PT二次側多點接地引起的保護誤動分析

鄧劍偉，趙 詣，楊國峰，袁煥炯

（1.國網新疆電力有限公司 檢修公司，新疆 烏魯木齊 830000；2.廣州市仟順電子設備有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引 言

PT的作用是把高壓側電壓通過一定變比轉換成低壓，供給測量和保護裝置。高壓電網的監測和保護都是以PT降壓后的二次電壓作為依據[1.2]。正常情況下，所有PT都只有一個中性點接地，以保證設備及運維人員安全。但PT一旦出現兩點或以上接地點時，就會導致PT二次側的電壓異常和中性點漂移等故障[3]。故障嚴重時，甚至會使繼電保護裝置不正確動作，導致大范圍的停電事故，從而造成嚴重的經濟損失和社會影響。因此，PT二次側有且只有一點接地。

《國家電網公司十八項電網重大反事故措施》和GB/T14285ü2006《繼電保護和安全自動裝置技術規程》都有明確規定，PT和CT分別只允許有且只有一個接地點[4]。但是由于線路老化、施工質量以及設備制作工藝等原因，使得PT二次側不可避免地存在一些接地故障隱患。為避免PT二次側多點接地導致嚴重事故，保證電網穩定運行，需要對PT二次回路做出相應的防范措施，定時測量PT二次側多點接地故障，及時排除。

1 PT二次側多點接地導致保護誤動的原因分析

PT二次回路多點接地導致的電壓異常如圖1所示。圖中PT二次回路在a點通過N600一點接地，同時在b點發生故障接地。由于變電站的地網不是絕對的等電位面，兩個接地點之間存在電位差Ue。正常運行時，電壓Ue很小，對PT二次側電壓影響不大，PT和測控裝置，如測量裝置、繼電保護裝置都能正常運行。但當地網存在大電流接地故障時，由于有大電流流經地網，使得地網之間電位差較大，Ue也隨之增大。而Ue會通過接地點疊加在PT二次回路上，使得二次回路電壓的相位和幅值產生較大偏差。

圖1 PT多點接地引起的電壓異常

圖2 電壓偏差示意圖

可以看出，當額外電壓疊加到PT二次回路上，就會導致PT二次回路的電壓幅值和相位都發生明顯變化。PT二次側電壓的準確直接關系到距離保護、零序保護以及過電壓保護等保護裝置的動作與否。因此，防止PT二次回路多點接地，是防止繼電保護裝置誤動作的重要措施。

2 PT二次側多點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來線側線路輔A保護RCS-925AMM過電壓保護跳閘。經排查分析，該廠側線路輔A保護RDS-925AMM的PT電壓二次繞組電路圖紙設計錯誤，誤將保護用PT二次繞組的N600接線接至測量組PT二次繞組N600的接線端子上，造成PT多點接地。經檢測，側線路輔A保護RDS-925AMM的PT電壓二次繞組存在中性點偏移，電壓異常，解除多點接地故障后，該PT二次回路電壓恢復正常。

PT多點接地導致的電壓異常，是造成側線路輔A保護裝置過電壓保護誤動跳閘的根本原因[5]。可見，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系到繼電保護裝置的動作與否，影響到主變后備保護和母差保護的閉鎖條件[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LFP-941A保護誤跳閘。該日12:51:10，熱東線發生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段動作跳閘，此時熱西線941A裝置零序Ⅲ動作。經檢查，熱西線側無異常，熱西線941A裝置零序保護屬于誤動作。

現場檢查發現，該站的PT二次回路存在多點接地，其中故障接地點在開關場，當熱東線發生接地故障時，故障電流較大，使兩個接地點之間產生較大電位差ΔU，中性點電位Un發生偏移，PT二次回路實際的三相電壓疊加了ΔU，最終導致了熱西線941A裝置零序Ⅲ誤動作。

經分析可見，熱東線斷線接地使地網產生較大電壓差，也使得熱西線側PT二次側兩個接地點間的電壓差較大，該電壓差疊加在二次回路上使PT二次回路電壓異常，導致熱西線941A裝置零序Ⅲ的誤動作[5]。

3 PT二次側多點接地防范措施

3.1 PT二次側多點接地防范

（1）加強變電站設計、建設以及調試等各個環節的質量控制。落實全過程質量管控方案，優化圖紙設計，規范施工、嚴格驗收，提高工程質量[7]。避免繼電保護PT二次回路多點接地故障，實現PT二次回路多點接地的提前管控。

（2）建立系統化的PT二次回路多點接地故障及隱患排查機制，實現細致的、技術性的以及安全性的故障與隱患排查工作[8]。將PT二次回路多點接地故障及隱患排查機制納入作業指導書或計劃書中，落實相關宣傳，使電力管理人員和維保人員和施工人員等都認識到PT二次回路多點接地的危害，了解PT二次回路多點接地故障排查共組的重要性。

（3）落實PT多點接地故障運維方案及相關培訓。首先保證檢查前，鉗形電流表和搖表等維保設備的功能合乎標準；其次保證檢查前技術培訓到位，使故障檢查工作質量得到保證；最后落實故障排查工作的規范行，保證故障排查工作的安全、有效執行。

3.2 PT二次側多點接地排查方法

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

圖3 電阻法檢查PT二次回路多點接地原理

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

（2）安裝在線監測設備。隨著智能化變電站的推廣與發展以及自動化技術和電子技術的快速發展，在線式PT多點接地監測設備逐漸發展成熟。在線監測設備可以實現對PT二次回路多點接地狀態的在線監測，對多點接地故障進行告警并判斷故障PT組別，此外還能實現遠端遙信和遙測。安裝在線式PT多點接地監測設備，不僅可以準確判斷多點接地故障，還可以實時測量PT二次側電壓和電流等信息，實時獲取PT二次側的運行狀況，符合智能變電站發展要求[10]。

4 結 論

PT二次回路多點接地故障會引起中性點漂移，電壓異常，導致繼電保護裝置誤動作。繼電保護誤動作使高壓側失去后備性和可靠性，嚴重時將導致大面積停電等嚴重事故，使發電站及用戶遭受嚴重的經濟損失。因此，要了解PT二次回路多點接地的危害和多點接地排除工作的重要性，加強對PT二次側接地情況的監管和維護，保證電網的穩定運行。