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本以为是一个很小的问题。
被朋友问道,却想了半天,也没给出个正确答案。
赶紧补了一下知识,有所得,大家分享。
电压互感器停电操作,要先停用二次后停用一次。
这么操作的主要原因是,防止因为各种原因,造成被停用电压互感器二次向一次反充电。
这个防止反充电,并不是考虑一次产生高压从而带来的安全问题。
而是考虑,对于双母线或类似配置的接线形式下,如果停用电压互感器前电压二次回路处于电压并列状态。如果停用电压互感器一次,那么仍运行的电压互感器会通过二次处于并列状态的回路,给停用的电压互感器反充电。
这个过程中的反充电电流会很大,如果大于运行电压互感器二次回路空气开关动作值,会造成空气开关断开,运行电压互感器二次失压,影响相应的保护和计量。
原理分析
上图为常见的双母线接线电压互感器配置、二次回路及电压切换回路原理图。
正常运行时,两条母线运行,两个电压互感器运行,二次设备对应于一次设备接入母线位置,使用对应母线电压互感器二次电压。
假设我们进行Ⅱ母线停用操作。
首先将接入Ⅱ母线的所有间隔设备倒闸操作到Ⅰ母线连接。这个过程中,各间隔先合入Ⅰ母线隔离开关,形成两条母线并列运行,然后拉开Ⅱ母线隔离开关。
在并列运行过程中,两个切换继电器均动作,1YQJ、2YQJ接点均闭合。
如果一次操作完毕,而1YQJ接点没有返回,则二次回路保持并列状态。
此时,如果先停用Ⅱ母线电压互感器一次侧,则Ⅰ母线电压互感器将通过处于并列状态的二次回路向Ⅱ母电压互感器反充电。
充电电流有多大
查看了一些文献,有的说几安培到二十几安,有说可以达到四十几安培。假设条件不一样,计算方法不一样,得到的结果不尽相同。
但这些结果显然会超过电压互感器二次空气开关的动作电流值,从而造成空气开关动作,使得运行电压互感器二次失压。
电压互感器二次空气开关的动作电流值,可参看前面的一篇文章《电压互感器二次回路空气开关如何选择》。
反充电电流的模拟计算
关于反充电电流如何计算,各个文献给出了不同的方法。有的主要考虑二次并列回路的电阻情况,有的考虑电压互感器一次阻抗情况等等。
我们尝试进行一下模拟计算。
上图为电压互感器二次回路并列状态,Ⅱ母线电压互感器一次侧断开,Ⅰ母线电压互感器处于运行状态且向Ⅱ母线电压互感器反充电的等效电路图。
电压等级为220千伏。
图中,电容C为Ⅱ母线电压互感器高压侧及所连接母线对地电容。
我们假设220千伏设备为GIS,根据典型参数,估算电容C为5000pf。
由于反充电,Ⅱ母线电压互感器高压侧对地产生电压,并通过电容形成电流I。
高压侧电流折算到电压互感器二次,得到反充电电流i。
440A,这个数好可怕啊。
最后几点
上面的模拟计算选择了GIS设备。GIS设备由于结构的原因,对地电容更大,因此计算得到的反充电电流很大。
对于敞开式设备,对地电容会小很多,反充电电流也会小很多,但上面的计算过程和存在的风险是相同的。
这种情况只是存在于可能发生电压互感器二次并列的情形。对于单母线等接线方式,不存在这种反充电的可能。但为了统一操作管理,大部分地方也同样要求停用电压互感器操作,先停用二次,后停用一次。
对于现在的智能变电站,电压回路已经没有了电缆的物理连接,上面提到的问题也不会出现。一二次的操作顺序,我觉得没有什么意义了。
对于没有上面问题的设备操作,我倾向于先停用一次、再停用二次。这样可以保证对一次设备电压的全过程监视。
否则对于小电流接地系统,可能会出现停用二次后,一次系统发生接地,造成在接地状态下操作高压设备的风险。虽然几率很小,但还是要认真考虑。
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