典型CT回路兩點接地造成保護誤動的分析

陳志峰

(內蒙古京隆發(fā)電有限責任公司，內蒙古 豐鎮(zhèn) 012100)

0 引言

電流及電壓互感器二次回路上有且只能有一點接地，其原因是為了人身和二次設備的安全，另外就是為了防止保護誤動。

電流互感器的二次回路帶電后，只能通過一點接于地網(wǎng)，而一個變電所(或電廠)的接地網(wǎng)并非實際的等電位面，在不同點會出現(xiàn)電位差。如果帶電回路在變電所的不同點同時接地，地網(wǎng)上的電位差將串入這個連通的回路，會造成不必要的分流。

由于人為的接線錯誤及電纜絕緣的老化等原因，二次回路中出現(xiàn)多點接地的情況，以致引發(fā)保護誤動作事故，某電廠就出現(xiàn)了這種事故[1]。

1 事件經過

1.1 故障過程

2008年06月07日00時10分，某電廠2號機兩套發(fā)變組差動保護、2號機兩套主變差動保護動作、5022、5023間隔兩套短引線保護同時動作，5022斷路器跳閘，故障錄波器啟動[2]。電廠短引線保護、主變差動保護動作情況如下：5022/5023斷路器短引線保護動作時間為14ms，主變差動保護動作時間為37ms，發(fā)電組差動保護動作時間為67ms，事后通行、檢修技術人員多方查找，發(fā)現(xiàn)約18km處的豐汗線在同一時刻發(fā)生了A相瞬間一點接地故障，且重合成功，系統(tǒng)即恢復正常運行。

1.2 故障前系統(tǒng)運行方式

1號機組帶320MW負荷，2號機組停運，500kVⅡ母停電檢修。斷路器及隔離開關狀態(tài)：5023斷路器、5013斷路器在斷位，5013-1隔離開關、5013-2隔離開關、5023-1隔離開關、5023-2隔離開關、5023-6隔離開關均在分位，其它斷路器、隔離開關均在合位。 52-17接地刀閘、52-27接地刀閘、5013-17接地刀閘、5013-27接地刀閘、5023-17接地刀閘、5023-27接地刀閘均在合位，其它接地刀閘均在斷位[3]。故障前系統(tǒng)運行方式見圖1。

2 現(xiàn)場檢查情況及原因分析

2.1 一次設備檢查

短引線保護、主變差動保護動作后，對差動保護范圍內斷路器、隔離開關 、接地刀閘、CT本體及引線等部位進行了詳細檢查，未發(fā)現(xiàn)有放電、擊穿、燒損痕跡。隨后又對5022、5023斷路器進行了絕緣電阻及10kV的耐壓試驗，未發(fā)現(xiàn)設備異常。由于5023開關當時在斷開狀態(tài)，且兩側接地刀閘在合位，該運行方式下不具備穿越性故障電流從一次側涌入的條件，可以排除本側5022/5023開關間隔接地故障的可能性。

圖1 故障前系統(tǒng)運行方式

2.2 保護裝置檢查

檢查保護裝置，分析兩套短引線保護故障錄波圖，A相差動電流達3.1A，遠大于整定值0.6A，保護動作正常；同樣分析兩套發(fā)變組、主變差動保護故障錄波圖，A C相差動電流達3.2A，制動電流1.1A，滿足動作條件(整定值最小動作電流0.3A，斜率1為0.3，拐點2A，斜率2為0.8 )，保護正常動作。短引線保護A相出現(xiàn)差動電流，而發(fā)變組、主變差動保護A、C相出現(xiàn)差動電流，原因為發(fā)變組、主變差動保護內部軟件補償相角差造成 。對比電廠側與豐漢線故障波形圖，發(fā)現(xiàn)兩套短引線保護A相電流和線路故障錄波器豐泉I、II線電流都有突變,故障波形保持時間為三個周波，故障時間與波形相一致，初步判斷為本次保護裝置動作與豐汗I線A相瞬間接地故障擾動是相關聯(lián)的[4]。

