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摘要:电流互感器的二次回路必须可靠接地,但接地点只允许有一个。这是为了防止一、二次绕组之间绝缘损坏或击穿时,一次高电压窜入二次回路,危及人身和设备安全。但是电流互感器的二次回路接地问题是非常容易被忽略的问题,一旦出现二次回路两点接地或者多点接地的情况,就会带来非常严重的后果。本文介绍了一起由于电流二次回路两点接地导致的保护误动的情况,并介绍了介绍了该起事故原因排查的全过程。
关键词:电流互感器;二次回路;两点接地;继电保护;误动分析;防范措施
1.两点接地的原因及危害
1.1两点接地的原因
1)电缆绝缘击穿,设备老化等原因,造成电流二次回路绝缘损坏接地;
2)设备定检预试过程中,电流端子N线未可靠划开,实验过程中由于保护测试仪电流N与电压N端在装置内部短接,导致电流回路两点接地;
3)误碰电流二次回路,造成电流回路两点接地;
4)误设计、误施工等人为原因造成电流回路两点接地。
1.2两点接地的危害
交流电流二次回路发生两点或多点接地时,会引起保护装置或相关自动装置的不正确动作。如果在电流互感器二次侧存在两点接地,并且接地点正好在保护装置或相关自动装置的继电器电流线圈两侧,那么两接地点与地电网将形成并联回路。一方面,会使电流线圈短路,系统内发生故障时,流过继电器线圈的电流远小于电流互感器二次通入的故障电流,从而造成内部故障时保护的拒动。另一方面,在外部发生接地故障或者有雷电压侵入地网时,两接地点间可能有较大的电位差,从而在继电器线圈中产生比较的额外电流,使流过继电器线圈的电流远大于电流互感器二次侧通入的电流,继而造成外部故障时保护的误动。
2.电流二次回路两点接地导致的保护误动案例
2.1现场介绍
事故前的运行方式:110kVA线133开关在合位,运行在110kV1M母线。110kVB线134出线运行在110kV2M母线,110kV母联130开关在合位。110kVA线133、110kVB线134对侧开关均在分位,线路充电运行。
2017年2月16日20时51分46秒470毫秒,220kV某站110kVA线133保护动作出口跳开133开关,20时51分47秒393毫秒,110kVA线133保护再次动作。事件造成原充电运行的110kVA线133失压。
2.2故障排查
变电运行人员现场检查保护动作情况如下:
2017年2月16日20时51分46秒470毫秒,110kVA线133电流差动保护动作(定值为:差动电流低值0.1A,延时0.0S、差动电流高值0.2A,延时0.0S),三相开关跳开。检查保护装置发现是A相故障,故障电流约264A。重合闸未动作(定值为:重合闸时间1S)。20时51分47秒393毫秒,110kVA线133电流差动保护再次动作,检查保护装置发现是A相故障,故障电流约264A。继保人员现场故障排查如下:
2.2.1检查110kVA线保护装置及110kV录波装置
发现在两次差动保护动作前保护装置均出现了A相电流及零序电流(最大为0.22A),而录波装置中基本没有。保护装置出现了A相电流时,保护装置和录波装置均出现了零序电压,与出现A相电流的时间相符。
2.2.2检查110kVB线保护装置
发现110kVB线保护装置并没有启动信息,但出现过零序电压,时间与110kVA线出现A相电流的时间相符。
2.2.3由于在同一时间,110kVA线保护装置出现了A相电流及零序电流,而录波装置中基本没有,那么有两种情况:
一种线路没有发生故障,那么A线保护装置出现的A相电流和零序电流,就可能是A线保护装置的采样或逻辑出现了问题,或者是保护的电流回路出现了问题;
另一种线路确实发生了故障,那么录波装置几乎没有A相电流和零序电流,就可能是录波装置的采样出现了问题,或者是录波的电流回路出现了问题。
