交流電流二次回路兩點(diǎn)接地對繼電保護(hù)的影響

李興美

(云南電網(wǎng)公司大理供電局，云南 大理 671000)

0 前言

規(guī)程規(guī)定電流互感器二次回路的一個(gè)電氣連接必須有一個(gè)可靠的接地點(diǎn)。當(dāng)幾組有電聯(lián)系的電流互感器二次回路連接構(gòu)成一套保護(hù)裝置時(shí)，宜在保護(hù)屏上設(shè)置一個(gè)公共的可靠接地點(diǎn)［1］。交流電流二次回路也不允許存在多點(diǎn)接地。以下分析了交流電流二次回路兩點(diǎn)接地的原因和危害，提出了切實(shí)可行的防范與整改措施。

1 兩點(diǎn)接地的原因及危害

1.1 兩點(diǎn)接地的原因

1)電纜絕緣擊穿，設(shè)備老化等原因，造成電流二次回路絕緣損壞接地;

2)設(shè)備定檢預(yù)試過程中，電流端子N 線未可靠劃開，如圖1 所示，實(shí)驗(yàn)過程中由于保護(hù)測試儀電流N 與電壓N 端在裝置內(nèi)部短接，導(dǎo)致電流回路兩點(diǎn)接地;

圖1 現(xiàn)場兩點(diǎn)接地示意圖

3)誤碰電流二次回路，造成電流回路兩點(diǎn)接地［2］;

4)誤設(shè)計(jì)、誤施工等人為原因造成電流回路兩點(diǎn)接地［3］。

1.2 兩點(diǎn)接地的危害

交流電流二次回路發(fā)生兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地時(shí)，會引起保護(hù)裝置或相關(guān)自動裝置的不正確動作。如果在電流互感器二次側(cè)存在兩點(diǎn)接地，并且接地點(diǎn)正好在保護(hù)裝置或相關(guān)自動裝置的繼電器電流線圈兩側(cè)，那么兩接地點(diǎn)與地電網(wǎng)將形成并聯(lián)回路。一方面，會使電流線圈短路，系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，流過繼電器線圈的電流遠(yuǎn)小于電流互感器二次通入的故障電流，從而造成內(nèi)部故障時(shí)保護(hù)的拒動。另一方面，在外部發(fā)生接地故障或者有雷電壓侵入地網(wǎng)時(shí)，兩接地點(diǎn)間可能有較大的電位差，從而在繼電器線圈中產(chǎn)生比較的額外電流，使流過繼電器線圈的電流遠(yuǎn)大于電流互感器二次側(cè)通入的電流，繼而造成外部故障時(shí)保護(hù)的誤動。

2 故障實(shí)例

500 kV 某變電站500 kV 某線線路發(fā)生B 相瞬時(shí)性故障，線路主一保護(hù)電流差動保護(hù)動作出口，線路主二保護(hù)光纖縱聯(lián)距離、零序保護(hù)動作出口，5461、5462 斷路器保護(hù)B 相失靈重跳、自動重合閘出口。保護(hù)正確動作，線路重合成功。5461 斷路器重合閘動作約10 ms 后，500 kV 第Ⅰ組母線第一套保護(hù)A 相差動動作出口。

根據(jù)對保護(hù)裝置及故障采樣數(shù)據(jù)的檢查分析，排除了母線保護(hù)裝置故障導(dǎo)致母線保護(hù)誤動的可能性。為檢查當(dāng)時(shí)是否存在直流串?dāng)_的情況，在5461 斷路器端子箱端子排，對500 kVⅠ組母線第一套母線差動保護(hù)用A 相電流回路A350 與大地所形成的回路中，瞬間加入2.8 V 的直流脈沖，模擬直流脈沖串入母差回路的擾動試驗(yàn)，電流采樣最大值為1.31 A。母差保護(hù)裝置動作，即直流脈沖電流有可能導(dǎo)致母差保護(hù)誤動作，但從錄波波形上看，與當(dāng)時(shí)母差的采樣波形不完全一致(呈明顯直流特征)，當(dāng)時(shí)直流回路錄波也未發(fā)現(xiàn)波動，因此可排除直流串?dāng)_的可能。

