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摘 要：电压互感器是电力系统中一种重要的电气设备，它直接影响变电站的测量、测量的准确性和继电保护和自动装置的安全运行。电压开关插件的烧毁，会使全站保护装置失压，扩大了事故范围的严重后果。本文介绍了某110kV变电站的电压开关故障，通过对烧毁故障的查找和分析，找出了切换插件烧毁故障的原因。
关键词：电压切换；插件；烧毁
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）17-0096-02
引 言
变电站双母线主接线方式由于具备结构简单、运行方式灵活、扩建方便等特点，在电力系统得到广泛采用。当线路在两条母线切换运行时，为保证保护、测控和计量等装置采集的二次电压与一次相对应，必须设置电压切换装置。然而在实际应用中，由于施工、设计、设备质量和人员的误操作等因素，往往造成二次电压通过电压切换回路向一次反充电，反充电过程中，会产生极大的电流，烧毁电压切换装置，使运行中的保护装置失去电压，可能造成保护装置的误动或拒动。因此，在各级继电保护运行管理规程中，都明确规定了系统一次设备倒闸操作时，应特别注意防止电压互感器二次回路向一次反充电。本文首先介绍了变电站母线接线方式，然后结合具体案例，分析双母线接线方式中出现的电压切换插件烧毁原因，并提出相应防护措施。
1 变电站母线接线方式
变电站母线常见的接线方式主要有2种，单母线接线和双母线接线，下面简要介绍这2种接线方式的特点。
1.1 单母线接线方式
①单母线接线的供电电源G1和G2是变压器或者高压进线回路，任一条出线都可以从母线获得G1或G2的电能；由于各出线负荷功率不一定相等，应尽量使负荷平均分配于母线上。同时每条回路都装有断路器和隔离开关，紧靠母线的隔离开关通常叫做母线隔离开关，靠近出线的隔离开关通常称作线路隔离开关。②单母线接线优点有很多，如接线简单、设备少、投资小、运行保护方便、有利于扩建等等。但其可靠性和靈活性差，尤其是当母线或母线隔离开关故障或检修时必须断开它的所有电源，以至于与之连接的所有电力装置均停止工作。基于这些，这种接线方式常用于只有一台变压器出线回路数不多的变电站。
1.2 双母线接线方式
①双母线有Ⅰ母和Ⅱ母两条母线，每条出线都通过一只断路器和两只隔离开关与母线连接，两段母线通过两个隔离开关和一个断路器连接。②双母线接线的的优点是供电可靠、调度灵活、便于扩建等等，因此在变电站中应用广泛。但是由于这种接线使用设备多，特别是隔离开关的数量，配电装置复杂，投资较多，通常在运行中隔离开关作为操作电器，容易发生误操作，尤其是当母线出现故障的时候，需要在很短的时间内切换较多电源和负荷，容易发生误操作。
双母线接线是变电站一种常见的接线方式，具有运行方式灵活、供电可靠性高等优点。双母线接线的母差保护可根据间隔母线闸刀辅助接点位置自动计算每段母线上的差流，从而实现母差保护的选择性。
2 该变电站故障概况
某变电站110kV侧一次主接线方式为双母线带旁路，如图1所示。当时运行方式为110kVⅠ母线运行，110kVⅡ母线热备用（110kV#2TV为运行状态）。
在该变电站扩建的110kV535线路间隔电气安装工作全部结束当天，由该变电站当值运行人员对该线路间隔一次设备进行验收。在验收5351刀闸时，运行人员发现5351刀闸合闸不到位，要求基建调试人员加以消缺。紧接着又验收5352刀闸，在5352刀闸合闸过程的同时（此时5351刀闸仍然处于合闸状态），保护室535线路保护装置处立刻冒出浓烟和难闻气味，经检查发现电压切换插件烧毁。为了不影响535线路间隔送电，使用正在安装的110kV540线路间隔保护装置上的电压切换插件替换烧毁的电压切换插件。
3d后，变电站运行方式未变，基建调试人员在该变电站办理了工作开工手续后，反复检查确认110kV540线路间隔的5401刀闸和5402刀闸均处于分闸状态，同时断开110kV540线路保护屏后的装置直流电源空气开关和交流电压空气开关后，开始安装厂家邮寄的新电压切换插件，在紧固插件过程中，110kV540线路保护装置处冒出浓烟。经检查，同样发现电压切换插件烧毁。
