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浅谈电压并列装置运行分析及现场故障处理
摘要:从对变电站二次电压回路的要求出发,阐述了单母线分段系统中二次电压回路的工作过程,简要分析了二次电压回路中的电压重动与并列的工作原理以及运维过程中常见的故障。并结合某35kV变电站10kV电压并列装置监控插件损坏更换处理工作,从电压并列装置的二次回路方面分析故障原因。
关键词:电压并列;电压重动;二次回路;
一、电压重动、并列的概述
(一)电压重动的定义
电压互感器的二次电压在进入二次设备之前必须经过重动装置。电压重动是指通过一定的控制回路使电压互感器二次侧的电压状态(有或无)和PT的运行状态(投入或退出)能对应起来,避免在电压互感器退出运行时二次侧向一次侧反充电,导致设备损坏和人身伤亡。
(二)电压并列的定义
电压并列是指在变电站一次主接线为桥形接线、单母分段或双母等含有分段断路器的接线方式下,两段母线的电压互感器二次电压可以经过并列装置,以使微机保护装置在本段母线电压互感器退出运行而分段断路器投入的情况下,可以从另一段母线的电压互感器二次绕组获得电压。
目前,生产厂家都将电压重动和并列两种功能整合为一台装置,习惯上称为电压并列装置。本文主要结合实际及图纸,分析电压重动、电压并列的原理。
二、电压重动和并列的工作原理
对于不同厂家的电压并列装置其二次电压回路有所不同,但其PT二次电压引入保护装置的原理类似。本文结合某35kV变电站10kV电压并列装置,并从某35kV变电站10kV单母分段接线电压互感器配置图、重动/并列启动回路图、电压重动/并列接线展开回路图、电压互感器信号回路图等四个图,从原理上来说明电压重动、并列的工作过程。
(一)10kV单母分段接线电压互感器配置主接线图
图1所示主接线为单母线分段,两段母线依靠分段断路器012和隔离开关0121、0122联络或断开,每段母线上均有一组电压互感器(TV1或TV2)通过隔离开关(0901或0902)与母线相连。在图1中,这些符号代表的是高压配电装置,在下述图中,他们代表的是各自的辅助触点。
(二)电压重动、并列回路工作原理
图2中,端子的21D1外接正电源,21D55外接负电源,各隔离开关辅助触点的状态(开/闭)决定了对应回路的状态(通/断),实质上起到了“开关”的作用。从图2中可以看出,I母线电压重动的条件是0901动合触点闭合,即I母电压互感器处于运行状态,其电压重动继电器回路接通,电压重动继电器1GWJ动作,其动合触点闭合,I母电压互感器的二次电压经重动继电器1GWJ的动合触点送到相应的小母线上。II母线电压重动回路与I母线类似。I母线与II母线电压并列的启动回路是由分段断路器012和隔离开关0121、0122的状态决定的。当母联断路器012处于合上状态时,即两段母线并列运行,其辅助触点闭合,正电来到端子2n402 。增加了一个“远方/就地”切换开关2QK,当切换开关切换至“远方”位置时,⑤⑥触点闭合,远方给出并列指令,HJ闭合,线路导通,J8继电器动作,动合触点随即闭合,电压并列继电器YQJ回路接通,YQJ动作,其动断触点闭合,两组电压互感器的二次绕组电压实现并列。切换开关切换至“就地”位置时,①②触点闭合,J8继电器动作,最后实现并列。
(三)电压重动/并列接线展开回路工作原理
TV1投入运行后,I段母线电压经I段电压互感器TV1变换输出后,经空气开关QFⅠ、ZKKⅠ后由控制电缆接入重动继电器1GWJ的动合触点。动合触点闭合,TV1二次电压即可经1GWJ的动合触点输出而完成电压重动。即所有一次主接线上连接于I段母线的电气间隔的二次设备的保护、测控电压取得点均为1YM,计量电压取得点为1YM’,TV2投入运行后的情况与TV1相似。
