牟新喆 王義超

摘? 要：繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，一方面繼電保護(hù)的正確動(dòng)作對(duì)保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行起著十分重要的作用，另一方面繼電保護(hù)的不正確動(dòng)作（包括誤動(dòng)和拒動(dòng)）也會(huì)給電力系統(tǒng)造成重大的災(zāi)難。文章將介紹一起由于電流互感器二次回路兩點(diǎn)接地導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動(dòng)的事件，供大家參考學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：電流互感器;保護(hù)裝置;保護(hù)動(dòng)作

中圖分類號(hào)：TM77? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）22-0076-02

Abstract： Relay protection is an important part of the power system. On the one hand， the correct action of relay protection plays a very important role in ensuring the safe operation of the power system; on the other hand， the incorrect action of relay protection （including misoperation and refusal to operate） will also cause great disaster to the power system. This paper will introduce an event of misoperation of the protection device caused by the two-point grounding of the secondary circuit of the current transformer for reference.

Keywords： current transformer; protective device; protective action

1 跳閘情況

2020年4月12日，某220kV變電站220kV富雅甲線斷路器處于合閘狀態(tài)，110kV富研甲線斷路器處于合閘狀態(tài)，04時(shí)47分40秒，220kV富雅甲線保護(hù)動(dòng)作，跳開(kāi)C相斷路器，1s后重合閘動(dòng)作，重合成功。04時(shí)47分40秒，110kV富研甲線保護(hù)動(dòng)作，跳開(kāi)富研甲線斷路器，2s后三相重合閘動(dòng)作，重合成功。

2 保護(hù)動(dòng)作分析

2.1 保護(hù)裝置動(dòng)作情況

2.1.1 220kV富雅甲線第一套保護(hù)CSC-103B保護(hù)動(dòng)作情況

4ms? ? 保護(hù)啟動(dòng)

14ms? ?分相差動(dòng)出口? ?跳C相

98ms? ?單跳啟動(dòng)重合

1097ms 重合出口

差動(dòng)電流 Icda=0.054A，? Icdb=0.054A，? Icdc=16A

測(cè)距阻抗 X=1.164？贅， R=-1.648？贅， C相

測(cè)距34.75km? C相

2.1.2 220kV富雅甲線第二套保護(hù)CSC-101BS保護(hù)動(dòng)作情況

3ms? ?保護(hù)啟動(dòng)

120ms 單相偷跳啟動(dòng)重合

1122ms重合出口

測(cè)距阻抗 X=4.594？贅? R=5.406？贅? AB相

2.1.3 110kV富研甲線PRS-753D保護(hù)動(dòng)作情況

2020年4月12日04時(shí)47分40秒421ms保護(hù)啟動(dòng)

9ms? ? 穩(wěn)態(tài)量比率差動(dòng)保護(hù)? 動(dòng)作

9ms? ? ?突變量比率差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作

2098ms? ?重合閘動(dòng)作

故障相別A相，Ida=26.10A，故障測(cè)距0.8km

2.2 保護(hù)動(dòng)作分析

故障發(fā)生后，通過(guò)220kV富雅甲線第一套保護(hù)CSC-103B保護(hù)動(dòng)作報(bào)告和第二套保護(hù)CSC-101BS保護(hù)動(dòng)作報(bào)告初步分析，富雅甲線第一套保護(hù)由于C相檢測(cè)到了故障電流并形成差流而動(dòng)作跳閘，第二套保護(hù)并未檢測(cè)到故障電流，因此未跳閘，僅由于C相斷路器跳開(kāi)后，通過(guò)檢測(cè)跳閘位置啟動(dòng)重合閘。由于檢測(cè)電流不同，兩套保護(hù)測(cè)距不同，其中第一套保護(hù)CSC-103B測(cè)距長(zhǎng)度為34.75km，已大于28.46km的線路全長(zhǎng)，存在疑點(diǎn)。

繼電人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，調(diào)取故障報(bào)告和錄波圖。通過(guò)將220kV富雅甲線第一套保護(hù)CSC-103B和第二套保護(hù)CSC-101BS動(dòng)作報(bào)告及波形詳細(xì)比對(duì)發(fā)現(xiàn)，兩套保護(hù)A、B兩相電流一致，均為1.3A，但C相電流采樣存在明顯差異，第一套保護(hù)CSC-103B檢測(cè)C相電流很大，達(dá)到15A，而第二套保護(hù)CSC-101BS檢測(cè)C相電流卻很小，為0.15A。調(diào)取該站220kV故障錄波器波形，富雅甲線錄波圖與第二套保護(hù)CSC-101BS故障波形圖一致。由此判斷，220kV富雅甲線第一套保護(hù)CSC-103B采樣存在問(wèn)題，C相電流突然增大，導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作。

繼電人員又對(duì)正處在運(yùn)行中富雅甲線第一套CSC-103B保護(hù)進(jìn)行了外觀檢查，發(fā)現(xiàn)的保護(hù)ABC三相電流采樣不平衡，分別為：Ia=0.69A，Ib=0.68A，Ic=0.21A，3I0=0.53A，C相電流偏小，同時(shí)C相存在差流Icda=0.53A，保護(hù)裝置無(wú)告警信號(hào)（CSC-103B保護(hù)裝置內(nèi)部設(shè)定，零序電流超過(guò)零序過(guò)流IV段定值，12s后發(fā)TA斷線告警，零序過(guò)流IV段定值為1A，因此未告警）。

