李云峰，肖 邁，陳 昊

(國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司超高壓分公司，江蘇 南京 211100)

0 引言

電流互感器(current transformer，CT)是變電站內(nèi)實(shí)現(xiàn)一、二次電流轉(zhuǎn)換的重要設(shè)備[1-2]，其性能對(duì)繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置能否穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的影響[3-4]。近年來(lái)，隨著500 kV變電站運(yùn)維和擴(kuò)容改造的增加[5-6]，500 kV CT更換已成為電網(wǎng)檢修的常態(tài)化工作。

CT更換工作的具體步驟包括舊CT及相關(guān)二次電纜的拆除，新CT的安裝及二次電纜的連接等。因更換過(guò)程中涉及電流二次回路的改動(dòng)，存在保護(hù)裝置誤發(fā)信、誤動(dòng)作的可能[7-11]；同時(shí)500 kV CT更換工作大多是在變電站部分停電的情況下實(shí)施，作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)高。如何安全、高效地進(jìn)行500 kV CT更換工作，一直是現(xiàn)場(chǎng)二次檢修探討的問(wèn)題。因此，基于現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)對(duì)500 kV CT更換中二次工作存在的危險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行辨識(shí)，結(jié)合案例分析，提出相應(yīng)的控制措施，為CT更換工作提供參考。

1 CT更換過(guò)程中的二次危險(xiǎn)點(diǎn)

1.1 電流二次回路開(kāi)路

CT正常運(yùn)行時(shí)，二次電流產(chǎn)生的磁通勢(shì)會(huì)對(duì)一次電流產(chǎn)生的磁通勢(shì)起去磁作用。若二次側(cè)開(kāi)路，則二次側(cè)電流的去磁作用消失，一次電流完全變成勵(lì)磁電流，將引起鐵心內(nèi)磁通劇增，使得鐵心處于高度飽和狀態(tài)，導(dǎo)致二次繞組兩端產(chǎn)生很高的電壓，不僅會(huì)損壞二次繞組的絕緣，而且還會(huì)嚴(yán)重危及人身安全。500 kV CT更換過(guò)程中，二次電纜虛接、CT端子箱端子連片連接不到位、CT端子箱內(nèi)運(yùn)行電流回路被誤拆除等都是造成電流二次回路開(kāi)路的因素。

1.2 電流二次回路無(wú)接地

出于人身和二次設(shè)備安全性考慮，CT二次回路必須有一點(diǎn)可靠接地。若二次回路失去保護(hù)接地點(diǎn)，則CT一次側(cè)的高壓將通過(guò)CT一、二次線圈間的分布電容以及二次回路的對(duì)地電容形成分壓，將高壓引入二次回路，將會(huì)對(duì)人身和設(shè)備產(chǎn)生威脅。500 kV CT更換過(guò)程中，電流二次回路絕緣測(cè)試會(huì)拆除和恢復(fù)相應(yīng)的接地點(diǎn)，容易因工作疏忽導(dǎo)致接地點(diǎn)未可靠恢復(fù)或接線錯(cuò)誤，使二次回路失去接地點(diǎn)。

1.3 電流二次回路兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地

500 kV變電站接地網(wǎng)并非實(shí)際的等電位面，不同接地點(diǎn)之間存在一定的電位差。若電流二次回路在變電站不同點(diǎn)同時(shí)接地，接地網(wǎng)上的電位差將會(huì)使電流二次回路產(chǎn)生額外的二次電流，導(dǎo)致保護(hù)裝置誤發(fā)信甚至誤動(dòng)作。

1.4 變比設(shè)置錯(cuò)誤

CT變比用于表征一、二次電流之間的倍數(shù)關(guān)系，其設(shè)置對(duì)保護(hù)、測(cè)量等裝置的采樣有直接影響，變比設(shè)置錯(cuò)誤可能導(dǎo)致保護(hù)裝置拒動(dòng)或誤動(dòng)、測(cè)量和計(jì)量裝置采樣錯(cuò)誤等情況的發(fā)生。由于500 kV變電站選取的CT具有一次繞組可調(diào)、二次繞組多抽頭的特征，所以在CT更換工作中，CT一次繞組串并聯(lián)的方式和二次繞組抽頭的選取是影響CT變比的重要因素，其中任何一個(gè)出錯(cuò)都會(huì)使CT的變比發(fā)生錯(cuò)誤。

