肖志強

（廣東廣業(yè)云硫礦業(yè)有限公司，廣東云浮　527343）

110kV大降坪變電站6kV電容柜零序誤動作分析

肖志強

（廣東廣業(yè)云硫礦業(yè)有限公司，廣東云浮527343）

變電站常采用電容集中補償方式提高功率因數(shù)，其高壓電容開關柜多設置零序過電流保護裝置。當電容器發(fā)生單相接地或相間接地短路故障時，零序保護裝置可使電容柜開關跳閘，起到防止故障進一步擴大或惡化的作用。需要注意的是，在安裝電容器高壓電纜時，必須把電纜屏蔽接地線穿過零序電流互感器，否則易導致電容柜零序誤動作。

零序電流；接地；誤動作；保護

0前言

云浮硫鐵礦是國家“六五”計劃重點建設項目之一，1988年1月建成，年生產(chǎn)硫鐵礦能力達300萬噸，是我國最大的硫鐵礦礦山。2010年3月，云浮硫鐵礦整體改制為國有法人獨資有限責任公司——廣東廣業(yè)云硫礦業(yè)有限公司（簡稱云硫礦業(yè)），是廣東省廣業(yè)資產(chǎn)經(jīng)營有限公司旗下一級企業(yè)。

110kV大降坪變電站于1980年建成并投入運行，是云硫礦業(yè)的中心變電站。2010年全面技改前，云硫礦業(yè)電力網(wǎng)絡由大降坪變電站兩臺20000kVA主變壓器及其它電力設備構(gòu)成，主變電壓變比為110/35/ 6.3。電力網(wǎng)絡示意圖如圖1。

圖1云硫礦業(yè)電力網(wǎng)絡示意圖

其6kV母排單母可分段，連續(xù)運行，采用電容集中補償方式提高功率因數(shù)，Ⅰ段由608開關補償無功功率 2160kvar，Ⅱ段由 618開關補償無功功率2000kvar。

1　　誤動作經(jīng)過

2003年4月26日，陰天、下著細雨。18時50分，值班員打開變電場照明電源，約1分鐘后35kV變電場一盞水銀燈泡爆裂，608、618電容柜開關同時跳閘。經(jīng)檢查，兩柜均為零序保護動作，但電容器和電纜均無故障跡象、繼電器正常。19時30分，試投608、618電容柜，兩柜均運行正常。

2003年5月28日上午9時，天晴。110kVⅠ段電壓互感器端子箱鐵門脫落需要維修，當維修人員用電焊機對端子箱鐵門合頁進行點焊時，608、618電容柜開關又同時跳閘。經(jīng)檢查，兩柜又是零序保護動作，電容器和電纜無故障跡象、繼電器正常。10時，110kVⅠ段電壓互感器端子箱鐵門維修完畢后，試投608、618電容柜成功。

2　　故障查找

2003年5月28日下午，技術人員對608、618柜電容保護裝置一二次回路進行檢查，發(fā)現(xiàn)二次回路接線正確，繼電器動作值與定值相同；在檢查一次穿芯式零序電流互感器時，發(fā)現(xiàn)兩柜的電纜接地線均未穿過其鐵芯而直接接地，原電容柜電纜接地線安裝示意圖如圖2。

圖2原電容柜電纜接地線安裝示意圖

圖3變更后電容柜電纜接地線安裝示意圖

為驗證電容柜開關誤動作的原因，技術人員把608電容柜的電纜接地線穿過零序電流互感器9TA的鐵芯（見圖3變更后電容柜的電纜接地線安裝示意圖），保留618電容柜的原電纜接地方式，把兩臺電容柜轉(zhuǎn)為冷備用后，投入608、618開關。然后在遠離開關柜的變電場對110kVⅠ段電壓互感器端子箱外殼進行點焊，結(jié)果618開關零序保護動作跳閘，608開關不動作。再把618電容柜的電纜接地線穿過零序電流互感器的鐵芯，把608電容柜的電纜接地線恢復為不穿過零序電流互感器的鐵芯，重復點焊試驗，結(jié)果是608開關跳閘，618開關不動作。由此證明，電纜接地線不穿過零序電流互感器鐵芯而直接接地是導致電容柜開關誤動作的直接原因。

3　　原因分析

電容柜的零序保護裝置的作用在于，當電容器發(fā)生單相接地或相間接地短路故障時，會在零序電流互感器中感應出零序電流，如果零序電流達到保護整定值，就會引起電容柜開關跳閘。零序電流的產(chǎn)生，往往能說明電容器有故障，或接地、或短路、或損壞，零序保護裝置可以及時反應故障并有效防止故障進一步擴大。

變電站一次設備的金屬外殼、高壓電力電纜的屏蔽接地線（鋼帶）均與地網(wǎng)連接，當?shù)鼐W(wǎng)流過電流時，所有連接部分都會有雜散電流經(jīng)過。從零序電流互感器的安裝位置可以看出，如果電纜接地線不穿過零序電流互感器的鐵芯而直接接地，一旦地網(wǎng)流過電流，電纜接地線的雜散電流將完全穿過互感器鐵芯，若電流足夠大，必然造成保護動作。反之，如果電纜接地線穿過零序電流互感器鐵芯，則接地線電流既進入互感器鐵芯又流出互感器鐵芯，鐵芯感應的電勢相互抵消，不論電流有多大，都不會在互感器二次側(cè)產(chǎn)生電流，從而避免了保護的誤動作。

2003年4月26日因空氣和燈頭潮濕，變電場水銀燈泡爆裂時造成火零線瞬間短路，短路電流進入地網(wǎng)；2003年5月28日維修人員點焊端子箱鐵門，同樣有電流進入地網(wǎng)。由于電容柜的電纜接地線不穿過零序電流互感器鐵芯而直接接地，地網(wǎng)的雜散電流由接地線穿過零序電流互感器，而且雜散電流超過了保護一次動作值，故開關跳閘。

4結(jié)論

變電站常采用電容集中補償方式提高功率因數(shù)，高壓電容開關柜多設置零序保護裝置。在安裝電容器高壓電纜時，必須把電纜屏蔽接地線穿過零序電流互感器，否則易導致電容柜零序誤動作。

2003年5月28日，把電容柜的電纜接地線按電氣安裝標準規(guī)范改接后，電容投入運行至今，未再發(fā)生過此類誤跳閘事故。

［1］張保會，尹項根.電力系統(tǒng)繼電保護［M］.中國電力出版社，2010.

［2］王均英.新編保護繼電器檢驗 ［M］.中國電力出版社，1998.

［3］何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析［M］.華中科技大學出版社，2002.

肖志強（1968-），男，本科，工程師，研究方向為電氣工程及其自動化、電力系統(tǒng)安全管理。