圖2 直流脈沖正極性輸入通道采樣波形

圖3 直流脈沖負(fù)極性輸入通道采樣波形

排除設(shè)備問題后，發(fā)現(xiàn)A 相(A350)絕緣較低，只有0.3 MΩ。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)5461 斷路器端子箱至5461 斷路器A 相電流互感器本體電纜WXB61－313 芯(A350)彎折部分與底座有壓痕現(xiàn)象，導(dǎo)致電纜絕緣下降，母差電流較故障錄波電流值偏大很多。

現(xiàn)場再次模擬TA 兩點(diǎn)接地干擾試驗(yàn)。在5461 斷路器端子箱端子排，對500 kVⅠ組母線第一套母線差動保護(hù)用的5461 斷路器間隔的A、B、C350 三相電流回路分別人工接地與保護(hù)屏電流回路中性線接地形成回路。經(jīng)便攜式故障錄波器監(jiān)測，干擾電流采樣最大值峰值為80 mA 左右。波形如下:

圖4 500 kV 開關(guān)場感應(yīng)電壓輸入波形

測試結(jié)果:當(dāng)時(shí)試驗(yàn)情況下TA 回路兩點(diǎn)接地采樣電流為0.08 A，呈工頻正旋波形，小于母差保護(hù)啟動定值0.25 A，裝置未動作。但可以看出，CT 二次回路兩點(diǎn)接地時(shí)，在母差保護(hù)回路的確會產(chǎn)生干擾電流。

通過對錄波數(shù)據(jù)及近期線路跳閘分析，推斷此次母差保護(hù)動作的原因?yàn)?電纜WXB61－313芯彎折部分與底座有壓痕，導(dǎo)致5461 斷路器端子箱至A 相電流互感器本體電纜WXB61313 電纜A350 對地絕緣降低;500 kV 某線線路B 相單瞬故障重合閘動作時(shí)，系統(tǒng)中產(chǎn)生一個(gè)頻率和幅值較高的沖擊電量，頻率很高的沖擊電量通過CT傳遞到電流回路二次側(cè)，使絕緣已降低的A 相電流回路(A350)絕緣擊穿，導(dǎo)致二次電流回路兩點(diǎn)接地后，較大暫態(tài)地網(wǎng)電流造成母差保護(hù)出口動作。

圖5 電流回路兩點(diǎn)接地示意圖

3 預(yù)控措施

1)在各個(gè)環(huán)節(jié)中，嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)反措要求，從根本上消除CT 二次回路兩點(diǎn)接地的隱患［4］。

2)改進(jìn)一次設(shè)備二次接線盒樣形設(shè)計(jì)［5］。

3)定期監(jiān)測變電站接地網(wǎng)運(yùn)行狀況。

4)定檢工作中應(yīng)加強(qiáng)保護(hù)電壓、電流回路絕緣檢查項(xiàng)目。

5)裝設(shè)交流電流二次回路兩點(diǎn)接地在線監(jiān)測裝置。

4 結(jié)束語

綜上所述，結(jié)合一起典型事故，分析了CT二次回路兩點(diǎn)接地的原因、危害以及可能的預(yù)控措施，為繼電保護(hù)進(jìn)行隱患排查、誤動預(yù)控、事故調(diào)查以及裝置改進(jìn)提供了依據(jù)。

［1］國家電力調(diào)度通信中心.國家電網(wǎng)公司繼電保護(hù)培訓(xùn)教材［M］.北京:中國電力出版社，2009.

［2］趙勇，石光，劉巍.電流回路兩點(diǎn)接地引起變壓器差動保護(hù)誤動分析［J］.華中電力，2010，(23):43.

［3］畢艷華，張濤，李娜.淺談交流電流二次回路兩點(diǎn)接地的預(yù)控［J］.2013 (12):23.

［4］國家電力調(diào)度通信中心.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問答［M］.北京:中國電力出版社，1997.

［5］王利兵.一起電流回路兩點(diǎn)接地引起保護(hù)誤動事故分析及防范措施［J］.內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟(jì)，2013 (9):109.