广东电网有限责任公司韶关供电局的研究人员徐兴发，在2019年第9期《电气技术》杂志上撰文，针对变电站电压互感器二次中性点N600多点接地可能导致距离保护、零序保护拒绝或误动，开发了变电站电压互感器二次中性点N600(PTN600)接地在线监控装置，实时监控变电站电压互感器二次中性线N接地条件为600，N当600发生多点接地时，及时触发相关报警信息，发现安全风险，避免区外故障保护装置误动，拒绝区内故障保护装置，确保电网安全稳定运行，提高工作效率，具有良好的应用前景。

根据《电力系统继电保护与安全自动装置反事故措施要点》，控制室零相小母线(N600)连接几组电压互感器(potential transformer, PT)二次回路只在控制室N600点接地时，开关现场各电压互感器二次中性点应断开；确保接地可靠，各电压互感器的中性线不得与断路器或接触器连接。

在实际操作中，电压互感器的二次中性点可能是由于设计、施工和二次设备老化和绝缘击穿造成的N600(PTN600)有两点接地，开关现场和控制室同时接地。当系统出现故障时，变电站地网流过大故障电流N600两端会出现电位差，将造成中性点的电压相位偏移，进而影响相电压与零序电压的幅值与相位，可能导致距离保护、零序保护拒动或误动。

电压互感器的二次中性点发生了几次变电站N2200点接地引起的220kV为防止此类事件再次发生，可采取以下措施：

• 1)各单位应对所辖变电站电压互感器二次回路N检查600接地情况。
• 2)新建变电站投产前，维修单位应仔细检查验收中性点N600点接地，确保设计图纸及相关二次回路接线正确，中性点N600接地线测试数据存档备查。
• 3)设备投入运行前，必须对变电站进行改扩建N测试和记录600公共接地线电流的数据。
• 4)变电站在运行过程中，值班人员应每六个月进行一次N600接地线电流值测试，如发现多点接地，应立即检查排除N600以外的接地故障点。

因此，变电站电压互感器的二次中性点N600检查和运维管理是电力系统运维人员定期检查和测试的重要组成部分。变电站电压互感器二次中性点N600接地线没有相关的实时在线监控方法，通常在电网保护误动后，通过分析判断变电站电压互感器二次中性点多点接地、接地不良、接线错误，大部分事后检查，无法及时发现隐患。

同时，继电保护维护人员需要大量的时间进行检查，逐个变电站检查工作量大，操作随机性大，检查效率低，检查监测结果不准确。如果检查可能没有发现问题，但在雷雨期间（如TYD的N多点接地形成，直到事故发生。

1 PTN设计600接地在线监控装置

1.1 PTN600接地在线监控装置原理

利用高精度钳形电流互感器采集中性点N如图1所示，600接地线电流。输入采集模块，信号处理模拟量电流值，去除干扰量，处理后输入放大模块，输入两级放大电路A/D通过数据转换模块A/D数据转换后，输入微机处理器进行逻辑判断，电流超过微机处理模块的固定值(50mA)，继电器经过一定的延迟触发K1，继电器K1动作，继电器K1动作常开接点关闭触发引起公共测控的信号接点，监控后台光字牌点亮，报警窗口弹出相关报警中性点N600多点接地信息。

同时，继电器K另一对常开接点关闭，触发装置报警模块动作，信号灯点亮。返回按钮S动作，触发继电器K2.设备返回信号报警和继电器K1.设备恢复正常工作状态，如图2所示。

同时，站内远动装置将变电站PT二次中性线N600多点接地线及时发送调度主站监控系统，实现与调度主站监控系统的联系。在线监控装置通过站内远程装置将收集和识别的监控状态上传到调度主站服务器PT二次中性线N实现实时、准确、高效的监控功能。

1.2 PTN600接地在线监控装置软件设计

1)该装置采用微底盘设计、嵌入式安装结构和整体面板结构。高性能高速32位微处理器为主MCU建立硬件平台、高效C语言嵌入式实时软件平台，最大化结构设计界面，促进功能升级和扩展，输入双路电流。

2)电采集回路低功耗CMOS计算放大器、共模高端双向电流检测技术、电压采集线性光耦合隔离技术及其专用电源处理芯片，完成电源参数的输入隔离、采集和变换CPU处理收集的数据，并根据电量报警阀值实时报警。

3）直流电源输入端有专用电源滤波器，有效防止冲击负荷、电气化电路和电力系统故障引起的误动或拒动。

4）整个设备结构设计采用模块化设计，包括电源板、显示板、控制板和端子板。可插拔安装方法便于维护和提高可生产性。

5)友好的人机界面。采用汉显液晶屏，友好的中文窗口界面，界面显示信息量大。

6)装置的主要功能有：①参数监测装置安装处电流的正常运行状态；②多路可编程继电器出口用于接收外部信号报警；③具有事件记录和事故数据记录功能，可记录保存最近12次事件，并具有停电保持功能，停电后记录内容不消失；④具有自检功能、程序自恢复功能、整组自检功能。

