电流互感器二次回路两点接地引起的保护误动

出处：电子技术网发布于：2014-02-11 09:36:19

　　摘要：电力系统中的互感器二次侧经常发生两点或多点接地，引起继电保护误动作，给电网安全运行和可靠供电构成直接威胁。本文通过对漫湾电厂联变（7B）差动保护误动事故的实例分析，找出了引发这起事故的原因。

　　一、引言

　　电流及电压互感器二次回路上有且只能有一点接地，其原因是为了人身和二次设备的安全，另外就是为了防止保护误动。

　　在有电连通的电流互感器的二次回路上，必须只能通过一点接于地网。一个变电所（或电厂）的接地网并非实际的等电位面，因而在不同点会出现电位差。如果一个电连通的回路在变电所的不同点同时接地，地网上的电位差将串入这个连通的回路，有时会造成不必要的分流。

　　在现实中，常常由于人为的接线错误及电缆绝缘的老化等原因，造成一个电气连接的二次回路中出现多点接地的情况多有发生，以致引发保护误动作事故，漫湾电厂就出现了这种事故。

　　二、事件经过

　　（一）故障经过

　　09年2月16日15:08,联变（7B）Ⅱ组差动保护动作，联变高压侧500kV 5041、5042、中压侧220kV 207、低压侧35kV 307断路器跳闸。经现地检查，发现联变Ⅱ组保护屏波形对称差动保护动作，后备保护启动，联变Ⅰ组保护后备保护突变量启动。

　　（二）检查情况及分析

　　联变Ⅱ组波形对称差动保护动作后，现场对联变Ⅱ套组差动保护范围内的所有设备进行了外观检查，无短路、放电迹象，联变油化分析无异常。经调度同意，切除联变Ⅱ组波形对称差动保护，开启漫湾#4机组，通过5042断路器对联变及35kV侧#0变进行零起升压试验，试验正常。

　　为查明联变Ⅱ组波形对称差动保护动作原因，漫湾电厂相关人员对联变保护装置及二次回路开展了进一步的检查、试验和分析。

　　1.保护动作情况

　　联变Ⅱ组保护屏波形对称差动保护动作，35kV侧后备保护启动，联变Ⅰ组保护屏35kV侧后备保护突变量启动（Ⅰ、Ⅱ组后备保护共用15LH），其它保护均未启动或动作。

　　联变Ⅱ组保护屏装置事件记录如下：

　　故障类型：差动保护24（波形对称差动）差动动作电流：0.549A（整定值：0.2A）启动至出口时间：27ms从联变Ⅱ组差动保护装置和3 5 k V侧后备保护装置事件记录看，35kV侧电流互感器15LH、17LH二次侧均出现三相突变电流，三相电流相位基本一致。联变Ⅰ组保护屏35kV侧后备保护装置启动记录的三相电流幅值：

　　IaL=1.93A,IbL=1.53A,IcL=1.22A.

　　2.保护装置检查、试验情况

　　根据分析结果，A、B、C相中五次谐波成分分别为：0.201A、0.326A、0.186A,而A、B、C相差动电流（基波）分别为：0.757A、0.952A、0.947A,差流中五次谐波与基波比值分别为26.6%、34.2%、19.6%,均小于软件设置的38%的制动值，故未制动，而三相差流均大于差动保护定值，满足保护出口动作条件。

　　根据对保护装置及故障采样数据的检查分析，结合保护动作原理，判断保护动作行为正常。

　　3.理论分析

　　通过分析保护动作电流，可初步判断这是一起外部故障引起穿越性故障电流造成的差动保护误动事故。而外部故障造成差动保护误动主要有以下几种原因：

　　（1）同相位的干扰信号注入保护装置电流回路，导致保护装置动作；

　　（2）二次侧负载在流过短路电流下不能满足CT10%误差曲线的要求；

　　（3）CT不同型号引起的误差；

　　（4）CT本身存在误差；

　　（5）CT二次回路接线错误；

　　（6）差动保护二次电流回路有两点或多点接地方式。

　　4.实际检查

　　现场全面核查后，综合保护装置及二次回路检查试验情况，对现场可能的干扰源进行了反复查找和模拟，在经过对比CT10%误差曲线和仔细检查两侧CT的型号及二次回路接线，并排除其他原因后，确定联变Ⅱ组波形对称差动保护动作原因为：保护装置电流二次回路原副边存在电连接，为干扰电流注入二次回路提供了条件。

　　从故障波形分析，三相电流为基本同相位，此种情况在区内或区外故障时均不可能发生，因此有可能是有电流串入该回路，由此推断差动保护二次回路上有两个或多个接地点。

　　这是因为在区外发生接地故障时，两接地点间将因地网通过短路电流而产生电位差，此电位差将在电流线圈中产生极大的额外电流，叠加在电流互感器上使得三相电流同相位，由此引起保护的不正确动作。

　　检查发现联变保护用15LH、17LH两组电流互感器采用主电流互感器后并接中间电流互感器的两级变换方式，每相主电流互感器副边用2.5mm2导线作为穿芯匝穿过中间电流互感器铁芯（即充当中间电流互感器原边），通过中间电流互感器对电流进行二次变换。主电流互感器副边穿芯匝穿过中间电流互感器铁芯后，未直接回到线圈N端，而是在中间电流互感器副边N端接线端子上进行了过渡，使得中间电流互感器原、副边产生了直接的电连接（正常时原、副边应为磁耦合）。中间电流互感器副边在经过保护装置后按要求在保护屏一点接地，由于中间电流互感器原、副边产生电连接，保护屏接地点与主电流互感器的副边接地点之间形成了电流通道。

　　后对联变保护Ⅱ屏35kV侧中间CT接线进行了更改，消除了原、副边之间的电连接，截断了外部干扰源可能进入保护二次回路的通道，隐患已消除，见图1,联变Ⅱ组波形对称差动保护已正常投入。