從事故分析CT飽和造成越級(jí)跳閘原因及對(duì)策探討

徐汛

摘? 要：一般情況下，變電站10kV線路在運(yùn)作時(shí)可能會(huì)有發(fā)生瞬時(shí)性的故障。這主要是由于線路保護(hù)裝置在運(yùn)作時(shí)并沒有進(jìn)行正確的動(dòng)作，造成了主變保護(hù)越級(jí)跳閘?？赡軙?huì)造成區(qū)域大面積停電，給人們的生產(chǎn)生活帶來嚴(yán)重的影響。文章闡述了CT飽和造成的跳閘事故，對(duì)保護(hù)動(dòng)作信息進(jìn)行分析，提出了故障保護(hù)裝置的處理方式，為相關(guān)人員提供一定的理論參考。

關(guān)鍵詞：事故分析;CT飽和;越級(jí)跳閘原因;對(duì)策

中圖分類號(hào)：TM726? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）36-0129-02

Abstract： In general， there may be transient faults in the operation of 10kV lines in substations. This is mainly because the line protection device in the operation did not perform the correct operation， resulting in the overstep tripping of the main transformer protection. It may cause a large area power outage， which will have a serious impact on people's production and life. This paper expounds the tripping accident caused by CT saturation， analyzes the protection action information， and puts forward the treatment mode of the fault protection device， which provides some theoretical reference for the relevant personnel.

Keywords： accident analysis; CT saturation; causes of overstep tripping; countermeasures

引言

繼電保護(hù)能確保電力系統(tǒng)正常運(yùn)作，它也是確保電網(wǎng)穩(wěn)健運(yùn)行的重要內(nèi)容，目前，在經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)之下，城市化進(jìn)程日益加快，電力系統(tǒng)也不斷發(fā)展。這就意味著對(duì)繼電保護(hù)動(dòng)作的準(zhǔn)確性要求越來越高，一般情況下需要對(duì)特定的保護(hù)值進(jìn)行管控，無論是正確性保護(hù)裝置，還是可靠性以及二次回路的完整性，都應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注，然而繼電保護(hù)裝置的電流互感器（TA）在使用時(shí)，可能忽視了校核性，這時(shí)會(huì)造成線路由于出口故障保護(hù)拒動(dòng)，造成主變壓器保護(hù)越級(jí)跳閘。對(duì)于電流互感器（CT）來說。她在發(fā)展過程中滿足不了日益增長(zhǎng)的負(fù)荷要求，尤其是在電力系統(tǒng)二次設(shè)備中，電流互感器更是起著關(guān)鍵的作用，它能有效地對(duì)數(shù)據(jù)線路進(jìn)行監(jiān)測(cè)和傳輸，城市朝著現(xiàn)代化方向不斷發(fā)展。在負(fù)荷的壓力下，電流互感器不能正常作業(yè)，需要急需更換，下文針對(duì)由于CT飽和引起的越級(jí)跳閘進(jìn)行全面闡述。

1 CT飽和造成的跳閘事故

1.1 故障設(shè)備分析

35kV九運(yùn)街變電站運(yùn)作時(shí)，10kV九黃線會(huì)發(fā)生瞬時(shí)性的鄉(xiāng)間故障，這主要是由于在進(jìn)行線路保護(hù)動(dòng)作時(shí)，1#并沒有采取正確的動(dòng)作造成主變?cè)龈?，?duì)于低后備動(dòng)作來說，2#普遍增高，會(huì)發(fā)生越級(jí)跳閘現(xiàn)象。該變電站為系統(tǒng)終端變電站，主接線圖以及相應(yīng)的保護(hù)裝置，見下圖1。在進(jìn)行高壓側(cè)后備保護(hù)裝置分析時(shí)，保護(hù)裝置為10kV復(fù)合電壓閉鎖110kV過電流保護(hù)。

1.2 故障前運(yùn)作

目前，該系統(tǒng)在運(yùn)作時(shí)可能由35kV九運(yùn)街，變?yōu)?5kV阜九線代35kV母線。該系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)必須要考慮到九牛線、九三線、電容器等在內(nèi)的運(yùn)行狀況。這樣才能有效地對(duì)高壓側(cè)后備保護(hù)裝置進(jìn)行全面分析，做好符合電壓閉鎖過流保護(hù)。在進(jìn)行1#主變高低，后備動(dòng)作分析時(shí)還要考慮到2#主變高低后備動(dòng)作運(yùn)行情況，這時(shí)才能有效地對(duì)各線路的主變高低壓側(cè)斷路器進(jìn)行全面控制，保護(hù)裝置動(dòng)作。需要對(duì)保護(hù)裝置時(shí)鐘動(dòng)作，電流不準(zhǔn)確現(xiàn)象進(jìn)行分析。在運(yùn)作時(shí)可能2#，它的主變低壓側(cè)電流為5A。在進(jìn)行變電器一號(hào)主變壓器10kV側(cè)斷路器跳閘分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)10kV一段母線停電。尤其是在進(jìn)行一號(hào)主變壓器高后備保護(hù)發(fā)保護(hù)動(dòng)作時(shí)可能無出現(xiàn)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)。