1.5 極性接反

CT極性是指一次繞組和二次繞組間電流方向的關(guān)系。CT一次繞組的首端標(biāo)為P1，尾端標(biāo)為P2；二次繞組的首端標(biāo)為S1，尾端標(biāo)為S2。通常情況下，CT都采用減極性標(biāo)注，即一次電流從P1流入，二次電流從S1流出，以確保接入二次裝置的電流符合當(dāng)一次電流為正方向時(shí)二次電流從S1流進(jìn)二次裝置[12]。CT極性的測(cè)定通常由一次檢修人員驗(yàn)證，二次檢修人員主要是保證CT接線盒至CT端子箱間二次接線極性的正確性。接線如果接反，會(huì)使二次電流相位變化180°，二次回路將無(wú)法正確反映一次系統(tǒng)的潮流方向，導(dǎo)致測(cè)量、計(jì)量裝置采樣錯(cuò)誤，保護(hù)裝置誤動(dòng)、拒動(dòng)，影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。極性接反主要是在更換過(guò)程中接線盒或端子箱回路接線接反所導(dǎo)致。

1.6 準(zhǔn)確級(jí)錯(cuò)誤

不同類(lèi)型繞組的電磁式電流互感器，其誤差特性、精度、穩(wěn)態(tài)飽和特性、暫態(tài)飽和特性都不一樣，二次設(shè)備應(yīng)選用準(zhǔn)確級(jí)合適的二次繞組，否則可能導(dǎo)致發(fā)生故障時(shí)保護(hù)裝置的動(dòng)作行為不正確。二次繞組準(zhǔn)確級(jí)采用TPY級(jí)表示，斷路器保護(hù)一般選用二次電流衰減速度較快的5P級(jí)，而測(cè)量、計(jì)量裝置通常選用0.2 s級(jí)以保證采樣精度要求。

2 案例分析

2.1 絕緣問(wèn)題導(dǎo)致電流回路兩點(diǎn)接地

某變電站500 kV接線方式為3/2接線。在母線保護(hù)5021CT回路搭接時(shí)，二次檢修人員在搭接前測(cè)量500 kVⅠ母第2套母線保護(hù)5021CT回路電流，發(fā)現(xiàn)A相電流回路和接地線均存在95.5 mA的電流，該現(xiàn)象與5021斷路器處于分位，5021CT相關(guān)的電流回路不應(yīng)有電流存在的現(xiàn)狀不符。通過(guò)絕緣測(cè)量，二次檢修人員初步判定Ⅰ母第2套母線保護(hù)5021CT中A相電流回路存在兩點(diǎn)接地的情況，在接地網(wǎng)電位差和感應(yīng)電壓作用下產(chǎn)生了環(huán)流(見(jiàn)圖1)。若此時(shí)將5021CT電流回路接入母線保護(hù)，可能觸發(fā)母線保護(hù)告警。

圖1 兩點(diǎn)接地時(shí)的流經(jīng)母線保護(hù)的電流

通過(guò)分段排查法對(duì)該A相電流回路進(jìn)行接地點(diǎn)查找，發(fā)現(xiàn)CT端子箱至CT接線盒之間存在接地點(diǎn)，與母線保護(hù)屏上的接地點(diǎn)形成了兩點(diǎn)接地；打開(kāi)接線盒發(fā)現(xiàn)A相電流回路電纜被接線盒前蓋擠壓變形，電纜外皮破損導(dǎo)致內(nèi)部芯線觸碰到接線盒造成了兩點(diǎn)接地。現(xiàn)場(chǎng)將電纜剪斷重接后，絕緣恢復(fù)，問(wèn)題得到解決。

2.2 誤碰導(dǎo)致電流回路兩點(diǎn)接地

CT更換工作除施工工藝導(dǎo)致的電流二次回路兩點(diǎn)接地外，人為誤碰也會(huì)產(chǎn)生兩點(diǎn)接地導(dǎo)致斷路器跳閘事件的發(fā)生。如某500 kV變電站在進(jìn)行一完整串的中斷路器CT更換工作時(shí)發(fā)生了一起主變跳閘事件。該串為線變串，線路停電檢修，主變單斷路器運(yùn)行?，F(xiàn)場(chǎng)施工人員忽視二次檢修人員的工作要求，在二次安措未實(shí)施完畢的情況下，提前在中斷路器CT A相二次接線盒中實(shí)施二次回路開(kāi)斷工作，且在開(kāi)斷過(guò)程中未采取對(duì)開(kāi)斷二次電纜芯線的絕緣包裹措施，導(dǎo)致線芯與CT外殼觸碰，與主變第2套保護(hù)屏上已有的電流回路接地點(diǎn)構(gòu)成兩點(diǎn)接地，地電位差產(chǎn)生環(huán)流流入主變保護(hù)裝置(見(jiàn)圖2），引起主變第2套保護(hù)動(dòng)作，直接導(dǎo)致跳閘。

