shè)置短路保護(hù)的原因：,電壓互感器正常運行中由于二次負(fù)荷阻抗很大，二次側(cè)接近開路狀態(tài)，如果短路產(chǎn)生短路電流，造成熔斷器熔斷，影響表計指

5、示，還可引起繼電保護(hù)誤動，若熔斷器選用不當(dāng)可能會損壞電壓互感器二次繞組，因此電壓互感器二次側(cè)嚴(yán)禁短路，且必須在二次側(cè)裝設(shè)短路保護(hù)設(shè)備。,保護(hù)設(shè)備,熔斷器,自動開關(guān),1.4 電壓互感器二次回路的短路保護(hù),短路保護(hù)設(shè)備 配置,1.5 反饋電壓及防范,反饋電壓,在電壓互感器停用或檢修時，如果運行電壓互感器與停電檢修電壓互感器二次并列，可能造成二次側(cè)向一次側(cè)反送電，在一次側(cè)引起高電壓。 因此在電壓互感器停用或檢修時，其二次側(cè)應(yīng)采取開斷措施。,防范措施,在電壓互感器停用或檢修時，需要斷開電壓互感器一次側(cè)的隔離開關(guān)QS，同時斷開電壓互感器二次回路,具體實現(xiàn)見下圖,1.5 反饋電壓及防范,具體防范措施,將Q

6、S1隔離開關(guān)的輔助接點串聯(lián)接入電壓互感器二次回路，在拉開QS1時，其二次側(cè)通過QS1的輔助觸點將二次斷開。,另外在為防止QS1輔助觸點粘連，在進(jìn)行電壓互感器或母線檢修時，應(yīng)取下電壓互感器二次保險或斷開小開關(guān),1.6 電壓小母線設(shè)置,設(shè)置電壓小母線的原因：,母線上的電壓互感器是同一母線上的所有電氣元件的公用設(shè)備。為了減少聯(lián)系電纜，設(shè)置了電壓小母線。電壓互感器二次引出端最終引到電壓小母線上 。而這組母線上的各電氣元件所需的二次電壓均從小母線上取得。,現(xiàn)階段綜合自動化變電站均不再采用小母線形式，而是使用電壓分電屏。,1.6 電壓小母線設(shè)置,1.7 交流電網(wǎng)的絕緣監(jiān)察,問題,中性點不直接接地系統(tǒng)發(fā)生單

7、相接地時，允許持續(xù)運行兩小時。為使運行人員及時查找和排除故障點，防止事故擴(kuò)大，電壓互感器二次回路需設(shè)置絕緣監(jiān)察裝置,分析,正常運行時,單相接地時,KV不動作,KV動作,發(fā)信號,電壓繼電器,信號繼電器,光字牌,1.8 電壓互感器二次電路的切換,雙母線二次電壓的切換,原則,隨同一次回路進(jìn)行切換,方式一：利用隔離開關(guān)輔助觸點和中間繼電器實現(xiàn),當(dāng)QS1隔離開關(guān)合入時，啟動K1，K1接點閉合，引入1號母線電壓；當(dāng)QS2隔離開關(guān)合入時，啟動K2，K2接點閉合，引入2號母線電壓；,1.8 電壓互感器二次電路的切換,雙母線二次電壓的切換,方式二：利用隔離開關(guān)輔助觸點直接實現(xiàn),1.8 電壓互感器二次電路的切換,

8、電壓互感器二次電壓并列,原則,電壓互感器互為備用的二次電壓切換回路在操作時必須使母聯(lián)斷路器或分段斷路器處于合閘狀態(tài),方式,手動切換,自動切換,利用控制開關(guān)和中間繼電器實現(xiàn),利用母聯(lián)或分段斷路器、隔離開關(guān)的輔助觸點實現(xiàn),2.1TV電壓異常的分析判斷,電壓回路異常的現(xiàn)象,案例一：,2.1TV電壓異常的分析判斷,電壓回路圖（絕緣監(jiān)察回路）,案例一：,2.1TV電壓異常的分析判斷,電壓回路圖（高壓側(cè)一相保險熔斷圖）,案例一：,2.1TV電壓異常的分析判斷,電壓回路圖（低壓側(cè)一相保險熔斷圖）,案例一：,2.1TV電壓異常的分析判斷,判斷方法,1）高壓保險熔斷和低壓保險熔斷的判斷 TV高壓保險一相熔斷 熔