1.3 現(xiàn)場(chǎng)檢查

目前，在變壓器正常運(yùn)作時(shí)，必須要做好全方位的外觀檢查，尤其是要做好現(xiàn)場(chǎng)主變壓器以及斷路器在分位的檢測(cè)工作，10kV母線分段。斷路器運(yùn)作時(shí)，主要在分位以上華只限后隔門變形電纜，下步會(huì)發(fā)生爆炸。電纜連接母線支持瓷瓶爆裂，在一段母線所屬位置出現(xiàn)間隔，這時(shí)母線tv間隔變壓器以及華只限開關(guān)母線側(cè)檢查無異。在進(jìn)行設(shè)備檢查時(shí)，必須要對(duì)主變壓器以及各段的母線和附屬設(shè)備進(jìn)行全面分析，考慮到旁路母線和線段之間的絕緣，檢查和電氣檢驗(yàn)。如果沒有發(fā)現(xiàn)異常，必須要做好全方位的線纜檢查工作可以使用油紙絕緣電纜。在電纜下六厘米處，會(huì)發(fā)現(xiàn)三相短路被燒斷。除此之外，在進(jìn)行保護(hù)和二次部分檢查情況時(shí)，需要對(duì)華只限進(jìn)行全方位的檢查，尤其是保護(hù)，轉(zhuǎn)動(dòng)以及二次回路通電，實(shí)驗(yàn)完成以后，確保保護(hù)動(dòng)作正常運(yùn)行，這時(shí)保護(hù)裝置和二次回路絕緣以及直流的檢驗(yàn)情況完好，這就表明保護(hù)檢查或者是二次部分檢查部分無異樣。與此同時(shí)，還需要做好故障信息檢查，一般情況下，在系統(tǒng)正常運(yùn)作之前，故障前的負(fù)荷電流為100A。尤其是在進(jìn)行電纜故障分析時(shí)，保護(hù)沒有采集到任何故障，線路中的故障濾波器也沒有啟動(dòng)，這時(shí)在華只限故障時(shí)，要考慮到主變壓器的后備保護(hù)動(dòng)作使用的故障，一般情況下，該保護(hù)動(dòng)作采集的故障，主要原故障二次動(dòng)作電流當(dāng)進(jìn)行到0.3秒時(shí)，電流變?yōu)?8.12A，這就意味著此時(shí)1#主變低壓側(cè)二次電流為4.86A。

2 保護(hù)動(dòng)作信息

2.1 事故原因

一般情況下引起短路的暫態(tài)過程短路電流可能存在相應(yīng)的非周期的分量而發(fā)生嚴(yán)重的偏移，這時(shí)會(huì)導(dǎo)致提案出現(xiàn)暫態(tài)飽和的情況，在進(jìn)行電氣伏安特性，實(shí)驗(yàn)是可以發(fā)現(xiàn)電流從10A開始一直升到70A的時(shí)候，電壓曲線呈現(xiàn)出明顯上升的趨勢(shì)，這就表明該電氣伏安特性，實(shí)驗(yàn)中電流具有飽和的跡象，也就意味著TA抗飽和能力不高。這時(shí)需要對(duì)保護(hù)二次故障電流進(jìn)行折算，也就意味著在故障點(diǎn)會(huì)發(fā)生短路，電流幅值較大的問題，可能確保飽和電流超過數(shù)萬倍以上，在進(jìn)行真實(shí)結(jié)果檢測(cè)次，負(fù)荷為0.9Ω。這時(shí)允許二次負(fù)荷超過該系統(tǒng)的1.5倍，在進(jìn)行額定準(zhǔn)確限值分析時(shí)，一次電流逐漸下降，使得華只限鐵心磁化。在故障初期就會(huì)達(dá)到迅速飽和的狀態(tài)，與此同時(shí)，如果再通過較大的電流，這使得TA處于一直飽和狀態(tài)，也就此時(shí)TA額定電流是正常情況的30多倍。

2.2 應(yīng)對(duì)措施

在系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)，為了解決CT飽和造成的越級(jí)跳閘故障，必須要采取有效的應(yīng)對(duì)措施。需要限制相應(yīng)的短路電路，在運(yùn)作時(shí)電壓等級(jí)越高，一集變電站采取的分裂方式。在最大范圍內(nèi)對(duì)短路電流進(jìn)行限制，在運(yùn)作時(shí)可能產(chǎn)生供電可靠性降低，這時(shí)可以采用電源自投互補(bǔ)的方式，也可以通過加裝串聯(lián)電感器用來限制短路電流，然而這種方法在使用時(shí)消耗的成本過高。在建設(shè)過程中，它的建設(shè)周期很長(zhǎng)，并不能在區(qū)域建設(shè)中短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)，也就意味著限制短路電路，在使用中，這種方法并不可行。

