一起电压互感器非典型错误接线的分析与处理

赵颖博 袁 锋 陈 静 朱晓燕

（新野县电业局，河南 南阳473500）

0 引言

2014－11－27 T21：22：29，35 k V沙堰变电站在增容改造过程中发生了一起因10 k V沙樊线148＃杆金属性接地引发的10 k V母线电压互感器弧光短路故障，造成烧毁10 k V母线电压互感器。经过现场检查分析，发现是因为高压开关柜厂家未正确理解南瑞科技NSR656 R系列TV切换保护装置开口三角试验芯抽取的正确用法，而造成的一起非典型性错误接线，同时该故障也暴露出开关柜安装中交接试验的一些短板，具有较强的借鉴意义。

1 故障发生情况及故障的初步分析判断

1.1 故障发生时的基本情况

2014年11月，沙堰变电站进行2＃主变增容改造工作，该站10 k V GG1 A型高压开关柜全部更换为KYN28 A－12型手车高压开关柜。该站在事故发生时的运行方式为：在沙堰变2＃主变及10 k V开关柜增容改造期间，35 k V蔡沙线受电带35 k V母线，沙1＃主变运行，沙2＃主变停运解备做安措；10 k VⅠ段母线运行，10 k VⅡ段母线停运解备，进行开关柜安装调试任务，沙100母联开关柜已安装但未安装连接母排；10 k V沙冀线、10 k V沙赵线通过变电站出口电缆跳通10 k V线路进入施工改造期间运行方式进行运行。该站一次系统图如图1所示（加框部分为本期工程）。

1.2 故障发生时的各种信息反映

故障发生后工控机事故报文信息如图2所示。

故障发生开关柜爆炸后情况如图3所示。

图1 35 k V沙堰变电站增容改造后一次系统接线图

1.3 故障发生后初步分析判断

（1）从故障报文分析，故障发生时10 k V母线发生系统接地故障（21：22：20—198沙10 k V东母零序电压信号报警）；根据保护定值分析零序电压告警投退－投入，零序电压告警电压定值－15 V，零序电压告警时限－6 s，系统应该发生单相接地故障。（2）从现场运行情况分析，沙10 k VⅠ段母线TV已经运行10天，TV的计量、测量、保护3个绕组表计正常，交接试验中保护传动正确，基本可以排除运行回路接线错误问题。（3）从TV柜爆炸后痕迹分析，并结合后台机报文情况初步判断为：因10 k V线路发生单相接地故障，引起10 k VⅠ段母线TV零序回路短路引起互感器绝缘击穿，从而引发TV三相弧光短路造成10 k V TV开关柜爆炸事故；但是引起10 k V TV零序回路短路的根本原因并未查明，需进一步分析研究。

图2 工控机事故报文信息

图3 TV柜爆炸后情况图片

2 现场试验及TV零序回路问题分析查找情况

2.1 电压并列装置的功能与原理

沙堰变10 k V TV选用信阳华电电器有限公司生产的JDZX11－10型电压互感器，产品符合标准GB1207—2006，本站10 k V母线TV切换装置采用国电南瑞科技股份有限公司生产的NSR656R系列保护装置。NSR656R电压并列装置电压回路接线原理如图4所示。

NSR656 RF TV并列装置适用于单母线分段接线方式的两段母线TV重动、并列，能完成单母线分段方式的两段母线TV的各8路电压（4路测量保护电压、4路测量电压）的重动、并列操作。每台装置中可配置两块TVBL板件，完成两个电压等级的TV并列。TV的重动：NSR656RF TV并列装置由各段TV的一次刀闸位置将8路电压重动到电压小母线，接至本段母线的保护测控装置的TV回路并有重动监视信号开出。TV的并列：NSR656RF TV并列装置由分段开关的位置完成重动后的8路电压并列，并有并列监视信号开出。TV的并列有就地、远方两种方式，就地并列／解列由并列操作KK控制完成，远方并列／解列由遥控操作完成。

2.2 电压二次回路的接线核对性试验原理与方法

电压互感器的工作原理与变压器相同，也是由一次和二次绕组、铁芯、引出线以及绝缘结构等构成，所不同的是电压互感器的二次电压一般都是V，同时电压互感器容量较小。JDZX11－10型电压互感器额定变比10 000／在一次侧输入400 V交流电压（三相电压），二次侧线电压理论上应该为4 V。

