董萬光，時(shí)殿軍，劉福濤

(國(guó)網(wǎng)山東省電力公司聊城供電公司，山東 聊城 252000)

PT二次回路多點(diǎn)接地引起保護(hù)誤動(dòng)的原因分析

董萬光，時(shí)殿軍，劉福濤

(國(guó)網(wǎng)山東省電力公司聊城供電公司，山東 聊城 252000)

介紹了因PT(電壓互感器)二次回路故障引起的繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)或拒動(dòng)事件，分析了PT二次回路多點(diǎn)接地引發(fā)的繼電保護(hù)裝置誤跳閘事故原因，提出了相應(yīng)的防范措施，對(duì)保障電網(wǎng)及繼電保護(hù)裝置安全運(yùn)行具有一定的參考價(jià)值。

PT二次回路；保護(hù)誤動(dòng)；多點(diǎn)接地

PT(電壓互感器)二次電壓是反映電力設(shè)備運(yùn)行工況的最主要參數(shù)之一，也是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置及各種安全自動(dòng)裝置正常運(yùn)行的必備條件。準(zhǔn)確輸入電壓量是繼電保護(hù)裝置在電網(wǎng)異常時(shí)正確動(dòng)作的關(guān)鍵。然而，在電壓互感器運(yùn)行過程中PT二次回路異常，尤其是多點(diǎn)接地，可能會(huì)導(dǎo)致保護(hù)裝置的閉鎖、誤動(dòng)或拒動(dòng)，造成二次系統(tǒng)向一次系統(tǒng)反充電，嚴(yán)重危害電網(wǎng)的安全運(yùn)行和檢修人員的人身安全。

1 引起保護(hù)誤動(dòng)的原因

1.1 PT二次回路2點(diǎn)接地

某站220 kV線路采用雙重化保護(hù)配置，第1套裝置主保護(hù)為縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，第2套裝置主保護(hù)為縱聯(lián)距離保護(hù)。當(dāng)線路遠(yuǎn)端發(fā)生區(qū)內(nèi)單相接地故障時(shí)，第1套裝置縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)正確動(dòng)作，故障切除，第2套裝置縱聯(lián)距離保護(hù)、縱聯(lián)零序保護(hù)均未動(dòng)作。由該保護(hù)裝置的故障波形圖可知，零序電壓波形發(fā)生了畸變，三次諧波含量較大，約占75 %。保護(hù)裝置方向元件判斷發(fā)生區(qū)外故障，閉鎖保護(hù)。

現(xiàn)場(chǎng)檢查保護(hù)用PT回路接地點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)第2套保護(hù)PT二次回路存在2個(gè)接地點(diǎn)，分別為發(fā)電機(jī)電子間同期屏和網(wǎng)控室計(jì)量屏，由此可以判斷PT二次回路2點(diǎn)接地是引起保護(hù)拒動(dòng)的根本原因。

1.2 PT二次回路中性點(diǎn)多點(diǎn)接地

某站220 kV線路保護(hù)配置為：第1套主保護(hù)為縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)，第2套主保護(hù)為縱聯(lián)距離保護(hù)。線路發(fā)生區(qū)外故障時(shí)，線路第2套保護(hù)誤動(dòng)跳閘。

由該保護(hù)裝置故障波形圖可知，保護(hù)裝置采集到零序電壓發(fā)生畸變，三次諧波含量明顯。B相接地故障期間，B相電壓異常升高，遠(yuǎn)超額定值，自產(chǎn)零序電壓滯后零序電流約165°，保護(hù)方向元件處于正向動(dòng)作區(qū)，判為線路區(qū)內(nèi)故障，誤發(fā)跳閘令。

現(xiàn)場(chǎng)檢查PT二次回路接地點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)PT中性線電流為1.15 A，站內(nèi)PT二次回路中性線N存在多點(diǎn)接地。線路故障時(shí)，PT二次中性線的多個(gè)接地點(diǎn)間流經(jīng)故障電流，在接地點(diǎn)間的中性線上產(chǎn)生偏移電壓，該偏移電壓與B相電壓疊加后引起B(yǎng)相電壓異常升高，最終導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)。

2 保護(hù)誤動(dòng)原因分析

正常情況下，PT二次回路只允許1點(diǎn)接地?！秶?guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》及GB/T 14285—2006《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》中均已作出明確規(guī)定：PT二次回路只允許1點(diǎn)接地，接地點(diǎn)宜設(shè)在控制室內(nèi)；獨(dú)立的、與其他互感器無電聯(lián)系的PT，也可在開關(guān)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)1點(diǎn)接地；為保證接地可靠，各電壓互感器的中性線不得接有可能斷開的開關(guān)或熔斷器等。二次回路在控制室一點(diǎn)接地后，保護(hù)裝置采集到的電壓能夠正確反映線路二次電壓，如圖1所示。

圖1中Ua為保護(hù)裝置采到的電壓，為PT二次側(cè)電壓。PT二次中性線兩點(diǎn)接地后，近變電站處發(fā)生接地故障，一次電流通過PT二次回路分流，在PT兩接地點(diǎn)中產(chǎn)生壓降。該壓降與PT二次側(cè)電壓Ua'疊加，造成保護(hù)裝置處電壓中性點(diǎn)電位發(fā)生偏移，如圖2所示。

