CT 飽和引起保護誤動故障分析

宋憂樂

(云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，昆明 650217)

0 前言

某電廠發(fā)生一起因CT 飽和導(dǎo)致主變壓器零差保護誤動事件，故障前電廠外送500 kV 線路運行，廠內(nèi)500 kV 斷路器5311、5312、5313 合環(huán)運行，3 號、4 號主變壓器運行，4 號發(fā)電機通過4 號主變并網(wǎng)運行，有功130 MW，無功－70 MVar，機組運行正常。3 號發(fā)電機組在停機態(tài)，電廠主接線如圖1。

圖1 電氣主接線簡圖

1 故障情況

500 kV 線路發(fā)生C 相瞬時性接地故障，線路主一保護RCS931DMM 電流差動保護動作跳線路側(cè)500 kV 斷路器5313、5312 C 相，線路主二保護RCS902DFZ 光纖縱聯(lián)距離、光纖縱聯(lián)零序保護動作跳線路側(cè)500 kV 斷路器5313、5312 C 相。斷路器重合閘保護動作，合上500 kV 斷路器5313、5312 C 相，重合成功，400 V 廠用電系統(tǒng)備投裝置均動作正常，3 號機組自用電、4 號機組自用電、第一二三組公用、第一組照明及壩區(qū)用電由分段運行倒為聯(lián)絡(luò)運行，由外來電源10 kV Ⅴ、Ⅳ段供電運行正常。

2 故障原因分析

線路跳閘后，立即檢查500 kV 電纜及3、4號主變壓器一次設(shè)備狀況，未發(fā)現(xiàn)異常，同時查看了主變色譜在線監(jiān)測裝置，采樣顯示無異常。

根據(jù)主變保護事故波形報告，主變高壓側(cè)零序電流IB0 波形存在明顯畸變跡象，對3、4 號主變中性點零序CT 進行伏安特性試驗。試驗結(jié)果表明該零序CT 性能參數(shù)與設(shè)計要求不匹配。

2.1 零差保護極性分析

3 號主變A 套保護零序差動波形文件中主變高壓側(cè)一側(cè)零序電流(即主變高壓側(cè)自產(chǎn)零序電流)IH10=14.75 In，主變高壓側(cè)零序電流(即主變高壓側(cè)中性點電流)IB0=4.29 In，主變零序差流ID0=12.86 In。ID0 約等于IH10 與IB0 的差值(差值與ID0 不完全相等的原因是保護裝置計算和錄波采樣時間不同和零序CT 飽和導(dǎo)致裝置計算采樣與錄波采樣IB0 值存在偏差)，區(qū)外故障零序差流為兩側(cè)零序電流值差，滿足保護裝置技術(shù)說明書CT 零度接線的要求。此外機組投產(chǎn)試驗中通過主變高壓側(cè)單相接地試驗，已驗證了主變零差保護極性正確性。

2.2 中性點零序CT 波形畸變

3 號主變當(dāng)時空載狀態(tài)，基本沒有負(fù)荷電流，故障波形顯示的高壓側(cè)電流值可視為零序分量。通過計算，主變高壓側(cè)自產(chǎn)零序電流跟線路故障波形分析的流經(jīng)主變高壓側(cè)零序電流基本吻合。

經(jīng)過對3、4 號主變檢查及試驗結(jié)果表明3、4 號主變壓器無接地短路，由線路流經(jīng)主變高壓側(cè)的零序電流應(yīng)該完全經(jīng)過主變高壓側(cè)中性點流入大地，3 號主變A 套保護零序差動波形圖顯示，主變高壓側(cè)零序電流遠(yuǎn)小于上述分析的15 A，主變高壓側(cè)零序電流IB0 波形存在明顯畸變，判斷故障發(fā)生時主變高壓側(cè)中性點零序CT 存在飽和。

綜上所述，經(jīng)對故障報告及波形圖進行分析，認(rèn)為此次主變零序差動保護在線路發(fā)生單相瞬時接地時誤動，主要原因為廠家提供的主變中性點零序CT 的參數(shù)不符合設(shè)計要求(設(shè)計要求采用準(zhǔn)確級5P20 級，容量20 VA)，線路發(fā)生單相接地時流經(jīng)中性點零序CT 的故障電流使CT 嚴(yán)重飽和，電流波形發(fā)生畸變，導(dǎo)致零差保護出現(xiàn)差流誤動。

3 解決措施及方法

1)對1－4 號主變中性點零序CT 選型進行復(fù)核并進行更換，新選用的主變中性點CT 型號為LZZB7－35，準(zhǔn)確等級為5P20/5P20，二次額定容量為10 VA，變比為400/1 A，該中性點零序電流互感器已經(jīng)校驗及現(xiàn)場交接試驗合格。

2)對全廠保護用電流互感器進行排查，檢驗全廠CT 伏安特性是否滿足要求。對更換后的1－4 號主變零序電流互感器送我院進行校驗，并與出廠試驗數(shù)據(jù)進行比對。

3)主變中性點零序電流互感器更換后需要對保護定值重新計算。

新選用的主變中性點CT 滿足規(guī)程要求，經(jīng)過校驗及現(xiàn)場交接試驗合格。2012 年至今，線路發(fā)生瞬時性接地3 次，線路保護及斷路器重合閘保護均動作成功，未再發(fā)生因CT 飽和導(dǎo)致保護誤動事故。

4 結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)場試驗存在少檢漏項，未按繼電保護對電流互感器的勵磁特性有要求時應(yīng)進行勵磁特性曲線試驗的規(guī)定，使用了技術(shù)指標(biāo)不滿足設(shè)計要求的設(shè)備。在今后變電站的定檢及基建工作中也因?qū)Υ祟悊栴}進行認(rèn)真檢查及分析，防范類似問題的再次發(fā)生。

［1］Q/CSG 110033－2012.南方電網(wǎng)大型發(fā)電機及發(fā)變組保護技術(shù)規(guī)范.

［2］GB/T 14285－2006，繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程.［3］Q/HNMG－GGQ1610－2013 發(fā)電機變壓器保護運行規(guī)程.

［4］電力系統(tǒng)繼電保護實用技術(shù)問答.國家電力調(diào)度通訊中心.中國電力電力出版社.

［5］保護用互感器應(yīng)用指南.中國電力出版社.