在發(fā)現(xiàn)異常后，繼電人員通知運(yùn)行人員向省調(diào)申請(qǐng)將富雅甲線停電，進(jìn)一步查找故障點(diǎn)。在對(duì)電流互感器二次繞組進(jìn)行絕緣測(cè)試試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)富雅甲線C相電流互感器至富雅甲線戶外端子箱的電纜中有三根芯線絕緣水平偏低。對(duì)電流互感器接線盒檢查后，發(fā)現(xiàn)電流互感器接線盒進(jìn)線口處，電纜線芯由于二次電纜進(jìn)口過(guò)小，加上多年運(yùn)行后該電纜有3～4cm的下沉，使部分線芯長(zhǎng)時(shí)間受力磨損，絕緣降低，進(jìn)口與線芯破損情況見(jiàn)圖1和圖2。

經(jīng)檢查，絕緣水平降低線芯分別為5E 172/C421（第一套CSC-103B保護(hù)用），5E 172/N461（富雅甲線測(cè)控裝置用），5E 172/C471（富雅甲線計(jì)量裝置用）。由于第一套CSC-103B保護(hù)用5E 172/C421絕緣降低，導(dǎo)致該卷CT回路中存在兩個(gè)接地點(diǎn)，違反國(guó)網(wǎng)新版十八項(xiàng)反事故措施“15.6.4.1電流互感器或電壓互感器的二次回路，均必須且只能有一個(gè)接地點(diǎn)。”的規(guī)定，使該套保護(hù)CT二次回路存在分流，正常運(yùn)行時(shí)，采樣偏低，原理如圖3所示。

富雅甲線CSC-103B保護(hù)裝置C相電流增大原因分析：根據(jù)運(yùn)行人員描述，220kV富雅甲線與110kV富研甲線保護(hù)同時(shí)動(dòng)作。初步懷疑110kV富研甲線故障與220kV富雅甲線保護(hù)電流增大存在聯(lián)系。

將110kV故障錄波器富研甲線故障時(shí)刻1#主變110kV側(cè)電流波形與220kV故障錄波器220kV富雅甲線保護(hù)動(dòng)作時(shí)刻1#主變220kV側(cè)的電流波形比較得出兩臺(tái)故障錄波器主變電流波形特征一致，故證明220kV富雅甲線第一套保護(hù)CSC-103B電流增大與110kV富研甲線發(fā)生故障時(shí)間完全一致，且此時(shí)除110kV富研甲線，系統(tǒng)未發(fā)生其它故障，證明110kV富研甲線故障與220kV富雅甲線第一套CSC-103B保護(hù)裝置C相電流采樣突然增大存在聯(lián)系。

由于220kV富雅甲線CT接線盒處（二次等電位地網(wǎng)范圍之外）電纜芯破損，導(dǎo)致CT二次回路存在兩個(gè)接地點(diǎn)，實(shí)測(cè)兩接地點(diǎn)之間距離約20m。在110kV富研甲線近距離故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致這兩個(gè)地點(diǎn)存在電位差，該電位差通過(guò)保護(hù)裝置采樣線圈構(gòu)成回路，（注：由于CT二次繞組磁阻較大，在與保護(hù)裝置采樣線圈并聯(lián)時(shí)可視為開(kāi)路）導(dǎo)致保護(hù)裝置C相流入較大電流，電流流向見(jiàn)圖4：

富雅甲線停電后，繼電人員在端子箱接地點(diǎn)處向CSC-103B保護(hù)裝置進(jìn)行注流試驗(yàn)，實(shí)測(cè)保護(hù)裝置C相流入15A電流時(shí)，C421和N421兩個(gè)端子之間僅需4V電位差。

3 整改措施

相關(guān)專業(yè)人員立即對(duì)富雅甲線C相電流互感器至戶外端子箱的電纜進(jìn)行了更換，并對(duì)電流互感器二次電纜進(jìn)線口擴(kuò)大，并對(duì)其余兩相電流互感器的二次電纜進(jìn)線口進(jìn)行膠墊填充，防止二次電纜受力破壞。電纜更換完成后測(cè)試，各電流互感器二次回路絕緣水平恢復(fù)正常，目前，富雅甲線已恢復(fù)送電，保護(hù)經(jīng)帶負(fù)荷測(cè)試合格，保護(hù)投入運(yùn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

220kV富雅甲線C相電流互感器至戶外端子箱電纜絕緣降低，是導(dǎo)致220kV富雅甲線第一套CSC-103B保護(hù)裝置在110kV富研甲線故障時(shí)發(fā)生誤動(dòng)的原因。

參考文獻(xiàn)：

[1]國(guó)家電網(wǎng)有限公司.國(guó)家電網(wǎng)有限公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施（2018年修訂版）及編制說(shuō)明[M].中國(guó)電力出版社，2018，12.

[2]國(guó)家電力調(diào)度通信中心.國(guó)家電網(wǎng)公司繼電保護(hù)培訓(xùn)教材[M].中國(guó)電力出版社，2009.