淺談電流互感器二次回路兩點接地引起的保護誤動

【摘要】電力系統(tǒng)中的互感器二次側經常發(fā)生兩點或多點接地，引起繼電保護誤動作，給電網安全運行和可靠供電構成直接威脅。本文通過對漫灣電廠聯(lián)變（7B）差動保護誤動事故的實例分析，找出了引發(fā)這起事故的原因。

一、引言

電流及電壓互感器二次回路上有且只能有一點接地，其原因是為了人身和二次設備的安全，另外就是為了防止保護誤動。

在有電連通的電流互感器的二次回路上，必須只能通過一點接于地網。一個變電所（或電廠）的接地網并非實際的等電位面，因而在不同點會出現(xiàn)電位差。如果一個電連通的回路在變電所的不同點同時接地，地網上的電位差將串入這個連通的回路，有時會造成不必要的分流。

在現(xiàn)實中，常常由于人為的接線錯誤及電纜絕緣的老化等原因，造成一個電氣連接的二次回路中出現(xiàn)多點接地的情況多有發(fā)生，以致引發(fā)保護誤動作事故，漫灣電廠就出現(xiàn)了這種事故。

二、事件經過

（一）故障經過

09年2月16日15：08，聯(lián)變（7B）Ⅱ組差動保護動作，聯(lián)變高壓側500kV 5041、5042、中壓側220kV 207、低壓側35kV 307斷路器跳閘。經現(xiàn)地檢查，發(fā)現(xiàn)聯(lián)變Ⅱ組保護屏波形對稱差動保護動作，后備保護啟動，聯(lián)變Ⅰ組保護后備保護突變量啟動。

（二）檢查情況及分析

聯(lián)變Ⅱ組波形對稱差動保護動作后，現(xiàn)場對聯(lián)變Ⅱ套組差動保護范圍內的所有一次設備進行了外觀檢查，無短路、放電跡象，聯(lián)變油化分析無異常。經調度同意，切除聯(lián)變Ⅱ組波形對稱差動保護，開啟漫灣#4機組，通過5042斷路器對聯(lián)變及35kV側#0變進行零起升壓試驗，試驗正常。

為查明聯(lián)變Ⅱ組波形對稱差動保護動作原因，漫灣電廠相關專業(yè)人員對聯(lián)變保護裝置及二次回路開展了進一步的檢查、試驗和分析。

1.保護動作情況

聯(lián)變Ⅱ組保護屏波形對稱差動保護動作，35kV側后備保護啟動，聯(lián)變Ⅰ組保護屏35kV側后備保護突變量啟動（Ⅰ、Ⅱ組后備保護共用15LH），其它保護均未啟動或動作。

聯(lián)變Ⅱ組保護屏裝置事件記錄如下：

故障類型：差動保護24（波形對稱差動）

差動動作電流：0.549A（整定值：0.2A）

啟動至出口時間：27ms

從聯(lián)變Ⅱ組差動保護裝置和35kV側后備保護裝置事件記錄看，35kV側電流互感器15LH、17LH二次側均出現(xiàn)三相突變電流，三相電流相位基本一致。聯(lián)變Ⅰ組保護屏35kV側后備保護裝置啟動記錄的三相電流幅值：IaL=1.93A，IbL=1.53A，IcL=1.22A。

2.保護裝置檢查、試驗情況

根據(jù)分析結果，A、B、C相中五次諧波成分分別為：0.201A、0.326A、0.186A，而A、B、C相差動電流（基波）分別為：0.757A、0.952A、0.947A，差流中五次諧波與基波比值分別為26.6%、34.2%、19.6%，均小于軟件設置的38%的制動值，故未制動，而三相差流均大于差動保護定值，滿足保護出口動作條件。

根據(jù)對保護裝置及故障采樣數(shù)據(jù)的檢查分析，結合保護動作原理，判斷保護動作行為正常。

3.理論分析

通過分析保護動作電流，可初步判斷這是一起外部故障引起穿越性故障電流造成的差動保護誤動事故。而外部故障造成差動保護誤動主要有以下幾種原因：

（1）同相位的干擾信號注入保護裝置電流回路，導致保護裝置動作；

（2）二次側負載在流過短路電流下不能滿足CT10%誤差曲線的要求；

（3）CT不同型號引起的誤差；

（4）CT本身存在誤差；

（5）CT二次回路接線錯誤；

（6）差動保護二次電流回路有兩點或多點接地方式。

4.實際檢查

現(xiàn)場全面核查后，綜合保護裝置及二次回路檢查試驗情況，對現(xiàn)場可能的干擾源進行了反復查找和模擬，在經過對比CT10%誤差曲線和仔細檢查兩側CT的型號及二次回路接線，并排除其他原因后，確定聯(lián)變Ⅱ組波形對稱差動保護動作原因為：保護裝置電流二次回路原副邊存在電連接，為干擾電流注入二次回路提供了條件。

從故障波形分析，三相電流為基本同相位，此種情況在區(qū)內或區(qū)外故障時均不可能發(fā)生，因此有可能是有電流串入該回路，由此推斷差動保護二次回路上有兩個或多個接地點。這是因為在區(qū)外發(fā)生接地故障時，兩接地點間將因地網通過短路電流而產生電位差，此電位差將在電流線圈中產生極大的額外電流，疊加在電流互感器上使得三相電流同相位，由此引起保護的不正確動作。

檢查發(fā)現(xiàn)聯(lián)變保護用15LH、17LH兩組電流互感器采用主電流互感器后并接中間電流互感器的兩級變換方式，每相主電流互感器副邊用2.5mm2導線作為穿芯匝穿過中間電流互感器鐵芯（即充當中間電流互感器原邊），通過中間電流互感器對電流進行二次變換。主電流互感器副邊穿芯匝穿過中間電流互感器鐵芯后，未直接回到線圈N端，而是在中間電流互感器副邊N端接線端子上進行了過渡，使得中間電流互感器原、副邊產生了直接的電連接（正常時原、副邊應為磁耦合）。中間電流互感器副邊在經過保護裝置后按要求在保護屏一點接地，由于中間電流互感器原、副邊產生電連接，保護屏接地點與主電流互感器的副邊接地點之間形成了電流通道。

后對聯(lián)變保護Ⅱ屏35kV側中間CT接線進行了更改，消除了原、副邊之間的電連接，截斷了外部干擾源可能進入保護二次回路的通道，隱患已消除，見圖1，聯(lián)變Ⅱ組波形對稱差動保護已正常投入。

圖1 更改前、后聯(lián)變二組差動保護35kV

側電流回路連接示意圖

三、措施及結語

針對聯(lián)變電流互感器兩點接地的問題，全廠將保護裝置二次回路接地及抗干擾措施檢查列為專項工作重點開展起來。

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，高電壓、大容量、長線路對保護用的電流互感器的特性要求也越來越高，除了在技術監(jiān)督及保護定檢工作中要加強二次回路接地及抗干擾措施檢查的檢查工作，對電流互感器的校核工作也刻不容緩。

參考文獻

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[3]國家電網公司18項重點反措.

[4]華能漫灣水電廠關于上報聯(lián)變（7B）差動保護動作跳閘情況的報告.