3 变电站电压切换插件烧毁原因分析
110kV线路保护装置电压切换回路，如图2所示。其切换动作原理为：当线路接在Ⅰ母时，Ⅰ母刀闸的常开辅助触点闭合，1YQJ1、1YQJ2继电器带电动作，继电器常开辅助触点1YQJ1、1YQJ2闭合，Ⅱ母刀闸的常开辅助触点开断、常闭辅助触点闭合，确保2YQJ1、2YQJ2继电器为复归状态，继电器常开辅助触点2YQJ1、2YQJ2不闭合，此时输入保护装置交流电压为Ⅰ母电压。线路接在Ⅱ母上时切换动作原理相同。
（1）该变电站扩建的110kV535线路间隔电气安装工作全部结束时，保护装置已具备运行条件。当时#1TV在运行，当5351刀闸和5352刀闸同时在合闸状态时，5351刀闸和5352刀闸常开辅助触点同时闭合，同时启动1YQJ1、1YQJ2、2YQJ1、2YQJ2继电器，切换继电器同时动作，继电器常开辅助触点1YQJ1、1YQJ2、2YQJ1、2YQJ2同时闭合，使得110kVI母线运行的#1TV二次电压通过电压切换回路对#2TV反充电，造成电压切换插件通过的电流过载发热，烧毁电压切换插件。
（2）在安装110kV540线路保护装置电压切换插件工作前，未通电检查电压切换继电器的工作状态。正巧厂家邮寄的电压切换插件调试后未将1YQJ1、1YQJ2、2YQJ1、2YQJ2继电器复归，继电器常开辅助触点1YQJ1、1YQJ2、2YQJ1、2YQJ2均闭合，安装时110kV540线保护装置屏后的直流电源空气开关处于断开状态，1YQJ1、1YQJ2、2YQJ1、2YQJ2电压切换继电器的不能复归，当时#1TV在运行，#1TV二次电压同样通过电压切换回路再次对#2TV反充电，造成电压切换插件通过的电流过载发热，烧毁电压切换插件。 4 防范措施
目前现场使用的电压切换装置均采用了自保持的电压切换继电器，目的是确保一次隔离开关辅助接点接触不良或切换插件电源消失的情况下，保护装置不会失压。
4.1 技术措施
①相关人员在新建间隔设备调试前应了解变电站的运行方式，特别对于双母线接线的变电站中，在一条母线运行、一条母线热备用（母线TV在运行）的方式下进行一、二次设备调试工作，一定要可靠断开电压回路，最好能将热备用母线TV退出运行。防止在二次电压回路未断开的情况下，2条母线刀闸同时合闸现象的发生。②现场调试人员在安装电压切换插件前，应做好危险点分析、安全措施，自接线端子排处彻底断开电压二次回路与保护装置的联系，安装前断开保护装置直流电压空气开关，更换后合上保护装置直流电压空气开关，人为对电压切换继电器进行触发复归。③保护装置生产厂家应本着对电力系统用户高度负责的原则，对出厂的电压切换插件从技术角度严格把关，确保电压切换插件上的各种元件可靠动作，切忌将调试完毕未复归至原始状态的“半成品”交付用户，以免造成现场不必要的损失和安全事故。
4.2 组织措施
①认真落实“四不放过”的原则，要求继电保护调试人员详细学习电压切换装置的切换原理，熟悉电压切换装置的动作过程。②加大对施工现场的安全检查，嚴格控制现场作业流程，防范作业指导书编制流于形势的现象。③落实安全奖惩制度，对此次异常的责任人将加以责任追究，给予一定的经济处罚。
5 结束语
对于新建变电站或变电站新建间隔，现场施工调试人员往往安全意识不足，容易忽视潜在的事故隐患。因此，在现场工作中，调试人员一定要严格执行电力安全工作规程，做好危险点分析和事故预想，涉及到二次回路的更要严格执行继电保护安全措施票，以确保现场工作安全，避免不必要的事故发生。
参考文献
[1]朱瑞芳.一起电压切换插件烧损的故障分析及处理[J].能源环境，2012（06）.
[2]聂学东，谷永红.关于莲花厂高厂变保护电压切换插件损坏原因分析[J].科技创新论坛，2014（20）.
[3]韩国华，韩 琪.220kV双母线二次电压回路切换及倒母线操作预控问题的方法及措施[J].山东工业技术，2017（06）.
