检同期回路二次电压故障分析_张文周.pdf

dianzi yuanqijian yu xinxijishu 电 子 元 器 件 与 信 息 技 术18|检同期回路二次电压故障分析张文周，任磊，纪明茹陕煤集团榆林化学有限责任公司，陕西榆林719000摘要：随着电网技术的发展与壮大，检同期回路的故障识别显得格外重要，正确的接线方式组合不仅降低了保护装置成本，而且还能提高供电系统的可靠性和灵敏性。由于线路PT采用V/V接线、母线PT采用Y/Y接线的组合形式具有明显的接线简单、成本低、占据空间小等优点，因此在335kV供电系统中被广泛应用。本文主要针对于在这种接线方式下遇到的一种调试故障，采用向量图分析法，解释了故障存在的根本原因，并为检同期二次回路的故障识别提供了一种新的方法。关键词：检同期回路；V/V接线；Y/Y接线；向量图；故障识别中图分类号:U226.8+1 文献标志码:A DOI:10.19772/ki.2096-4455.2022.11.005 0引言检同期回路二次电压的采集主要用于线路的保护、测量与计量，目前国内常用的接线方式有一台互感器接线、两台互感器V/V接线、两台互感器电流差接线、三台互感器Y/Y接线等1。选择的接线方式组合不同，端口反映的电压差不同，因此不同的接线方式与端口表现出的电压差有密切关系，而保护装置的可靠性和灵敏性直接影响系统的稳定性，快切装置能否正确动作直接取决于接线方式是否正确，所以如何通过端口电压值判别故障就成为了检同期回路故障识别的关键2。1理论分析与故障处理1.1故障简述某化工厂35kV变电站带4个10kV变电所运行，分别为1#、2#、3#、4#，其10kV变电所主接线方式采用单母线分段接线，正常运行方式为分列运行3。根据设计要求，10kV变电所线路PT均采用V/V接线，母线侧PT均采用Y/Y接线。在调试1#10kV变电所A段进线失压保护时，快切动作失败，对其对应的PT出线端口电压值进行了测量与记录，又对2#10kV变电所A段PT对应端口电压进行了测量和记录，得到了如表1所示的结果。现要找出1#10kV变电所快切动作失败的根本原因以及正确接线时端子口之间对应的电压值3。1.2正常端口电压分析ABCABCABCQFFU1FU3FU4FU2AXaxXXXAAAaaaaxaxxxx图 1系统结构图作者简介：张文周，男，甘肃天水，硕士，研究方向：电力系统及其自动化。表 11、2#变电所端子口对应电压值测量值AAU/VCAU/VABU/VCBU/VACU/VCCU/V1#变电所149.5113.853.860.9114.2155.42#变电所58.6117.2153.5155.9113.658.6注：A、B、C 为母线 PT 对应的端子口，A、C 为线路 PT 对应的端子口。电 子 元 器 件 与 信 息 技 术|19科技前瞻模拟了现场互感器的接线方式，建立了如图1所示的系统结构图。QF上侧为线路PT侧，采用了V/V接线方式，QF下侧为母线PT侧，采用了Y/Y接线方式4。选择以Y/Y接线二次侧AU?为参考方向。为了便于分析线路PT和母线PT二次侧电压关系，必须找出二者之间存在的内在关系。在V/V接线中0=BU?，在Y/Y接线中，二次侧中性点电压等于零，二者之间有一个同等的等电势点，因此可以将线路PT和母线PT的二次侧向量图进行平移，得到如图2所示的向量图关系5。ACOCU?OACB)(BOBAU?图 2正常接线端口电压向量图在V/V接线中，B相二次侧直接接地，BU=0，中性点由O点偏移到B点，和O点重合。在Y/Y接线中，中性点没有偏移，二次侧电压与一次侧电压同相位，幅值上进行了变换。基于上述向量图，可得出各端子间测得的电压值关系：由于B直接接地的原因，与B有关的电压幅值都变成了其对应的相电压，这里不再计算。下面选取具有代表性的矢量三角形，计算AAU、BAU的值。图3、图4是相对应的两个矢量三角形。AAAU?A)(BO6图 3U?AA矢量三角形AB)(BOA65ABU?图 4U?BA矢量三角形根据上述关系可得：根据电压互感器的接线原理，在一次侧接入额定线电压的情况下，二次侧测得的线电压为100V。表2给出了二次侧电压为额定100V时，各端子间的电压值。表 2理论分析二次端子间标准电压值测量值UAA/VUAC/VUBA/VUBC/VUCA/VUCC/V理论分析值57.7115.5152.7152.7115.557.7经过对比，向量图分析结果与2#10kV变电所测量结果基本一致，证明了2#10kV变电所PT接线正确。1.3故障端口电压分析为了分析1#10kV变电所快切动作原因，利用1.2所用的研究方法，对端口电压进行了逐步dianzi yuanqijian yu xinxijishu 电 子 元 器 件 与 信 息 技 术20|分析，主要分为以下四个步骤6。（1）基于1#kV10变电所的电压测量值，用万用表对V/V接线二次端子的B相进行了电压测量，得到UB=0，确定了V/V接线二次接线可靠接地。