一起TA兩點接地引起的發(fā)變組保護誤跳閘分析

李博，孟慶黨，趙鳴，馬佳，孫效云

（華能巢湖發(fā)電有限責任公司，安徽巢湖238015）

一起TA兩點接地引起的發(fā)變組保護誤跳閘分析

李博，孟慶黨，趙鳴，馬佳，孫效云

（華能巢湖發(fā)電有限責任公司，安徽巢湖238015）

繼電保護中電流回路兩點接地是造成保護不正確動作的隱患。通過對一起繼電保護誤動事件，采取波形分析、相量分析、定量計算、回路試驗的分析方法，證實TA兩點接地是造成保護裝置不正確動作的原因，并結(jié)合現(xiàn)場實際提出相應的解決措施。

TA兩點接地；波形分析；地電位差；誤動

0 引言

《繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，電流互感器的二次回路必須有且只能有一點接地［1］。以某廠發(fā)生的一起TA兩點接地故障為例說明由于不同接地點之間存在電位差，地網(wǎng)電位差竄入電流回路產(chǎn)生附加電流，造成保護裝置誤動作。

1 事故概況

某電廠2號機組額定容量660 MW，采用發(fā)電機—變壓器單元接線，發(fā)變組保護采用雙重配置，保護型號為RCS－985A。發(fā)變組保護A柜發(fā)變組比率差動、主變比率差動保護動作，主變高壓側(cè)開關(guān)跳閘，汽機跳閘，鍋爐MFT，其電氣接線如圖1所示。

對保護范圍內(nèi)的一次設備進行外觀檢查，無短路放電痕跡，系統(tǒng)無任何操作。

故障前后機組及線路故障錄波器中各電流、電壓都無異常變化，且發(fā)變組保護B柜也無任何保護啟動及報警，可以判定跳閘不是由于一次系統(tǒng)故障造成。

圖1 電氣接線圖

對發(fā)變組保護A柜進行測試，采樣及動作情況都正確無誤，可以排除保護裝置本身誤動可能性。

由于造成比率差動動作的C相電流幾乎沒有非周分量、幅值較大、波形平滑、無毛刺，可以排除回路受電磁干擾的可能性［2－3］。

對發(fā)變組A柜各側(cè)電流回路進行絕緣測試，發(fā)現(xiàn)主變高壓側(cè)電流絕緣為零，分相分段測試，升壓站電流互感器本體C相絕緣為零，進一步排查，本體接線盒處電纜破損，刀傷明顯。綜合以上判斷為電流二次回路故障造成保護裝置誤動。

2 事故原因分析

2.1 波形分析

如表1及圖2示，主變高壓側(cè)A相、B相電流無變化，C相電流增大，主變低壓側(cè)及廠變高壓側(cè)各相均無變化；如表2及圖3示，主變高壓側(cè)A相校正電流無變化，B相、C相校正電流故障后都增大且兩者幅值不等，主變低壓側(cè)及廠變高壓側(cè)各相校正電流無變化；如圖4示，主變A相無差流，B相、C相均有差流且C相差流較大。

表1 主變電流A

表2 主變差流及校正后電流

圖2 主變高壓側(cè)電流

圖3 主變高壓側(cè)校正電流

圖4 主變差動電流

2.2 相量分析

發(fā)變組保護RCS－985A內(nèi)部軟件采用星角變換，即高壓側(cè)星型電流校正后和低壓側(cè)及廠變高壓側(cè)電流進行計算得到差動和制動電流。主變高壓側(cè)A相、B相電流無變化，由保護內(nèi)部的校正方法知高壓側(cè)A相校正電流也應無變化，這點從表2及圖3可以證實。地電位差作用在C相產(chǎn)生的附加電流和C相本身的負荷電流不同相位且使C相電流增大，故校正后的B相、C相電流也增大，兩者相位接近為150°，從表2及圖3也可以證實。綜合以上，主變高壓側(cè)各相電流及校正后各相電流相量應如圖5所示。圖中：IA為主變高壓側(cè)A相電流；IB為主變高壓側(cè)B相電流；IC為附加電流與負荷電流疊加之后的主變高壓側(cè)C相電流；

