電流互感器多點接地檢測技術研究

（1．深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000； 2．廣州市仟順電子設備有限公司，廣東 廣州 511430）

電流互感器多點接地檢測技術研究

王其林1鞏俊強1王哲1李永祥2

（1．深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000； 2．廣州市仟順電子設備有限公司，廣東 廣州 511430）

本問通過建立電流互感器二次回路多點接地故障電路模型，對電流互感器二次回路保護接地線及N線電流在發生接地故障前后的計算，并現場測量數據論證分析結果，從而提出一種可用于現場在線檢測電流互感器多點接地故障的方法。

電流互感器二次回路多點接地故障;在線檢測;節點電流

引言

《電力系統繼電保護及安全自動裝置反事故措施要點》8.1電流互感器及電壓互感器的二次回路必須有且只能有一點接地。但由于施工錯誤接線、絕緣破損等原因常常引起電流互感器二次回路出現多點接地故障，近年多起因為電流互感器二次回路多點接地故障導致的保護誤動、拒動事故發生。而目前電流互感器二次回路多點接地故障并無專用裝置進行在線監測。本文通過對電流互感器二次回路發生多點接地前后各電流特征量變化的分析計算，提出電流互感器二次回路多點接地在線檢測方法，并通過現場試驗論證分析結果。在此基礎上結合現場接線方式、空間距離等因素提出一套可實現電流互感器二次回路多點接地在線告警檢測裝置設計方案。該方案對于及時發現電流互感器二次回路多點接地故障、及時處理從而避免更重大事故的發生具有很重要的意義。

1 電流互感器多點接地故障檢測原理

為了分析電流互感器多點接地二次回路在接地前后個電流參數的變化，我們首先將電流互感器二次回路等效為如圖1的電路。②為保護性接地點，我們將分析計算在沒有發生二次回路多點接地、相線發生接地、N線發生多點接地時節點②處各電流在三種情況下的變化。

1.1 無多點接地電路分析

如圖1，當電流互感器二次回路不存在多點接地時，經過節點②的電流有I．1、I．2、I．3。

在忽略分布電容影響的情況下，由于三相電流大小相等，且相位差為120度。因此：

如果用互感器1和互感器2在如圖位置分別測量I1和I2則有：在不存在電流互感器二次回路多點接地時，互感器1所測電流為0，互感器2所測電流為0。

1.2 相線發生多點接地分析

如圖2，假設在①處發生接地故障，Ib將會被分流為Ib1及Ib2。Ib1流經負載從N線回到②點，而Ib1經過故障接地點后流經地網經保護性接地線回到②點。

根據節點電流定律：

圖1

圖2

地網電勢差的影響：由于變電站地電位的影響，①點與②點存在一定的電勢差，需要經過電流互感器本體或者負載和大地才能形成回路，回路電阻較大，所以在一次系統無接地故障時這部分電流在相線接地分析時忽略。

互感器1和互感器2在如圖位置分別測量I1和I2則有：在電流互感器二次回路相線發生多點接地時，互感器1所測電流為 互感器2所測電流為即當相線發生多點接地時，互感器1和互感器2將測得大小相等、方向相反的一組電流。

圖3

1.3 N線發生接地分析

如圖3，假設在③處發生接地故障，由于保護性接地點②與故障接地點③之間是導線直接相連，在地網電勢差Vs作用下將形成電流Is。

表1

表2

根據節點電流定律：

互感器1和互感器2在如圖位置分別測量I1和I2則有：在電流互感器二次回路N線發生多點接地時，互感器1所測電流為 互感器2所測電流為 。即當N線發生多點接地時，互感器1和互感器2將測得大小相等、方向相反的一組電流。

1.4 結論

經過上述三種情況分析，我們可以得出如下結論：當電流互感器二次回路不存在多點接地故障時，I1和I2為0。當電流互感器二次賄賂發生多點接地故障時，I1和I2幅值均不為0，且大小相等，方向相反。

2 現場試驗

2.1 原始數據測量

在深圳供電局12個運行變電站進行數據測量，共測量147組電流互感器接地線和N線的電流數據如表1。所測量電流互感器含蓋計量電流互感器、主變差動保護電流互感器、線路保護電流互感器、母差差動保護電流互感器。

2.2 模擬接地試驗

因為是在運行變電站進行模擬接地試驗，在充分考慮安全性的前提下，所有模擬接地試驗均在計量組電流互感器進行接地試驗。一共進行了16次接地試驗，模擬接地時記錄接地狀態下N線電流及接地電流。數據如表2。

2.3 試驗分析

（1）在147組測量電流互感器組中共141組電流互感器的原始N線電流及接地電流均小于5mA，占所測電流互感器總數的96%，符合理論分析結果；

（2）模擬接地前后除110kV蓮角II線計量組電流互感器電流無變化外其余15次試驗結果表明當電流互感器二次回路發生多點接地時，N線電流與接地電流存在明顯變化，且大小相等，符合理論分析結果；

（3）蓮角II線計量組電流互感器原始接地電流及N線電流均較大，當模擬接地時無明顯變化。分析認為該電流互感器的二次回路可能原始狀態時已經存在多點接地故障；

（4）5個N線電流或接地電流不全部為0（均大于10 mA）的電流互感器，分析認為分布電容影響、三相不平衡電流影響、測量時間上的不一致等因素可能導致出現該情況。后續研究時需要重點研究。

結語

通過上面的理論分析和現場實際測量數量，我們可以通過檢測電流互感器二次回路保護性接地點處接地電流及N線電流大小，比較幅值來判斷是否存在多點接地故障。該方法具有較高的可行性，首先電流檢測范圍只需要mA級，很容易實現。其次如果現場使用開口式電流互感器來檢測N線電流及接地電流，這樣現場實施的時候不用解線，而且檢測系統與電流互感器之間無任何電氣聯系，安全可靠。

[1]孟恒信，成健，侯娥．電流及電壓互感器一點接地方式思索與探討[J]．山西電力,2009．

[2]廣東省電力試驗研究所．電壓互感器二次繞組中性點保護措施研究項目研究報告[R]．廣州:廣東省電力試驗研究所,2008．

[3]何明峰，黎梓華．變電站改造前后安全參數分析[J]．氣象研究與應用,2010．

[4]孫雅榕，劉衛新．電流互感器二次故障原因分析與查找處理[J]．新疆電力技術,2008．

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