[4]李敏霞，袁文嘉，郭化冰.电压切换插件烧毁问题的分析及解决方案[J].电力系统保护与控制，2009（23）.
收稿日期：2018-5-13
关键词：电压切换；插件；烧毁
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）17-0096-02
引 言
变电站双母线主接线方式由于具备结构简单、运行方式灵活、扩建方便等特点，在电力系统得到广泛采用。当线路在两条母线切换运行时，为保证保护、测控和计量等装置采集的二次电压与一次相对应，必须设置电压切换装置。然而在实际应用中，由于施工、设计、设备质量和人员的误操作等因素，往往造成二次电压通过电压切换回路向一次反充电，反充电过程中，会产生极大的电流，烧毁电压切换装置，使运行中的保护装置失去电压，可能造成保护装置的误动或拒动。因此，在各级继电保护运行管理规程中，都明确规定了系统一次设备倒闸操作时，应特别注意防止电压互感器二次回路向一次反充电。本文首先介绍了变电站母线接线方式，然后结合具体案例，分析双母线接线方式中出现的电压切换插件烧毁原因，并提出相应防护措施。
1 变电站母线接线方式
变电站母线常见的接线方式主要有2种，单母线接线和双母线接线，下面简要介绍这2种接线方式的特点。
1.1 单母线接线方式
①单母线接线的供电电源G1和G2是变压器或者高压进线回路，任一条出线都可以从母线获得G1或G2的电能；由于各出线负荷功率不一定相等，应尽量使负荷平均分配于母线上。同时每条回路都装有断路器和隔离开关，紧靠母线的隔离开关通常叫做母线隔离开关，靠近出线的隔离开关通常称作线路隔离开关。②单母线接线优点有很多，如接线简单、设备少、投资小、运行保护方便、有利于扩建等等。但其可靠性和靈活性差，尤其是当母线或母线隔离开关故障或检修时必须断开它的所有电源，以至于与之连接的所有电力装置均停止工作。基于这些，这种接线方式常用于只有一台变压器出线回路数不多的变电站。
1.2 双母线接线方式
①双母线有Ⅰ母和Ⅱ母两条母线，每条出线都通过一只断路器和两只隔离开关与母线连接，两段母线通过两个隔离开关和一个断路器连接。②双母线接线的的优点是供电可靠、调度灵活、便于扩建等等，因此在变电站中应用广泛。但是由于这种接线使用设备多，特别是隔离开关的数量，配电装置复杂，投资较多，通常在运行中隔离开关作为操作电器，容易发生误操作，尤其是当母线出现故障的时候，需要在很短的时间内切换较多电源和负荷，容易发生误操作。
双母线接线是变电站一种常见的接线方式，具有运行方式灵活、供电可靠性高等优点。双母线接线的母差保护可根据间隔母线闸刀辅助接点位置自动计算每段母线上的差流，从而实现母差保护的选择性。
2 该变电站故障概况
某变电站110kV侧一次主接线方式为双母线带旁路，如图1所示。当时运行方式为110kVⅠ母线运行，110kVⅡ母线热备用（110kV#2TV为运行状态）。
在该变电站扩建的110kV535线路间隔电气安装工作全部结束当天，由该变电站当值运行人员对该线路间隔一次设备进行验收。在验收5351刀闸时，运行人员发现5351刀闸合闸不到位，要求基建调试人员加以消缺。紧接着又验收5352刀闸，在5352刀闸合闸过程的同时（此时5351刀闸仍然处于合闸状态），保护室535线路保护装置处立刻冒出浓烟和难闻气味，经检查发现电压切换插件烧毁。为了不影响535线路间隔送电，使用正在安装的110kV540线路间隔保护装置上的电压切换插件替换烧毁的电压切换插件。
3d后，变电站运行方式未变，基建调试人员在该变电站办理了工作开工手续后，反复检查确认110kV540线路间隔的5401刀闸和5402刀闸均处于分闸状态，同时断开110kV540线路保护屏后的装置直流电源空气开关和交流电压空气开关后，开始安装厂家邮寄的新电压切换插件，在紧固插件过程中，110kV540线路保护装置处冒出浓烟。经检查，同样发现电压切换插件烧毁。
3 变电站电压切换插件烧毁原因分析