1.3 PTN600接地在线监控装置硬件设计

变电站PTN电流互感器、采集模块、放大模块、数据转换模块采集模块、放大模块、数据转换模块和微机处理模块。微机处理模块的第一输出端连接报警输出单元模块，微机处理模块的第二输出端连接报警指示灯和显示模块，微机处理模块的第三输出端连接存储单元模块，微机处理模块的第一输入端连接自动复位模块，报警输出单元模块还连接到公共测控装置，如图3所示。

1)高精度钳形电流互感器

高精度钳形电流互感器CT钳子采集变电站电压互感器二次中性点N600接地线的电流不会影响或改变电站的原始电流N如图1所示，600接地线状态。PT并列屏幕实时收集流过全站N将高精度钳形电流互感器输出钳形电流互感器输出电流数据输入采集模块。

2)采集模块，放大电路，A/D数据转换模块

采集模块将输入模拟电流值进行信号处理，去除干扰量，然后输入放大模块。第一次操作放大器和第二次操作放大器采用两级放大电路LM332操作放大器芯片，在两级操作放大电路输出端输入A/D数据转换模块。A/D数据转换模块将电压互感器二次中性线收集模块并放大N600接地线电流转换为数字信号，输入微机处理器。

3)微机处理模块

A/D数据转换模块将中性线性转换为中性线N600电流模拟数据转换为数字量，输入微机处理模块，具有逻辑分析判断功能，输入电流触发继电器线圈动作，触发报警模块、报警指示灯、显示模块、报警指示灯和微处理模块，触发报警指示相关电路，警示灯亮了，装置可以判断N多点接地故障发生在600。

4)自动复位模块

自动复位功能，即自动复位模块与微处理模块连接，对中性线进行监控、分析和判断N600接地线电流正常时，自动复位。复位模块由复位继电器、报警复位单元、电源及相关保护电阻组成，如图2所示。复位相关电路的报警复位单元可以复位继电器线圈的动作，即线圈返回。当复位电路关闭时，动作继电器报警指示灯熄灭，报警信号通常从动作关闭状态恢复到断开状态。

变电站在图2所示PTN在600在线监控装置及方法的报警控制回路示意图中，R1、R2、R三是控制电路的相关保护元件(电阻、电感、电容)，K1、K2为继电器，L警告指示灯，S复位模块中的复位按钮。当采集电流超过微机处理模块整定定值(50mA)，继电器经过一定的延迟触发K1，继电器K动作，继电器K1动作，常开接点关闭触发引起公共测控的信号接点，监控后台光字牌点亮，报警窗口弹出相关报警变电站PT二次中性线N多点接地信息发生在600。

同时，继电器K另一对常开接头关闭，触发装置报警模块动作，信号灯点亮。复位按钮S动作，触发继电器K2.设备复位信号报警和继电器K1.设备恢复正常工作状态。

5)对时模块

对时模块适用于接入变电站GPS时钟，具备GPS对时功能，用于电站PT二次中性线N600接地在线监控装置。

6)定值整定模块

固定值固定模块用于固定继电器，预设动作报警电流阈值，目前标准值为50mA，当所述PT二次中性线N600的电流大于动作报警阈值50mA继电器动作，见表1。

判断逻辑和动作启动条件后触发电流大于设定电流，默认为50mA。

7)存储单元模块

存储单元模块存储继电器的动作事件，便于查询最近n(n≥20)故障信息。

8)报警输出单元模块

继电器动作触发继电器，继电器经常关闭节点，触发报警输出，输出到公共测控装置，包括监控背景信号报警模块及远动调度主站监测模块。在线监测装置采集到的电流超过告警整定电流定值时，判断为多点接地，微处理模块触发继电器K1线圈动作，继电器K1常开节点闭合，触发控制回路至公用测控装置的N600多点接地告警信号闭合，监控后台机光字牌被点亮、告警窗弹出“N600多点接地”告警信息。

9)显示模块

显示当前变电站PT二次中性线N600发生多点接地的电流及多点接地信息。

10)电源模块

电源处理模块，所述的电源处理模块与所述的采集模块、放大模块、数据转换模块以及微机处理模块均相连。电源模块输出直流24V作为采集模块、放大模块、数据转换模块的工作电源，输出直流48V作为微机处理模块的工作电源。电源处理模块提供变电站PT二次中性线N600接地在线监测装置的工作电源，采用变电站直流电源(110V或220V)保障装置工作状态的稳定运行。

1.4 PTN600接地线在线监测装置的逻辑功能

变电站PTN600(电压互感器二次中性线)接地在线监测装置，通过高精度钳形电流互感器、采集模块、放大模块、数据转换模块、微机处理模块、自动复位模块、对时模块、定值整定模块、存储单元模块、数据输出模块、告警输出单元模块、显示模块、报警指示灯合理设置及配合，实现了对变电站PT二次中性线N600流过的电流进行实时在线监测功能，微机处理模块具备分析判断功能，将PT二次中性线N600的电流进行对比分析，并且超过整定的继电器动作电流50mA，继电器动作告警，站内监控后台告警光字牌被点亮、告警窗弹出相关告警信息，显示发生中性点N600多点接地。

