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35kV及以下变电所电压互感器二次绕组接地问题

来源:电气技术


作者介绍了35kV及以下变电所电压互感器二次绕组接地方式,并提出了电压互感器二次绕组采用不同接地方式时应注意的问题。



电压互感器的作用是将电力系统的电压按照一定比例变换为保护、测量等二次设备要求的电压,使二次设备与高压设备隔离,以保证人身安全及测量、测控及保护装置的安全。


电压互感器二次绕组接地的目的是为了确保工作人员在接触测量仪表和继电保护装置时的安全,以防绕组间绝缘损坏使二次绕组长期存在高电压。本文介绍电压互感器二次绕组接地方式分类及在各类接地方式下应注意的问题。


1 电压互感器二次绕组接地方式分类

35kV及以下电力系统一般采用中性点非直接接地方式,电压互感器二次绕组接地方式分为两类:1)中性点一点接地方式;2)B相一点接地方式。


35kV及10kV变电所母线电压互感器二次绕组多采用中性点一点接地方式;发电厂电压互感器的二次绕组多采用B相一点接地方式。


2 电压互感器二次绕组采用中性点一点接地方式

对于电压互感器二次绕组采用中性点一点接地方式,且多组电压互感器二次绕组之间有电路联系的情况,设计单位普遍采用“电压互感器二次绕组中性点直接接地”与“电压互感器二次绕组中性点经击穿保险接地”两种接法,其接线示意图分别为图1与图2。



图1-2


图1是电压互感器二次绕组集中在控制室一点接地,各电压互感器二次绕组中性点在配电装置处不接地,该接法是以《火力发电厂、变电所二次接线设计技术规程》相关规定为依据。


图2是电压互感器二次绕组集中在控制室一点接地,各电压互感器二次绕组中性点在配电装置处经击穿保险接地,作者认为该接法参考“国家电网公司十八项电网重大反事故措施”相关规定。


经对多家电压互感器生产厂家调研,结合实际工程中35kV及以下电压互感器运行情况,作者认为多组电压互感器二次绕组之间有电路联系的电压互感器二次绕组,按图2接地存在如下问题:


1)《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》中关于“电压互感器二次侧中性点经放电间隙或氧化锌阀片接地”的规定主要指雷电活动比较频繁的地区变电站室外开关场,为防止感应雷或者直击雷产生的雷电冲击传递过电压对电压互感器二次绕组绝缘产生威胁,在电压互感器现场实现对中性点的附加保护。


上述规定有使用条件,其一是多雷地区,其二是安装在室外,其三是指110kV及以上电压互感器。对于35kV及以下变电所,电压互感器均安装在室内配电装置内,变电所电源进线及各电压等级母线均设置避雷器,变电所建筑物设避雷措施,同时变电所还设避雷针防直击雷。由此可见,图2电压互感器二次侧中性点没有必要设置击穿保险(JBO)。


2)中性点击穿保险(JBO)的试验主要是进行绝缘试验和动作电压试验,但试验后会造成击穿保险损坏,一般采用抽样试验。击穿保险(JBO)击穿电压门槛相对较低,易受电压瞬时波动因素影响,容易误动作,且JBO击穿接地后,无接地信号显示,不容易发现,造成电压互感器二次侧多点接地现象。由于接地点之间产生电位差,电压互感器将一次侧不存在的电压引入保护、检测回路,使测量电压值不正确、保护装置误动作;


因此,作者推荐电压互感器二次绕组采用图1接线,该接线可以避免因击穿保险的缺陷等因素造成的二次回路两点接地隐患。


3 电压互感器二次绕组采用B相接地方式

众所周知,电压互感器二次侧绕组采用B相接地,是为了简化同期系统二次回路接线。采用B相接地要注意的问题有以下几点:


1)、采用B相接地,接地点应设置在B相熔断器之后,且电压互感器二次侧绕组中性点必须经击穿保险(JBO)接地。设置击穿保险是为了防止当高压侧电压串入二次侧时,JBO击穿接地,达到保护二次设备及人身安全,接地点在熔断器之后,熔断器熔断,避免B相绕组被烧坏。虽然JBO自身存在一些缺陷,但是其一旦被击穿,保护监控装置会发出电压B相断线信号,运行人员可及时更换JBO。


2)、采用B相接地,对于两台及以上电压互感器,当设电压并列装置进行电压切换时,B相不应经并列装置切换,但N相需经过并列装置切换,这主要是防止切换接点接触不良,互感器二次侧失去接地点,引起同期装置各表计及继电器误动作,造成同期失败。


3)、采用B相接地,有的设计单位将微机保护装置交流电压输入回路的保护设备(微型断路器ZKK)设置在A、B、C三相;有些单位将“保护设备”设置在A、C、N三相。交流电压输入回路A、B、C三相设置保护设备的接线与交流电压输入回路A、C、N三相设置保护设备的接线分别为图3与图4。



图3-4


经分析,B相接地后,B相地对电位为0,电压互感器二次侧中性点对地电位为-Ub,其数值等于| -Ub|。采用图3接法,微机保护装置电压回路检修、调试时断开ZKK,微机保护装置电压端口A、B、C相悬空,但N相有电位,N相与微机保护装置电压端口A、B、C相存在一定的电位差,导致微机保护装置检修、调试时存在安全隐患;同时,还存在保护装置内部电压回路N相发生接地时,ZKK不能切除短路故障。


若采用图4接线,能克服图3接线存在的不足之处,但ZKK应与熔断器(2RD)在灵敏度和动作时间上配合,即ZKK的动作时间小于2RD熔断时间,保证不影响与电压互感器二次回路连接的其他保护装置和测 量表计。


4)对于一些瓦斯发电项目,发电机生产厂家配套的电压互感器二次绕组均采用中性点一点接地,因瓦斯电站需要接入系统,为了简化同期装置接线,电压互感器二次绕组采用B相接地。在这种情况下,同期系统设计时必须在发电机电压互感器接入同期装置前设置隔离变压器,避免电压互感器B相发生短路。


4 结束语

通过对上述35kV及以下变电所多组电压互感器二次绕组之间有电路联系时,电压互感器二次绕组接地方式进行分析,作者提出了电压互感器二次绕组采用中性点一点接地时,中性点不宜装设击穿保险,宜采用中性点直接接地;电压互感器二次绕组采用B相一点接地时,中性点应装设击穿保险,由于中性点对地存在电位,二次侧电压接入测量及保护装置时,N相应设保护设备,避免二次回路保护设备断开后,保护、测量等装置带电,对调试、检修人员安全造成隐患。


本文编自《电气技术》,标题为“35kV及以下变电所电压互感器二次绕组接地问题”,作者为代晓娟、王振 等。

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