圖1 PT二次回路一點(diǎn)接示意

圖2 PT二次回路兩點(diǎn)接示意

正常情況下，當(dāng)保護(hù)裝置采集到的零序電壓3U0與零序電流3I0相角滿足-192°≤∠3U0-3I0≤-12°時(shí)，保護(hù)裝置判為正方向故障，向?qū)?cè)保護(hù)發(fā)出允許跳閘指令。當(dāng)PT中性線有2個(gè)接地點(diǎn)時(shí)，保護(hù)裝置采到的電壓Ua=Ua'+ΔU，其中：ΔU為PT兩點(diǎn)接地時(shí)(系統(tǒng)發(fā)生故障)二次回路中性線上產(chǎn)生的偏移電壓。這個(gè)偏移電壓將對(duì)保護(hù)裝置方向元件產(chǎn)生干擾，嚴(yán)重情況下將導(dǎo)致保護(hù)裝置不正確動(dòng)作。

總之，在變電站內(nèi)或出口發(fā)生接地故障時(shí)，PT二次各接地點(diǎn)會(huì)流過零序電流從而產(chǎn)生電位差，同相位的電位差疊加到相電壓上，會(huì)導(dǎo)致各相電壓產(chǎn)生幅值和相位變化，進(jìn)而引起阻抗元件和方向元件拒動(dòng)或誤動(dòng)。

3 判別多點(diǎn)接地的方法

PT二次回路多點(diǎn)接地試驗(yàn)接線如圖3所示。

PT二次回路多點(diǎn)接地的試驗(yàn)方法如下：

(1) 未打開N600前，在N600(A)與地(B)點(diǎn)可靠接入刀閘K，并處于合位；

(2) 未打開N600前，完成電路接線，確?；€電阻處于最小位置(0)處；

(3) 確認(rèn)接線準(zhǔn)確無誤后，解開N600接地點(diǎn)，打開刀閘K，慢慢增大電阻，觀察并記錄電壓表、電流表讀數(shù)，操作刀閘和滑線電阻時(shí)必須佩戴絕緣手套，并站在絕緣墊上。

各組中性點(diǎn)對(duì)地電流隨滑線電阻阻值的增大而減小，這說明對(duì)地回路中有附加電壓源的存在。試驗(yàn)時(shí)系統(tǒng)無故障，表明附加電壓源很小，電流雖有變化但不明顯。發(fā)生接地故障時(shí)，ΔU會(huì)增大，N600小母線上也不是等電位，各保護(hù)屏接在N600不同點(diǎn)，附加到各保護(hù)屏N線上的附加電勢(shì)不同，因而只有2回零序縱聯(lián)保護(hù)誤動(dòng)。

4 防范措施

一般情況下，導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置不正確動(dòng)作的根本原因是：接地故障造成PT接地點(diǎn)間產(chǎn)生偏移電壓，當(dāng)PT二次回路存在多個(gè)接地點(diǎn)時(shí)，保護(hù)方向元件極有可能誤判，導(dǎo)致保護(hù)裝置的閉鎖、誤動(dòng)或拒動(dòng)。DL400—1991《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)定》中規(guī)定：“PT二次側(cè)中性點(diǎn)或繞組引出端之一，應(yīng)接地”，“PT二次回路只允許有一處接地”。因此，為防止多點(diǎn)接地，PT二次回路應(yīng)嚴(yán)格按照反措及相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

(1) 加強(qiáng)對(duì)新建、改造工程的設(shè)計(jì)審核，認(rèn)真檢查PT二次回路的一點(diǎn)接地情況，確保設(shè)計(jì)圖紙與對(duì)應(yīng)二次回路接線一致。

(2) 提高施工質(zhì)量，強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)復(fù)查工作，避免改造、擴(kuò)建廠站的PT在投運(yùn)、驗(yàn)收期間因施工質(zhì)量等因素造成二次回路多點(diǎn)接地。

(3) 對(duì)老舊變電站開展全站PT二次回路接地方式檢查工作，確保其二次回路有且只有1點(diǎn)接地，避免出現(xiàn)多點(diǎn)接地。

(4) 定期對(duì)PT進(jìn)行N600接地線電流值測(cè)試、PT中性點(diǎn)電壓檢測(cè)等工作，確保PT二次回路有且只有1點(diǎn)接地。

(5) 對(duì)有中性點(diǎn)放電間隙的PT，可選用動(dòng)作或失效時(shí)有明顯標(biāo)志的避雷器，以便對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。定期檢查并加強(qiáng)巡視力度，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即處理。

(6) 加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行維護(hù)人員進(jìn)行PT二次回路接地知識(shí)的培訓(xùn)，結(jié)合實(shí)際案例，提高安全認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)防范意識(shí)。

5 結(jié)束語

PT二次回路對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起著重要作用，其發(fā)生接地故障時(shí)易被忽視且不易檢查，會(huì)帶來嚴(yán)重后果，故應(yīng)確保PT二次回路有且僅有1個(gè)可靠的接地點(diǎn)。在變電站基建、改造、運(yùn)行維護(hù)等各環(huán)節(jié)，應(yīng)采取相應(yīng)的防范措施，消除多點(diǎn)接地隱患，避免因二次回路多點(diǎn)接地問題引起繼電保護(hù)裝置發(fā)生事故，從而確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，提高供電系統(tǒng)的可靠性。

1 國(guó)家電力調(diào)度通信中心．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問答[M]．北京:中國(guó)電力出版社，2000．

2 國(guó)家電力調(diào)度通信中心．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)典型故障分析[M]．北京:中國(guó)電力出版社，2001．

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5 韓 瀟，張道乾．PT二次電壓回路薄弱環(huán)節(jié)及改進(jìn)措施[J]．電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009(5).

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2014-06-25。

董萬光(1983-)，男，工程師，主要從事電力設(shè)備高壓試驗(yàn)研究工作，email：mangniu521@163.com。

時(shí)殿軍(1972-)，男，高級(jí)技師，主要從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)系統(tǒng)研究工作。

劉福濤(1973-)，男，工程師，主要從事變電設(shè)備運(yùn)行維護(hù)與管理工作。