110kV线路保护装置电压切换回路，如图2所示。其切换动作原理为：当线路接在Ⅰ母时，Ⅰ母刀闸的常开辅助触点闭合，1YQJ1、1YQJ2继电器带电动作，继电器常开辅助触点1YQJ1、1YQJ2闭合，Ⅱ母刀闸的常开辅助触点开断、常闭辅助触点闭合，确保2YQJ1、2YQJ2继电器为复归状态，继电器常开辅助触点2YQJ1、2YQJ2不闭合，此时输入保护装置交流电压为Ⅰ母电压。线路接在Ⅱ母上时切换动作原理相同。
（1）该变电站扩建的110kV535线路间隔电气安装工作全部结束时，保护装置已具备运行条件。当时#1TV在运行，当5351刀闸和5352刀闸同时在合闸状态时，5351刀闸和5352刀闸常开辅助触点同时闭合，同时启动1YQJ1、1YQJ2、2YQJ1、2YQJ2继电器，切换继电器同时动作，继电器常开辅助触点1YQJ1、1YQJ2、2YQJ1、2YQJ2同时闭合，使得110kVI母线运行的#1TV二次电压通过电压切换回路对#2TV反充电，造成电压切换插件通过的电流过载发热，烧毁电压切换插件。
（2）在安装110kV540线路保护装置电压切换插件工作前，未通电检查电压切换继电器的工作状态。正巧厂家邮寄的电压切换插件调试后未将1YQJ1、1YQJ2、2YQJ1、2YQJ2继电器复归，继电器常开辅助触点1YQJ1、1YQJ2、2YQJ1、2YQJ2均闭合，安装时110kV540线保护装置屏后的直流电源空气开关处于断开状态，1YQJ1、1YQJ2、2YQJ1、2YQJ2电压切换继电器的不能复归，当时#1TV在运行，#1TV二次电压同样通过电压切换回路再次对#2TV反充电，造成电压切换插件通过的电流过载发热，烧毁电压切换插件。 4 防范措施
目前现场使用的电压切换装置均采用了自保持的电压切换继电器，目的是确保一次隔离开关辅助接点接触不良或切换插件电源消失的情况下，保护装置不会失压。
4.1 技术措施
①相关人员在新建间隔设备调试前应了解变电站的运行方式，特别对于双母线接线的变电站中，在一条母线运行、一条母线热备用（母线TV在运行）的方式下进行一、二次设备调试工作，一定要可靠断开电压回路，最好能将热备用母线TV退出运行。防止在二次电压回路未断开的情况下，2条母线刀闸同时合闸现象的发生。②现场调试人员在安装电压切换插件前，应做好危险点分析、安全措施，自接线端子排处彻底断开电压二次回路与保护装置的联系，安装前断开保护装置直流电压空气开关，更换后合上保护装置直流电压空气开关，人为对电压切换继电器进行触发复归。③保护装置生产厂家应本着对电力系统用户高度负责的原则，对出厂的电压切换插件从技术角度严格把关，确保电压切换插件上的各种元件可靠动作，切忌将调试完毕未复归至原始状态的“半成品”交付用户，以免造成现场不必要的损失和安全事故。
4.2 组织措施
①认真落实“四不放过”的原则，要求继电保护调试人员详细学习电压切换装置的切换原理，熟悉电压切换装置的动作过程。②加大对施工现场的安全检查，嚴格控制现场作业流程，防范作业指导书编制流于形势的现象。③落实安全奖惩制度，对此次异常的责任人将加以责任追究，给予一定的经济处罚。
5 结束语
对于新建变电站或变电站新建间隔，现场施工调试人员往往安全意识不足，容易忽视潜在的事故隐患。因此，在现场工作中，调试人员一定要严格执行电力安全工作规程，做好危险点分析和事故预想，涉及到二次回路的更要严格执行继电保护安全措施票，以确保现场工作安全，避免不必要的事故发生。
参考文献
[1]朱瑞芳.一起电压切换插件烧损的故障分析及处理[J].能源环境，2012（06）.
[2]聂学东，谷永红.关于莲花厂高厂变保护电压切换插件损坏原因分析[J].科技创新论坛，2014（20）.
[3]韩国华，韩 琪.220kV双母线二次电压回路切换及倒母线操作预控问题的方法及措施[J].山东工业技术，2017（06）.
[4]李敏霞，袁文嘉，郭化冰.电压切换插件烧毁问题的分析及解决方案[J].电力系统保护与控制，2009（23）.
收稿日期：2018-5-13