PT二次側(cè)多點(diǎn)接地引起的保護(hù)誤動(dòng)分析

鄧劍偉，趙 詣，楊國(guó)峰，袁煥炯

（1.國(guó)網(wǎng)新疆電力有限公司 檢修公司，新疆 烏魯木齊 830000；2.廣州市仟順電子設(shè)備有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引 言

PT的作用是把高壓側(cè)電壓通過(guò)一定變比轉(zhuǎn)換成低壓，供給測(cè)量和保護(hù)裝置。高壓電網(wǎng)的監(jiān)測(cè)和保護(hù)都是以PT降壓后的二次電壓作為依據(jù)[1.2]。正常情況下，所有PT都只有一個(gè)中性點(diǎn)接地，以保證設(shè)備及運(yùn)維人員安全。但PT一旦出現(xiàn)兩點(diǎn)或以上接地點(diǎn)時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致PT二次側(cè)的電壓異常和中性點(diǎn)漂移等故障[3]。故障嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)估^電保護(hù)裝置不正確動(dòng)作，導(dǎo)致大范圍的停電事故，從而造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。因此，PT二次側(cè)有且只有一點(diǎn)接地。

《國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》和GB/T14285ü2006《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》都有明確規(guī)定，PT和CT分別只允許有且只有一個(gè)接地點(diǎn)[4]。但是由于線路老化、施工質(zhì)量以及設(shè)備制作工藝等原因，使得PT二次側(cè)不可避免地存在一些接地故障隱患。為避免PT二次側(cè)多點(diǎn)接地導(dǎo)致嚴(yán)重事故，保證電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，需要對(duì)PT二次回路做出相應(yīng)的防范措施，定時(shí)測(cè)量PT二次側(cè)多點(diǎn)接地故障，及時(shí)排除。

1 PT二次側(cè)多點(diǎn)接地導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)的原因分析

PT二次回路多點(diǎn)接地導(dǎo)致的電壓異常如圖1所示。圖中PT二次回路在a點(diǎn)通過(guò)N600一點(diǎn)接地，同時(shí)在b點(diǎn)發(fā)生故障接地。由于變電站的地網(wǎng)不是絕對(duì)的等電位面，兩個(gè)接地點(diǎn)之間存在電位差Ue。正常運(yùn)行時(shí)，電壓Ue很小，對(duì)PT二次側(cè)電壓影響不大，PT和測(cè)控裝置，如測(cè)量裝置、繼電保護(hù)裝置都能正常運(yùn)行。但當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)存在大電流接地故障時(shí)，由于有大電流流經(jīng)地網(wǎng)，使得地網(wǎng)之間電位差較大，Ue也隨之增大。而Ue會(huì)通過(guò)接地點(diǎn)疊加在PT二次回路上，使得二次回路電壓的相位和幅值產(chǎn)生較大偏差。

圖1 PT多點(diǎn)接地引起的電壓異常

圖2 電壓偏差示意圖

可以看出，當(dāng)額外電壓疊加到PT二次回路上，就會(huì)導(dǎo)致PT二次回路的電壓幅值和相位都發(fā)生明顯變化。PT二次側(cè)電壓的準(zhǔn)確直接關(guān)系到距離保護(hù)、零序保護(hù)以及過(guò)電壓保護(hù)等保護(hù)裝置的動(dòng)作與否。因此，防止PT二次回路多點(diǎn)接地，是防止繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作的重要措施。

2 PT二次側(cè)多點(diǎn)接地引起地事故案例分析

2.1 案例一

2009年1月5日，某廠500 kV來(lái)線側(cè)線路輔A保護(hù)RCS-925AMM過(guò)電壓保護(hù)跳閘。經(jīng)排查分析，該廠側(cè)線路輔A保護(hù)RDS-925AMM的PT電壓二次繞組電路圖紙?jiān)O(shè)計(jì)錯(cuò)誤，誤將保護(hù)用PT二次繞組的N600接線接至測(cè)量組PT二次繞組N600的接線端子上，造成PT多點(diǎn)接地。經(jīng)檢測(cè)，側(cè)線路輔A保護(hù)RDS-925AMM的PT電壓二次繞組存在中性點(diǎn)偏移，電壓異常，解除多點(diǎn)接地故障后，該P(yáng)T二次回路電壓恢復(fù)正常。

PT多點(diǎn)接地導(dǎo)致的電壓異常，是造成側(cè)線路輔A保護(hù)裝置過(guò)電壓保護(hù)誤動(dòng)跳閘的根本原因[5]。可見(jiàn)，PT二次回路的接地情況可以直接影響到二次回路的電壓，而二次回路電壓精度直接關(guān)系到繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作與否，影響到主變后備保護(hù)和母差保護(hù)的閉鎖條件[6]。

2.2 案例二

1998年4月15日，某供電公司220 kV站的110 kV線路保護(hù)LFP-941A保護(hù)誤跳閘。該日12:51:10，熱東線發(fā)生C相高電阻接地故障，500 ms后C相斷線接地，熱東線941A零序Ⅱ段動(dòng)作跳閘，此時(shí)熱西線941A裝置零序Ⅲ動(dòng)作。經(jīng)檢查，熱西線側(cè)無(wú)異常，熱西線941A裝置零序保護(hù)屬于誤動(dòng)作。