圖2 一次接線和兩點(diǎn)接地

2.3 極性接反導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)錯(cuò)誤

某500 kV變電站進(jìn)行第1串線路間隔斷路器5011CT，5012CT的更換工作。啟動(dòng)結(jié)束后，運(yùn)維人員發(fā)現(xiàn)第1串線路三相二次電流后臺(tái)數(shù)據(jù)顯示異常，分別為543 A，142 A，525 A，B相電流明顯偏低，第1串線路三相二次電流為5011CT，5012CT二次電流之和。二次檢修人員到現(xiàn)場(chǎng)再次測(cè)量第1串測(cè)控屏內(nèi)5011，5012斷路器的電流，發(fā)現(xiàn)5012斷路器B相二次極性接反，使得第1串線路B相電流測(cè)量值變?yōu)閮砷_(kāi)關(guān)B相電流之差。由于更換過(guò)程中的人為疏忽，驗(yàn)收和帶負(fù)荷階段都未發(fā)現(xiàn)極性接反問(wèn)題，只能再次申請(qǐng)停電整改。停電后，二次檢修人員在中斷路器5012CT的B相接線盒處檢查接線，發(fā)現(xiàn)測(cè)量回路繞組B相S1與S2極性接反，更改接線后問(wèn)題解決。

3 控制措施

為避免CT更換過(guò)程的失誤導(dǎo)致保護(hù)、測(cè)控等二次設(shè)備的可靠性受到影響，針對(duì)500 kV CT更換工作各階段的危險(xiǎn)點(diǎn)采取控制措施如下。

(1) CT更換前，二次檢修人員要使用二次安措票，正確執(zhí)行二次安措并做好施工交底，確保與運(yùn)行的保護(hù)設(shè)備有效隔離，再與施工人員安全交底并簽字錄音后，方可允許施工。

(2) 舊CT拆除時(shí)，將舊CT的二次接線盒內(nèi)部接線和銘牌拍照記錄，確認(rèn)好舊CT各繞組的變比、極性和準(zhǔn)確級(jí)；拆除二次電纜時(shí)，做好芯線核對(duì)與記錄工作。新CT安裝時(shí)，同樣拍照記錄新CT的二次接線盒內(nèi)部接線和銘牌，并與舊CT的變比、極性和準(zhǔn)確級(jí)，二次電纜芯線等信息進(jìn)行核對(duì)，確保正確無(wú)誤。

(3) 為避免因CT更換工作導(dǎo)致電流二次回路兩點(diǎn)接地引起保護(hù)裝置誤告警、誤動(dòng)作的發(fā)生，二次檢修人員在驗(yàn)收階段不僅需要對(duì)施工接線后外觀工藝仔細(xì)檢查，還需要在新CT接線盒蓋上后進(jìn)行電纜絕緣檢查和接地檢查，確保接地的正確性；為避免電流回路開(kāi)路危及人身和設(shè)備的安全，檢修人員需要測(cè)量CT二次接線盒至CT端子箱間各繞組電流回路的直阻，以確保各回路電阻呈現(xiàn)低阻值特征以及各單相和相間直流電阻值三相平衡。具備一次升流條件的CT更換現(xiàn)場(chǎng)，可借助一次升流試驗(yàn)再次驗(yàn)證CT的變比、極性及二次回路的正確性。

(4) 驗(yàn)收結(jié)束后，檢修人員要依據(jù)二次安措票執(zhí)行二次安措恢復(fù)工作，緊固所有涉及的電流回路連片和端子，同時(shí)測(cè)量整個(gè)電流二次回路的直阻，確保無(wú)開(kāi)路問(wèn)題。

(5) 啟動(dòng)帶負(fù)荷階段，應(yīng)做好數(shù)據(jù)的記錄和比對(duì)。檢修人員逐相測(cè)試，比對(duì)理論計(jì)算值、屏后鉗表測(cè)量值和屏柜實(shí)際采樣值的數(shù)據(jù)大小和相角，確保三者的一致性。

(6) 為使上述控制措施能在現(xiàn)場(chǎng)更好的運(yùn)用，可針對(duì)性地編制新舊CT變比極性單、絕緣數(shù)據(jù)表、回路直阻表、啟動(dòng)帶負(fù)荷記錄表等技術(shù)表格用于輔助現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。目前，江蘇電網(wǎng)500 kV廻峰山變等10座變電站90臺(tái)CT更換工作中已推廣應(yīng)用該技術(shù)表格，顯著提升了實(shí)施工作的可靠性、安全性與便利性。

4 結(jié)論

CT更換工作因涉及變電站一、二次系統(tǒng)的改動(dòng)且相鄰設(shè)備處于帶電運(yùn)行狀態(tài)，使其具有較高的危險(xiǎn)性?；诂F(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)辨識(shí)了CT更換工作中二次可能存在的危險(xiǎn)點(diǎn)，并結(jié)合案例進(jìn)行分析，針對(duì)存在的危險(xiǎn)點(diǎn)提出了相應(yīng)的控制措施，可以顯著降低CT更換工作的安全風(fēng)險(xiǎn)，有力保障了變電站內(nèi)一、二次設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。