针对这两种情况,先对A线保护装置的电流电压采样,以及差动保护的逻辑进行了调试,发现A线保护装置的采样和差动保护逻辑的误差在允许范围内。然后对录波装置进行了采样,发现录波装置的采样值也在允许范围内。说明110kVA线保护装置及110kV录波装置是正确采样和动作的。这就只能是电流回路出现了问题。
2.2.4检查保护组和录波组的电流回路
查看是否会有电流开路或者短路的情况出现。检查发现保护组和录波组的电流回路接线和连接片均正常。
2.2.5检查110kVA线端子箱
发现110kVA线端子箱的CT二次回路保护组存在多点接地情况。接下来就是查找除了端子箱以外还有哪些地方有接地点。
2.2.6申请110kVA线开关转检修后检查110kVA线的CT二次接线盒
发现110kVA线A相CT二次接线盒内保护组1S1芯线有破损并与接线盒盖板的螺丝接触,造成110kVA线CT二次回路保护组在二次接线盒又有一个接地点,即造成110kVA线CT二次回路保护组在二次接线盒和端子箱两点接地。根据芯线磨损情况判断,芯线接地可能原因是CT二次接线盒盖板的固定螺丝过长,接线盒内二次线路与螺丝孔距离较小,螺丝锁紧时将芯线的绝缘外皮磨穿,导致其与螺丝直接接触,从而与二次接线盒外壳导通接地。
2.2.7现在可以确定的是110kVA线CT二次回路保护组两点接地,但是110kVA线保护装置和录波装置均出现的零序电压是怎么产生的呢?是不是其他地方发生了故障导致系统产生了零序电压呢?于是就打电话去询问,发现相邻变电站220kVC线发生了B相故障跳闸,重合闸动作,重合于故障,再次跳闸。立即去110kVA线保护装置和录波装置查看零序电压产生的时间,发现110kVA线两次出现零序电压的时间恰巧与220kVC线B相故障和重合于故障的时间相符。因此220kV母线两次出现零序电压是由于220kVC线B相故障和重合于故障产生。
这就可以确定110kVA线电流差动保护两次动作不是由于A线发生了故障,而是由于C线发生了B相故障又重合于故障使系统两次产生了零序电压,又加上110kVA线CT二次回路保护组两点接地形成了环流,从而引起110kVA线保护装置电流差动保护两次误动作。
2.3原因分析
2.3.1如果系统中的某一条线路发生故障,整个系统都会受到影响,可能会出现一个零序电压,如果CT二次回路上有两点接地,那么这两个接地点之间的电位差会大大增加,阻抗一定,电流也会大大增加,从而引起保护装置的误动作,本文事例就是这种情况。
110kVA线133A相CT二次回路保护组存在二次接线盒(A1111)和端子箱(N1111)两点接地,而由于C线发生B相故障,220kV系统产生零序电压,即两接地点之间存在电位差,又存在阻抗,故在A相保护组电流回路中产生额外的电流,该电流通过保护装置,电流值达到了保护装置电流差动整定的定值,从而引起A线133差动保护动作,出口跳开三相开关。
随后C线重合闸动作,重合于故障,再次导致系统产生零序电压。110kVA线133则因电流回路两点接地,差动保护动作再次动作。由于重合闸时间1S内发生两次差动保护动作,重合闸放电,故110kVA线133重合不成功。
2.3.2如果某一线路发生接地故障,但同时该条线路的CT二次回路上存在两点接地,此时会造成不应有的分流,若该条线路的零序故障电流比较小,而分流比较大,就有可能会造成该条线路的保护装置拒动。
2.3.3这个两点接地产生的电位差在一次系统中是不存在的,只在二次系统中存在,如果引入到继电保护的检测回路中,可能会造成测量电压数值不正确,波形畸变。
2.4处理方法
为确保设备可靠运行,继保专业人员将110kVA线A相CT保护组二
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