9、斷相對地電壓接近“0”，其他兩相對地電壓仍指示相電壓。 開口三角繞組有零序電壓輸出，絕緣監(jiān)察裝置或監(jiān)控系統(tǒng)就會發(fā)出單相接地報警信號。 TV低壓側(cè)一相保險熔斷（小開關(guān)跳閘） 熔斷相電壓指示接近“0”，其他兩相電壓不發(fā)生變化仍指示相電壓。 開口三角繞組沒有零序電壓輸出，絕緣監(jiān)察裝置或監(jiān)控系統(tǒng)不發(fā)“單相接地”報警信號。,案例一：,2.1TV電壓異常的分析判斷,判斷方法,2）母線接地與TV高壓保險熔斷的判斷 母線接地不發(fā)PT斷線； 母線接地時，接地相降低為零，正常相電壓升高為線電壓。 TV高壓保險熔斷發(fā)”PT”斷線信號； TV高壓保險熔斷相，電壓降低基本為零，其它兩相電壓不升高。,3）結(jié)論線電壓是否對

10、稱是PT 斷線與單相接地的判斷標(biāo)志，零序電壓是否有無是一次斷線與二次斷線的判斷標(biāo)志，接地相電壓值的降低程度是系統(tǒng)單相接地與絕緣降低的判斷標(biāo)志。,案例一：,2.1TV二次電壓異常的原因,1）二次電壓波動：引起的主要原因可能為，二次連接松動；分壓器低壓端子未接地或未接載波線圈；電容單元可能被間斷擊穿的；鐵磁諧振引起。,2）二次電壓低：引起的主要原因可能為，二次連接不良；電磁單元故障或電容單元C2損壞。,3）二次電壓高：引起的主要原因可能為，電容單元C1損壞；分壓電容接地端未接地。,4）開口三角形電壓異常升高：引起的主要原因可能為，某相互感器的電容單元故障。,CVT互感器二次電壓異常的原因,案例二：

11、,2.2誤操作TV二次并列事故案例,某220kV變電站，llOkV系統(tǒng)雙母線并列運行。112、114、116、120、2號主變壓器102斷路器上西母運行，111、113、115、117、1號主變壓器101斷路器上東母運行。東、西母電壓互感器獨立運行。 年月日時分，某變電站預(yù)告音響報警。后臺機(jī)上運行于ll0kV西母的斷路器各保護(hù)“裝置異常”光字點亮；運行于西母斷路器的各保護(hù)裝置報出“裝置異?！薄ⅰ癟V斷線”。 運行人員現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)ll0kV西母TV二次保護(hù)小空氣開關(guān)跳開，試送不成功。退出2號主變壓器中壓側(cè)復(fù)合電壓連接片，退出112、114、116、2號主變壓器保護(hù)屏上TV交流電源小空氣開關(guān)，再

12、次試送ll0kV西母TV二次保護(hù)小空氣開關(guān)不成功。 運行人員急于恢復(fù)保護(hù)裝置正常運行，采取了ll0kV東、西母TV二次并列的操作。導(dǎo)致ll0kV所有的保護(hù)裝置及1、2號主變壓器保護(hù)裝置均失去交流電源，出現(xiàn)裝置異常，使事故擴(kuò)大。,案例描述,2.2誤操作TV二次并列事故案例,案例分析,從TV的二次回路(見下圖)中可以看出，運行人員在現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)llOkV西母TV二次保護(hù)小空氣開關(guān)跳開，試送不成功，退出相關(guān)保護(hù)屏上TV交流電源小空氣開關(guān)，再次試送llOkV西母TV二次保護(hù)小空氣開關(guān)不成功，說明西母TV二次保護(hù)小空氣開關(guān)至各路TV交流電源小空氣開關(guān)之間回路有問題。此時應(yīng)重點檢查TV端子箱內(nèi)二次保護(hù)小空