三、生产过程中的故障处理
(一)二次回路及其他故障
由于电压小母线短路、二次配线绝缘破损或二次电缆端子排锈蚀、端子松动、接触不良等故障,会造成电压重动并列回路不能进行正常工作。
1、电压小母线短路或二次配线绝缘破损
电压小母线短路会引起全部的保护、计量电压消失。若故障现象中仅有部分保护装置电压消失的情况,可以检查用作该保护装置的空气开关、电压小母线的回路是否出现问题,若空气开关上端头的电压正常,而下端头电压不正常,则可判断为空气开关故障导致电压不正常,需要更换空气开关。
处理方法:更换空气开关时,断开空气开关,拆下空气开关的配线,由于回路带电,需要绝缘胶带包扎并防止线套脱落。更换完毕后恢复接线,再次检查空气开关上下端头电压正常即可。处理电压小母线时,由于飞虫、积灰等原因导致的短路、接地时,应防止引起人为短路。发现二次配线上存在绝缘破损时,应立即进行更换。要注意的是,更换屏顶小母线的配线时要先拆电源侧,再拆负荷侧,恢复时先恢复负荷侧,后恢复电源侧。
2、二次电缆端子排锈蚀、接触不良
若在母线电压互感器端子箱检查中发现电压互感器二次电缆接线上电压正常,而空气开关和熔丝上桩头电压不正常,则可能在端子排上有锈蚀、短路或者二次配线松动,压接不良等情况,需要进行端子紧固或者跟换端子排、配线等处理。
处理方法:紧固或更换电压互感器端子箱内端子排、配线时,需要先将电压互感器二次电缆从端子排断开。由于回路带电,需要绝缘胶带包扎并防止线套脱落。更换完毕后恢复接线,再次检查空气开关上端头电压正常即可。
(二)故障举例
本次故障处理举例为某35kV变电站10kV电压并列装置监控插件损坏更换处理工作。10kV电压并列装置有异常响声,装置有发热、冒烟、有焦糊味,后台发“10kV母线TV并列装置10kVⅠ母保护失压”告警信号和“10kV母线TV并列装置10kVⅠ母计量失压”告警信号,发生一般缺陷。继保人员前往现场进行检查处理,到达现场后,但现场检查发现,Ⅰ母保护测控控装置并未失压,初步判断为电压监视模块损坏,判断异常响声来源,现场检查发现异常响声来自电压监视板,现场检查发现电压监视板损坏不能正常监视电压导致装置响声,将电压监视板进行更换后,装置恢复正常。
从上两图可以看出,正常状态下,接在Ⅰ母互感器二次绕组线上用于监测Ⅰ母保护测控电压和计量电压的电压继电器1YJ和2YJ正常运行时,1YJ和2YJ的常闭触点是打开的,不会报保护测控电压和计量电压消失信号。但测控装置,计量单元并未失压,回路正常,后台有信号,再根据异常响声来源为监测插件。判断为电压继电器1YJ和2YJ损坏,常闭触点闭合,信号回路导通,后台显示Ⅰ母保护测控电压和计量电压消失。
四、结束语
电压回路作为二次回路在电力系统中发挥着重要的作用。电压回路的异常,将给整个二次系统带来严重的影响,因此做好电压回路的运维和事故异常分析尤为重要。本论文是在结合某35kV变电站故障处理工作,通过以10kV电压并列重动装置为例,结合现场及二次图纸,分析了电压并列和电压重动的原理及意义。
参考文献:
[1] 蒲超廷, 周斌, 方学智,等. 一种智能电压核相及并列装置[J]. 贵州电力技术.
[2] 张家春, 王建朋, 贾帅杰. 浅谈变压器现场运行故障分析处理[J]. 工业C, 2016(6):268-268.
[3] 仇经纬. 浅析现场电能计量装置故障分析及处理[J]. 华东科技:学术版, 2013(1):2.