同时，自动复位模块的设置将继电器K1线圈动作复位，使处于报警状态下的装置恢复到在线监测工作状态；监控后台信号告警模块以及远动调度主站监测模块的设置有利于将采集、识别的监测状态通过站内远动装置上传至调度主站服务器，对变电站PT二次中性线N600接地状况实现准确且高效的实时监测，及时通知运维人员处理，消除安全隐患，降低区外故障保护误动作，提高工作效率。

变电站PTN600接地线在线监测装置体积小，设计电路简单，安装方便，不影响电力系统的安全稳定运行。

2 PTN600接地在线监测装置的调试升级

对研制的变电站电压互感器二次中性点接地线在线监测装置进行调试、升级。

1)在新建变电站主控室的PT并列屏安装调试，高精度钳形电流互感器实时采集中性点N600接地线电流，将采集的电流输入装置采集模块，将电流模拟量进行信号处理，将干扰量去除，处理后输入放大模块，经过两级放大电路后输入到A/D数据转换模块，通过A/D数据转换后输入到微机处理器。

2)微处理器进行逻辑判断。当模拟两点接地时，装置采集电流超过微机处理模块整定定值(50mA)，经过一定的延时触发继电器动作。

3)继电器动作常开接点闭合触发引至公用测控的信号接点，监控后台光字牌被点亮、告警窗弹出相关告警“中性点N600多点接地”信息。

4)继电器的另外一对常开接点闭合，触发装置告警模块信号灯点亮。

为准确实现对变电站电压互感器二次中性点N600接地线的实时监测，及时发现安全隐患，避免区外故障保护误动的发生，提高工作效率，对装置进行升级，在不改变主控室原有N600一点接地的基础上，实时监测电压互感器二次中性点N600接地点电流，电流超过继电器线圈动作值50mA时触发告警指示灯及告警信号，装置具备稳定可靠性及事件和事故数据记录功能。

3 装置的运行效果

3.1 变电站PTN600接地在线监测装置实施情况

目前，在粤北地区电网变电站试点应用，同时在基建变电站现场施工过程中应用，能够实时监测变电站电压互感器二次中性点N600接地状况，发生多点接地触发相关告警信息，及时发现安全隐患。提高运维效率，实现变电站电压互感器二次中性点接地在线监测。

3.2 效果分析

变电站PTN600接地在线监测装置，取得以下实际效果：

1)提供了一种变电站电压互感器二次中性点N600接地线在线监测技术，能够实时监测变电站电压互感器二次中性点N600接地状况。

2)电压互感器二次中性点N600发生多点接地触发相关告警信息，及时发现安全隐患，避免区外故障保护装置误动、区内故障保护装置拒动，保障电网安全稳定运行。

3)全面掌控管辖地区电网变电站电压互感器二次中性点N600一点接地的情况。

4)完善中性点N600接地线在线监测装置与调度主站监控系统联系。

3.3 经济效益

变电站PTN600接地在线监测装置的应用，可及时发现安全隐患，避免区外故障保护装置误动、区内故障保护装置拒动，保障电网安全稳定运行；避免潜在的区外故障误动作对社会产生的经济损失，为生产提供稳定的监测方法，产生积极的经济效益。

避免了一次变电站N600多点接地引起一起110kV线路保护零序保护反方向动作，造成110kV孟蒙线零序保护反方向误动，引起线路停电产生的经济损失，提前及时发现安全隐患，避免区外故障保护装置误动，按国家平均售电价0.497元/kW•h，结合110kV线路潮流负荷计算，0.497元/kW•h×32.1×1000kW×6h=95722.2元，为我局增加收入约9.57万元，同时工作效率也得到了提高。

变电站PTN600接地在线监测装置研制投入运行后，对其进行了多次升级改造，不断完善其逻辑和功能，在变电站试点运行时取得了良好效果。通过相关的技术测试、满足技术规范要求，提供了一种变电站电压互感器二次中性点N600接地线在线监测的技术，能够实时监测变电站电压互感器二次中性点N600接地状况，全面掌控管辖地区电网变电站电压互感器二次中性点N600一点接地的状况，N600发生多点接地时及时触发相关告警信息，发现安全隐患，避免区外故障保护装置误动、区内故障保护装置拒动，保障电网安全稳定运行，提高工作效率，具有较好的应用前景。

总结

本文研发的变电站电压互感器二次中性点N600接地线在线监测技术，能够实时监测变电站电压互感器二次中性点N600接地状况，N600发生多点接地，及时触发相关告警信息，发现安全隐患，避免区外故障保护装置误动、区内故障保护装置拒动，保障电网安全稳定运行。