在TV一次侧输入400 V交流电压，在TV二次侧反映出4 V左右的线电压，本次接线核对采取分解方式进行，第一步核对互感器一次侧至手车航空插头段，第二步核对互感器一次侧至开关柜端子排，第三步对UA／UB／UC三相电压任意取消一项，确认开口三角UL电压会正常产生。核对完毕后在开关柜端子排侧利用继电保护校验设备分别加入UA／UB／UC／UL4组电压，核对TV切换装置并列／解列的正确性。按照本试验方法，分别试验了保护、测量、计量、零序4组回路，对回路正确性进行核对性试验。

在试验中发现，在TV一次侧输入400 V交流电压后，UA、UB、UC三相均能测到将近4 V电压，不计回路压降等实际因素，电压值在合理范围内。同时零序回路出现1.2 V左右电压，该电压属于回路分压，确认零序回路存在错误接线。

图4 NSR656 R电压并列装置电压回路接线原理图

2.3 TV二次回路错误接线分析

本站10 k V TV柜采用南阳飞龙电器有限公司生产的KYN28 A－12型手车式开关柜，电压互感器的接线配线以及保护装置的配线采用工厂化配线模式，均由飞龙电器有限公司于厂内进行配线，根据随屏图纸（图5）进行分析，发现TV保护回路采取三角形接线，厂家从UB的尾端抽取L601作为UL，与开口三角电压的抽取不一致。经与南瑞厂家、飞龙电器厂家沟通分析一致认为，在开口三角试验芯抽取上存在认识错误，正常开口三角应该抽取TV绕组UA绕组首端和UC绕组尾端，但是飞龙厂家误抽取UB的尾端，该方式一般为110 k V重要线路保护检同期电压抽取方式。

图5 TV柜接线原理图分析

3 TV二次回路误接线发生的原因与对策

3.1 本次事故发生的原因

（1）本次TV保障事故发生的原因为：在10 k V线路发生单线接地的条件下，因TV柜TV零序回路误接线，开口三角回路短路形成零序线圈绝缘击穿发生三相TV设备弧光短路，造成设备烧毁的故障。（2）造成本次故障的直接原因为：开关柜厂家在工厂配线过程中未能正确理解TV二次回路开口三角电压的抽取方法，将110 k V线路检同期电压的抽取方法混淆造成了误接线。（3）本次事故的发生暴露出厂家在目前集中招标、集中生产的形势下，存在产品出厂试验不全、图纸审核不细不实的弊端；同时发现在设备安装调试阶段忽视了对电压回路接线正确性的核查工作，在安装中，据笔者了解，此项工作普遍存在缺失。

3.2 防止此类误接线事故发生的对策

（1）高度重视产品监造工作，建议运行单位在产品技术协议签订阶段跟进了解，依据现场实际提出设计要求；出厂试验阶段安装单位、运行单位进行驻厂监造，确保产品出厂试验不缺项、不漏项，对发现的缺陷及时处理，确保产品到场优质合格。（2）施工单位在安装中进行二次回路核查工作，积极利用电流互感器一次侧升流、电压互感器一次侧升压、分部核查的方式核对二次接线的正确性，并将此项试验纳入试验报告形成正式结论。（3）运行单位在核查试验中及时跟进，监督要求设备安装单位全面进行二次电压、电流回路的核查试验，目前运行单位往往存在重视投运交接试验、忽视施工中的核查试验的弊端，而在投运启动阶段因时间、运行方式等原因交流电流、交流电压回路正确性的核查难以现场进行，造成监管盲区。（4）运维管理单位应进一步加强技术监督力度，对发现的同厂家、同批次、同类型问题进行全面排查，进一步杜绝设备安全隐患，提高设备安全运行、电网精益化运维水平。

4 结语

为防止此类事故再次发生，在目前电网建设工程大规模开展，基层单位存在设计、施工队伍严重不足且水平参差不齐的情况下，建议在安装中将交流电压、交流电流二次回路的正确性核查列为必须进行的交接试验项目，在“十八项反事故措施”中进行明确，并在设备投运启动中进行专项核查，杜绝此类事故再次发生，为电网安全稳定运行提供有效的制度保障。

［1］国家电网公司.十八项电网重大反事故措施［Z］，2012.

［2］国电南瑞科技股份有限公司.NSR600系列保护装置说明书［Z］.