2.3 二次回路檢查

對5022斷路器及5023斷路器CT二次回路進行了校線及通流檢查，確認該二次回路接線正確無誤；對5022斷路器及5023斷路器CT二次電纜的接地點按照設計圖紙進行了核查，確認其正確無誤。對5022斷路器及5023斷路器CT二次電纜的絕緣、屏蔽線進行了檢查，電纜對地絕緣良好、屏蔽線接地良好。電流回路連接示意圖如圖2所示。

圖2 5022/5023CT二次回路連接示意圖

3 原因分析

通過分析該電廠保護動作電流及同一時刻區(qū)外發(fā)生的接地故障，可初步判斷這是一起外部故障引起穿越性故障電流造成的差動保護誤動事故。而外部故障造成差動保護誤動主要有以下幾種原因：

同相位的干擾信號注入保護裝置電流回路，導致保護裝置動作；二次側負載在流過短路電流下不能滿足CT 10%誤差曲線的要求；CT不同型號引起誤差；CT本身存在誤差；CT二次回路接線錯誤；差動保護二次電流回路有兩點或多點接地方式。

現(xiàn)場全面核查后，綜合保護裝置及二次回路檢查試驗情況，對現(xiàn)場可能的干擾源進行了反復查找和模擬，在經過對比CT 10%誤差曲線和仔細檢查兩側CT的型號及二次回路接線，并排除其它原因后，基本確認5023斷路器CT 二次回路中串入電流，是造成5022開關誤跳的主要原因[5]。

故障電流流向及等效電路圖如圖3、圖4所示。對外委檢修人員進一步調查取證，發(fā)現(xiàn)06月06日下午，5023斷路器及CT正處于檢修狀態(tài)。檢修人員在做5023 A相CT介損試驗前，根據(jù)作業(yè)要求將5023 A相CT本體接線盒內的二次線端子用保險絲全部短接并接地。由于檢修工作未結束，該措施仍保留，直至06月07日5022開關跳閘。

圖3 故障電流方向

圖4 等效電路圖

由于豐汗線瞬時接地故障發(fā)生時，線路上三相電流中A相電流突然增大，產生了零序電流，此時1號主變正在運行，主變中性點直接接地，零序電流通過中性點流入地網(wǎng)。此時5023 CT A相電流回路存在兩個接地點：一處是CT本體接線盒用保險絲連接的接地點，另一處在約380m外的發(fā)變組保護柜內，接地線與地網(wǎng)相連接。由于兩接地點距離較遠，兩接地點間將因地網(wǎng)通過短路電流而產生電位差。CT二次回路和接地網(wǎng)并聯(lián)在一起。查閱調試報告CT二次回路直阻為3.2Ω，地網(wǎng)直阻為0.09Ω，這樣當區(qū)外故障時大部分電流從地網(wǎng)流回，只有小部分電流穿過發(fā)變組差動保護、主變差動保護和短引線保護，通過5023CT本體接線盒的接地線流回地網(wǎng)，形成閉合回路，如圖3所示，于是在發(fā)變組差動保護、主變差動保護和短引線保護裝置上產生了接近二次值4A的電流，引發(fā)保護裝置動作[6]。

電氣一次專業(yè)人員做5022 A相CT介損試驗時，未能與繼電保護人員聯(lián)系，做好隔離措施，而是按照以往慣例自行短接所有二次端子并接地，造成二次回路兩點接地，恰逢近端區(qū)外接地故障，導致本次故障的發(fā)生。

4 結語

3/2接線形式與機組單元制、雙母線接線相比較，二次回路要復雜的多，電流回路聯(lián)系尤其緊密，部分一次設備檢修，一定要做好二次回路的隔離措施，否則極有可能發(fā)生保護的誤動[7]。檢修過程的臨時措施應盡快恢復，嚴格防止因外部故障引起的擾動導致本側保護誤動作。通過500kV升壓站CT回路兩點接地，在區(qū)外接地故障時引發(fā)短引線差動保護誤動事故的實例分析，找出了引發(fā)這起事故的原因。為其它同類型火電機組提供了參考實例。

參考文獻：

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