現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，該站的PT二次回路存在多點(diǎn)接地，其中故障接地點(diǎn)在開(kāi)關(guān)場(chǎng)，當(dāng)熱東線發(fā)生接地故障時(shí)，故障電流較大，使兩個(gè)接地點(diǎn)之間產(chǎn)生較大電位差ΔU，中性點(diǎn)電位Un發(fā)生偏移，PT二次回路實(shí)際的三相電壓疊加了ΔU，最終導(dǎo)致了熱西線941A裝置零序Ⅲ誤動(dòng)作。

經(jīng)分析可見(jiàn)，熱東線斷線接地使地網(wǎng)產(chǎn)生較大電壓差，也使得熱西線側(cè)PT二次側(cè)兩個(gè)接地點(diǎn)間的電壓差較大，該電壓差疊加在二次回路上使PT二次回路電壓異常，導(dǎo)致熱西線941A裝置零序Ⅲ的誤動(dòng)作[5]。

3 PT二次側(cè)多點(diǎn)接地防范措施

3.1 PT二次側(cè)多點(diǎn)接地防范

（1）加強(qiáng)變電站設(shè)計(jì)、建設(shè)以及調(diào)試等各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。落實(shí)全過(guò)程質(zhì)量管控方案，優(yōu)化圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，規(guī)范施工、嚴(yán)格驗(yàn)收，提高工程質(zhì)量[7]。避免繼電保護(hù)PT二次回路多點(diǎn)接地故障，實(shí)現(xiàn)PT二次回路多點(diǎn)接地的提前管控。

（2）建立系統(tǒng)化的PT二次回路多點(diǎn)接地故障及隱患排查機(jī)制，實(shí)現(xiàn)細(xì)致的、技術(shù)性的以及安全性的故障與隱患排查工作[8]。將PT二次回路多點(diǎn)接地故障及隱患排查機(jī)制納入作業(yè)指導(dǎo)書(shū)或計(jì)劃書(shū)中，落實(shí)相關(guān)宣傳，使電力管理人員和維保人員和施工人員等都認(rèn)識(shí)到PT二次回路多點(diǎn)接地的危害，了解PT二次回路多點(diǎn)接地故障排查共組的重要性。

（3）落實(shí)PT多點(diǎn)接地故障運(yùn)維方案及相關(guān)培訓(xùn)。首先保證檢查前，鉗形電流表和搖表等維保設(shè)備的功能合乎標(biāo)準(zhǔn)；其次保證檢查前技術(shù)培訓(xùn)到位，使故障檢查工作質(zhì)量得到保證；最后落實(shí)故障排查工作的規(guī)范行，保證故障排查工作的安全、有效執(zhí)行。

3.2 PT二次側(cè)多點(diǎn)接地排查方法

（1）電阻法。該方法檢查PT二次回路多點(diǎn)接地原理如圖3所示，人工操作的步驟如下文所述。

圖3 電阻法檢查PT二次回路多點(diǎn)接地原理

一是合上刀閘K，斷開(kāi)控制室一點(diǎn)接地的聯(lián)接線。二是調(diào)整滑線電阻R為0 Ω，合上刀閘K1，斷開(kāi)刀閘K，測(cè)量滑線電阻R上電流（用高精度鉗型電流表）。三是合上刀閘K，斷開(kāi)刀閘K1，滑線電阻R增加為10 Ω，后合上刀閘K1，斷開(kāi)刀閘K，測(cè)量滑線電阻R上電流。四是分析滑線電阻R上電流，電流發(fā)生變化，則PT二次回路N600存在兩點(diǎn)（或多點(diǎn)）接地[9]。

（2）安裝在線監(jiān)測(cè)設(shè)備。隨著智能化變電站的推廣與發(fā)展以及自動(dòng)化技術(shù)和電子技術(shù)的快速發(fā)展，在線式PT多點(diǎn)接地監(jiān)測(cè)設(shè)備逐漸發(fā)展成熟。在線監(jiān)測(cè)設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)對(duì)PT二次回路多點(diǎn)接地狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)，對(duì)多點(diǎn)接地故障進(jìn)行告警并判斷故障PT組別，此外還能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)端遙信和遙測(cè)。安裝在線式PT多點(diǎn)接地監(jiān)測(cè)設(shè)備，不僅可以準(zhǔn)確判斷多點(diǎn)接地故障，還可以實(shí)時(shí)測(cè)量PT二次側(cè)電壓和電流等信息，實(shí)時(shí)獲取PT二次側(cè)的運(yùn)行狀況，符合智能變電站發(fā)展要求[10]。

4 結(jié) 論

PT二次回路多點(diǎn)接地故障會(huì)引起中性點(diǎn)漂移，電壓異常，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作。繼電保護(hù)誤動(dòng)作使高壓側(cè)失去后備性和可靠性，嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致大面積停電等嚴(yán)重事故，使發(fā)電站及用戶(hù)遭受?chē)?yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。因此，要了解PT二次回路多點(diǎn)接地的危害和多點(diǎn)接地排除工作的重要性，加強(qiáng)對(duì)PT二次側(cè)接地情況的監(jiān)管和維護(hù)，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。