2.3 經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

在對(duì)CT飽和造成的越級(jí)跳閘故障分析時(shí)，應(yīng)該采取有效的措施做好上述事故的分析工作，吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，由于在進(jìn)行TA選擇時(shí)選擇不準(zhǔn)確，可能會(huì)導(dǎo)致電流發(fā)生，電流保護(hù)拒動(dòng)在一定范圍內(nèi)給人們的生產(chǎn)生活產(chǎn)生消極的影響，它會(huì)加大停電范圍。然而，在實(shí)際工作中，TA如果不能正常選擇，可能會(huì)造成電流保護(hù)拒動(dòng)之外。還會(huì)使二次回路中的測(cè)量誤差極大地提高，這時(shí)差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)后果是無法想象的，因此，在進(jìn)行TA選擇時(shí)，必須要引起相關(guān)部門的高度重視。

3 故障保護(hù)裝置的處理

3.1 P級(jí)TA參數(shù)的選擇

首先，要考慮到一次額定電流在運(yùn)作時(shí)必須要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所在回落可能出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流。這時(shí)，它能在運(yùn)作時(shí)滿足短路時(shí)熱，穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定電流的需求。如果在同一母線內(nèi)引出各回路中TA應(yīng)該使用相同的變化范圍，這樣更好地實(shí)現(xiàn)母線的差動(dòng)保護(hù)，再一次額定電流值選擇時(shí)，要按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)推行的標(biāo)準(zhǔn)值選擇質(zhì)量等級(jí)高的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。其次，再對(duì)二次額定電流選擇時(shí)，要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)值的額定電流。一般情況下，1A或者是5A次電流在選擇時(shí)使用的扎數(shù)要比原來的大上五倍，然而在進(jìn)行二次電流采集時(shí)，在相同條件下能有效的減輕二次負(fù)擔(dān)，在最大范圍內(nèi)減少電流回路中的電纜截面，從而降低工程成本。最后再對(duì)TA輸出的容量選擇時(shí)，要考慮到額定輸出容量、連接導(dǎo)線、阻抗繼電器的連接系數(shù)、三角形接線、繼電器、繞組阻抗等一系列的內(nèi)容，如果選用的額定輸出容量過大，不能滿足標(biāo)準(zhǔn)的輸出容量時(shí)，可以適當(dāng)?shù)募哟箅娏骰芈返碾娎|截面，也可以改變二次回路的接線方式[1]。

3.2 額定準(zhǔn)確限值一次電流和準(zhǔn)確限值系數(shù)的選擇

目前，在額定準(zhǔn)確限值一次電流和準(zhǔn)確限值系數(shù)選擇時(shí)，要考慮到TA在額定頻率，額定負(fù)荷以及相應(yīng)功率因素條件之下能滿足復(fù)合誤差的要求，這時(shí)要對(duì)額定準(zhǔn)確限值一次電流進(jìn)行分析，確定相關(guān)的限值系數(shù)，嚴(yán)格地按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求再選擇相應(yīng)的短路電路，計(jì)算時(shí)要求出TA在回路上可能通過的最大對(duì)稱短路電流。

3.3 準(zhǔn)確級(jí)的選擇

一般情況下，準(zhǔn)確即選擇時(shí)使用的P級(jí)TA準(zhǔn)確級(jí)分別為5P級(jí)和10P級(jí)TA兩種模式。5P級(jí)所使用的誤差要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于10P級(jí)，但是在實(shí)際工作中，5P級(jí)的價(jià)格過高，在保護(hù)裝置整定計(jì)算時(shí)的變化，誤差都是按照10%計(jì)算的，因此，在實(shí)際保護(hù)中可以選用10P級(jí)的。在電力系統(tǒng)主網(wǎng)城網(wǎng)，農(nóng)村建設(shè)改造時(shí)，可能系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)短路容量，考慮到資金限制，在電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)作時(shí)，應(yīng)該更換相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置和斷路器[2]。

4 結(jié)束語

綜上所述，造成CT發(fā)生飽和也是影響韭黃線路保護(hù)拒動(dòng)主變，保護(hù)越級(jí)跳閘的根本原因，CT2次回路接線錯(cuò)誤，需要采取以下的措施進(jìn)行防范：第一，可以在繼電保護(hù)裝置中做好定期的檢查工作，相關(guān)人員應(yīng)該恪盡職守，具有安全防范意識(shí)。第二，在設(shè)備更新?lián)Q代時(shí)，可以選擇容量大，抗飽和性能較好的CT，它能有效的避免CT飽和造成的誤動(dòng)情況，再進(jìn)行定期檢查中，還需要做好CT伏安特性以及10%曲線的測(cè)試工作，避免線路在運(yùn)作時(shí)發(fā)生舉動(dòng)或者是越級(jí)跳閘，在最大限度內(nèi)保證電網(wǎng)正常運(yùn)作。

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