（2）对线路PT和母线PT进行接线方式查线，确定了1#10kV变电所进线采用了V/V接线，母线采用了Y/Y接线。（3）对1#10kV变电所与2#10kV变电所的数据进行对比分析，发现与非接地相对应的端子间电压体现出最大值，经过向量图的旋转，只有线路PT或母线PT二次侧同名端反向时，才能出现这种情况7。最后得到了如图5、图6所示的两种向量图。ABAU?ACB)(BOC图 5线路 PT 反向向量图ACOCU?BAU?)(BOC)(BOA图 6母线 PT 反向向量图（4）对线路PT和母线PT进行了同名端验证，发现进线PT二次端子同名端接反。根据上述结果，联系厂家对线路PT二次出线进行了重新接线，安装之后进行了端子间电压测量，结果与2#10kV变电所测量结果一致8。2仿真分析利用MATLAB仿真软件，对整个系统进行了模拟，电源模块设置了额定电压10kV，线路PT和母线PT变比设置为10000:100，先后进行了正常接线仿真和线路PT同名端反接仿真。下面以AAU?为例，获得了如图7和图8所示的仿真波形。图 7U?AA正常接线仿真波形图 8U?AA同名端反接时仿真波形对仿真波形进行有效值计算，可得仿真结果和1#、2#变电所所测结果一致。3结语（1）利用向量图的研究方法合理地解释了故障存在的根本原因。1#10kV变电所线路PT采用的V/V接线二次接线内部同名端接反，快切装置采集到的线路PT和母线PT的相角相差180度，导致快切动作失败。（2）进线PT采用V/V接线、母线PT采用Y/Y接线，这种接线方式二次端子相之间存在固定电压差，这是由于接线方式不同，产生的相位不同引起的。（3）利用向量图研究故障的方法有效可靠，可以用于各种接线组合方式的故障判别，并为后续检同期回路的二次故障识别提供了一种 电 子 元 器 件 与 信 息 技 术|21科技前瞻新思路。参考文献1 牛延,徐梦洁,秦科源,等.智能变电站二次系统回路安全在线监测技术研究J.机械与电子,2021,39(11):52-56.2 王猛.电气自动化控制中设备故障预防与检修技术分析J.电子元器件与信息技术,2022,6(4):214-217.3 郭刚.同期继电保护调试中出现的问题及处理J.石油化工建设,2015,37(5):70-724 孔德胜,陈化钢.电压互感器引起的异常现象分析J.华北电力技术,1998(10):56-59.5 孙艳军,谢蓓敏,吴竞侠.电压互感器二次回路断线异常信号的原因分析及解决方法J.吉林电力,2005(4):35-36.6 林宗汉.微机高压线路保护交流二次回路的接线判别J.电力自动化设备,1995(4):55-56+62.7 刘晓民,阎定强,李卫.电流互感器二次极性正确性判断方法探讨C/2011年云南电力技术论坛论文集(优秀论文部分),2011:124-127.8 余云光,何磊,余炜.电压互感器错误接线分析与防范措施探索J.云南电力技术,2019,47(5):81-85索J.云南电力技术,2019,47(5):81-85.（上接第5页）参考文献1 孙迎新,胡亚东.“碳达峰、碳中和”目标下的低碳园林景观设计探究J.现代园艺,2021(23):121-123.2 黄邓楷,赖文波.风景园林信息模型(LIM)发展现况及前景评析J.风景园林,2017(11):23-28.3 周梁俊.英国建筑信息模型(BIM)战略及其在风景园林行业落实情况的分析J.风景园林,2016(4):122-128.4 欧阳东,王春光,曹颖,等.新加坡BIM技术应用考察报告J.建筑技艺,2016(7):92-95.5 郭湧.论风景园林信息模型的概念内涵和技术应用体系J.中国园林,2020,36(9):17-22.6 陈凤阁.基于无人机航测的煤矸石山治理BIM正向设计J.煤炭工程,2020,52(12):26-29.7 潘越丰,佟昕,李靖婷.成都独角兽岛启动区景观设计LIM实践J.中国园林,2020,36(9):42-46.8 舒斌龙,王忠杰,王兆辰,等.风景园林信息模型(LIM)技术实践探究与应用实证J.中国园林,2020,36(9):23-28.（上接第13页）很大程度上满足了新型电力系统发展各项需求，但在实际应用中，还存在诸多不足，仍需注重电网规划，加快数字电网建设；推进数据融通，挖掘电网资源价值；升级业务中台，加快设备管理数字化，为实现双碳目标贡献力量。参考文献1 李立生,张世栋,陈劲,等.新一代安全可控的数字化供电系统关键技术及应用.Z山东省,国网山东省电力公司电力科学研究院,2020-11-08.2 赵东元,胡楠,傅靖,等.提升新能源电力系统灵活性的中国实践及发展路径研究J.电力系统保护与控制,2020,48(24):1-8.3 郭剑波.科技创新支撑新型电力系统构建J.国家电网,2021(5):18-20.4 马巍威,马涛.数字赋能新能源电力替代要“稳中求进”J.数字经济,2021(4):50-53.5 刘康先.基于数字化转型的新型电力系统构建J.应用能源技术,2022(2):7-11.