13、氣開關(guān)與電纜的連接處、TV隔離開關(guān)輔助觸點和TV小母線。在沒有找到故障時，禁止將TV二次并列（事后經(jīng)檢查是西母TV二次保護(hù)小空氣開關(guān)出口電纜短路）。 在處理該異常中，運行人員錯誤地采用了TV二次并列。使故障點轉(zhuǎn)移到東母TV二次回路中，導(dǎo)致東母TV二次跳閘，使事故擴(kuò)大。,2.2誤操作TV二次并列事故案例,案例分析,2.3TV內(nèi)部故障案例,案例描述,2.3TV內(nèi)部故障案例,案例描述,年月日時分，變電站警鈴響，后臺機(jī)“復(fù)合電壓動作”光字點亮，llOkV母線電壓指示正常(AB相114kV、AC相114kV、 CB相114kV)。運行人員檢查llOkV東、西母TV二次小空氣開關(guān)及二次電壓均正常，將以上情

14、況報告調(diào)度。由于光字牌不熄滅，運行人員再次測量時，發(fā)現(xiàn)llOkV東母TV二次小空氣開關(guān)A相電壓、B相電壓均為58V，C相電壓98V，于是再次報告值班調(diào)度。就在運行人員將電壓互感器二次電壓變化情況報告調(diào)度時，警鈴喇叭響，ll0kV場地一聲巨響伴隨著火光，故障錄波器啟動，ll0kV母差保護(hù)動作，ll0kV母聯(lián)及l(fā)lOkV東母所有斷路器跳閘。 事后檢查發(fā)現(xiàn)設(shè)備頂部引線壓于二道密封圈上, 造成設(shè)備密封不嚴(yán)浸入潮氣, 使全密封設(shè)備內(nèi)部受潮引起主絕緣擊穿導(dǎo)致爆炸。,2.3TV內(nèi)部故障案例,案例分析,故障前期：TV斷線光字點亮，但三相電壓正常，是因為110 kV 東母C 相電壓互感器主絕緣絕緣下降，由于復(fù)合

15、電壓繼電器整定值低(3U0 = Ua + Ub + Uc 8 V） ，三相略有不平衡會動作點亮TV斷線光字，但電壓測量反應(yīng)正常。 故障后期：當(dāng)110 kV 東母C 相電壓互感器主絕緣發(fā)展到即將擊穿時反應(yīng)在二次電壓異常。至于互感器主絕緣擊穿引起TV 爆炸，與TV本身質(zhì)量問題有直接關(guān)系。,2.3TV內(nèi)部故障案例,案例分析,正常運行時，分壓電容器C2和油箱電磁單元承受的額定電壓為U2/U1=C1 /(C1+C2)U2C1U1/(C1+C2)由于C1絕緣下降，使C1的電容不斷被擊穿，第二次測量東母TV二次電壓的時候，加在C2上的電壓發(fā)生了明顯變化。,2.3TV內(nèi)部故障案例,案例分析,當(dāng)ll0kV東母電

16、壓互感器即將爆炸前，其二次小空氣開關(guān)處A、B相電壓均為58V，C相為98V，C相中電容C1大部分被擊穿，加上電容C2上的電壓不斷升高，大大地超過了電容C2的額定承受電壓，當(dāng)臨近于110/3時，電容C2全部擊穿，使ll0kV東母接地短路，短路弧光使東母C相TV發(fā)生嚴(yán)重爆炸。 110kV母差保護(hù)動作，東母和母聯(lián)斷路器跳閘的原因如圖下圖所示：東母C相接地后，母差保護(hù)大差和東母小差啟動，同時復(fù)合電壓（負(fù)序、零序和低電壓）閉鎖開放，跳東母上連接的斷路器。,2.3TV內(nèi)部故障案例,案例分析,電流互感器,主要內(nèi)容,1 電流互感器及其二次回路1.1電流互感器二次回路的要求1.2電流互感器的接線方式1.3電流互感器二次回路的接地保護(hù)1.4電流互感器二次開路的防范1.5變電站電流互感器配置,2 故障診斷及處理2.1TA極性接反的事故案例2.2TA接地事故案例,1.1 電流互感器二次回路的基本要求,（1）電流互感器的接線方式，應(yīng)能滿足測量儀表、遠(yuǎn)動裝置、繼電保護(hù)和自動裝置檢測回路的具體要求。（2）電流互感器二次回路應(yīng)有一個可靠的接地點，但不允許有多個接地點，否則會使繼電保護(hù)拒動或儀表測量不準(zhǔn)確。（3）應(yīng)有防