摘要：三門核電一期工程的電氣部分由多家設計單位負責設計、施工，使得現(xiàn)場10kV干式變壓器低壓側(cè)的零序CT安裝位置出現(xiàn)差別，甚至錯誤。文章從工程現(xiàn)場的實際接線以及保護的配合及靈敏度核算進行分析，確定其對于保護的影響及糾正措施。

關(guān)鍵詞：零序CT；安裝位置；接地故障

中圖分類號：TM645 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）15-0066-02

三門核電一期工程的核島、常規(guī)島、BOP的10kV干式變壓器（以下簡稱“干變”）及低壓系統(tǒng)由不同的設計院進行設計，制造廠家以及建安單位也不相同，因此多種因素導致了干變低壓側(cè)的零序CT的實際安裝位置存在差異甚至錯誤。且在調(diào)試過程中常使用外部電源線穿過零序CT，來測試CT及保護動作特性，因此其安裝的實際位置在調(diào)試過程中往往容易被忽略，甚至部分錯誤的接線方式在投產(chǎn)后也未被及時發(fā)現(xiàn)，給設備的安全運行帶來了隱患。本文就工程實際中發(fā)現(xiàn)的幾種典型接線進行分析，并給出糾正方案。

1 典型接線工作原理

對于典型的接線如圖1所示，當下游負荷的相線碰外殼接地故障后，一部分電流隨著設備外殼接地線，然后經(jīng)過接地電網(wǎng)再從干變中性點返回系統(tǒng)，另一部分電流通過接至設備外殼的PE線返回系統(tǒng)。二者的電流分配取決于回路上的電阻，通常從接地網(wǎng)返回系統(tǒng)的電阻要大于經(jīng)過PE線返回系統(tǒng)的電阻。故障電流在返回電源的途中經(jīng)過裝在PE線上的零序CT，因而零序CT可以檢測到故障電流，通過接地保護繼電器跳開干變的高低壓側(cè)的開關(guān)，切除故障。

2 實踐偏差及糾正

2.1 將零序CT裝設在PEN線

由于干變低壓小室內(nèi)的低壓側(cè)分支母排由變壓器廠家負責設計，因此實際安裝后出現(xiàn)了圖2的接線方式。

對于圖2的接線，在下游負荷正常運行的情況下，N線的不平衡電流依然流過零序CT。因此在故障發(fā)生時，除了從PE線以及接地線返回的故障電流外，零序CT檢測到的電流還含有從N線返回的不平衡電流。由于N線的不平衡電流存在，對于保護的靈敏度、動作值都有影響。

以某臺容量為630kVA的干變?yōu)槔?，其最大不平衡電流按照額定電流的25%核算，IN=0.25×=227A，接地故障保護定值

為360A，延時0.4s。對于物理量上升起反應而動作的保護，其靈敏度系數(shù)為：

由于疊加了不平衡電流，使得保護的實際動作所對應的故障電流反而是減小了，因此即便在此種接線方式下，當保護定值大于最大不平衡電流時，保護依然可以可靠動作，且靈敏度得到了提高。

此外，對于干變投運后，如果干變低壓側(cè)與低壓側(cè)進線斷路器上口之間的母排發(fā)生相排對N排的短路，由于該故障電流不經(jīng)過低壓側(cè)進線斷路器，那么對于圖1的接線方式，則只能通過干變10kV側(cè)的保護動作跳開。而對于圖2的接線，該類型的故障電流將通過零序CT。10kV側(cè)過流一段保護電流為4.8In，過流一段動作時間0.02s，過流二段保護電流2.1In，過流二段動作時間0.48s，CT：200：1；由于10kV側(cè)為D接，零序電流由于同相位無法從電源流入至干變，所以干變低壓進線斷路器上口相對N短路的故障電流，在10kV側(cè)只能反映為正序和負序電流，依靠過流保護動作。若故障發(fā)展較為緩慢，則干變低壓側(cè)零序保護早于10kV側(cè)的過流二段動作，動作出口跳開高、低壓側(cè)的斷路器。

以秦山核電廠30萬千瓦機組為例，該廠的配電變壓器的中性點側(cè)的零序CT安裝方式即為圖2的接線方式，再參考國內(nèi)其他電站，該接線方式的運用也較為廣泛。

2.2 不能反映全部接地故障的接線與糾正

工程現(xiàn)場中除了常見的將零序CT安裝在變壓器小室里，還有在低壓開關(guān)柜內(nèi)安裝的零序CT，當干變的低壓母排與低壓柜的母排對接后，PE線安裝位置也有考究，在實際工程中出現(xiàn)了多臺如圖3的接線問題：

對于圖3的接線方式，當下游發(fā)生相線接地后，故障電流部分通過變壓器小室的PE線返回系統(tǒng)，而位于低壓進線柜的零序CT只能檢測到經(jīng)過PE排返回系統(tǒng)的部分故障電流以及正常負載時的不平衡電流，無法檢測從變壓器小室接地點直接返回系統(tǒng)的故障電流。該情況下使得零序保護實際動作值大于故障處的電流，甚至存在拒動的可能。例如2005年12月10日的遼陽石油化纖公司化工一廠的3T變壓器，發(fā)生了變壓器低壓側(cè)進線斷路器之前的單相接地，但零序CT不能反映故障電流，從而導致保護未正確動作，最終導致變壓器損壞，并返廠返修。同時，故障處的電弧放電也將變壓器低壓側(cè)進線斷路器損壞。

因此，在核對了已經(jīng)投產(chǎn)變壓器的接地保護定值高于最大不平衡負荷電流后，將變壓器停役，然后將變壓器小室的PE線拆除后，再將PE線接至低壓柜進線柜（圖4），該問題得到了解決。

此外，圖5的接線方式使得接地故障保護不能反映從PE母排返回的故障電流，因此需要將零序CT安裝在PE母排與N排之間（如圖1）。圖6不能反映從接地網(wǎng)通過變壓器小室PE線返回至系統(tǒng)的故障電流。因此可將接地點從PEN排拆除，參照圖1進行糾正。

3 結(jié)語

干變低壓側(cè)零序CT的實際安裝位置往往容易被忽略，然而它對于接地故障保護的實際功能有較大影響，在實際的工程應用中也發(fā)生過因為零序CT位置安裝錯誤導致的變壓器、斷路器損壞事故。其中對于安裝在PEN線上的零序CT，其靈敏度要比安裝在PE線上要高，且能能夠反映低壓側(cè)進線斷路器之前的相線對N線的故障。但是其他幾種典型錯誤，應避免。因此對于已經(jīng)投產(chǎn)的設備可以自查，更重要的是在設計、建安和調(diào)試階段可以借鑒。

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作者簡介：潘永成（1987—），男，江蘇灌云人，中核集團三門核電有限公司助理工程師，研究方向：發(fā)電廠電氣調(diào)試生產(chǎn)。