IA′為主變高壓側(cè)A相校正電流，；IB′為主變高壓側(cè)B相校正電流，；IC′為主變高壓側(cè)C相校正電流，。

圖5 主變高壓側(cè)及校正后各相電流相量圖

2.3 定量計算

由于引起差動保護動作的是C相，忽略C相附加電流與負荷電流相位差的影響，分析如下，主變高壓側(cè)校正電流為1.02Ie；主變低壓側(cè)校正電流為0.63Ie，廠變高壓側(cè)校正電流為0.03Ie，那么C相制動量為

該制動量下C相需要差動電流量為

式中：Id為差動電流；Kb1為比率差動制動系數(shù)；Ir為制動電流；Icdqd為差動電流啟動定值；Kbl1為起始比率差動斜率定值；Kbl2為最大比率差動斜率定值；n為最大斜率時制動電流倍數(shù)，固定取6。取Kbl2=0.7；Kbl1=0.1；Icdqd=0.3。式（1）可簡化為

將Ir＝0.84代入，即當Id＞0.42時差動保護動作，保護裝置實際差流為0.43Ie，滿足動作條件，故主變比率差動保護動作，發(fā)變組比率差動與此類似。

2.4 C相電流增大原因

升壓站主變高壓側(cè)C相電流互感器本體出線電纜絕緣層破損，電纜銅芯接地，由于保護室和升壓站地網(wǎng)電位不同，在C相產(chǎn)生了附加電流，造成C相電流增大，地電位差對TA回路的的影響如圖6所示。

圖6 地電位差對TA回路的影響

3 現(xiàn)場試驗及改進措施

現(xiàn)場試驗是事故驗證的關(guān)鍵，在停機狀態(tài)，TA回路除在保護柜可靠接地外，在升壓站電流互感器C相另外模擬一處接地點，發(fā)變組保護屏上顯示A相差流為0.01Ie、B相差流為0.07Ie、C相差流為0.08Ie；將升壓站等電位網(wǎng)通過一根120 mm2的銅纜與主地網(wǎng)可靠連接后，模擬同樣的條件，發(fā)變組保護屏上顯示A相差流為0.02Ie、B相差流為0.00Ie、C相差流為0.01Ie，以上的試驗可以驗證地網(wǎng)連接不充分時，地電位差會產(chǎn)生額外的差動電流，甚至造成保護誤動作。

結(jié)合現(xiàn)場實際，提出以下解決措施：將發(fā)變組保護裝置中控制字“TA斷線閉鎖差動保護”投入，在繼保運行規(guī)程中沒有明確規(guī)定，TA斷線后保護應動作，可以將該控制字投入，以免電流二次回路故障跳機事故發(fā)生；運行中可以在電流回路接地線上測量電流判斷回路情況，正常應為20～40 mA，如果地線的電流大于100 mA，應重點檢查；升壓站等電位網(wǎng)通過一根120 mm2的銅纜與主地網(wǎng)可靠連接，降低升壓站地網(wǎng)與保護室地網(wǎng)電位差；重視二次回路的絕緣監(jiān)測工作，利用停機機會，尤其在空氣濕度比較大的天氣對保護裝置及二次回路進行絕緣測試，以便發(fā)現(xiàn)潛在隱患；提高二次回路施工工藝，避免出現(xiàn)割傷電纜的情況。

4 結(jié)語

分析說明TA兩點接地是造成保護誤動的原因，從現(xiàn)場情況來看，TA本體接線盒空間狹小，電流回路又采用硬線，在施工中易造成損傷，在設備選型、施工工藝上有待改進，在保護整定、等電位地網(wǎng)敷設、絕緣監(jiān)督等方面避免保護誤動。

［1］GB 14285—2006繼電保護和安全自動裝置技術(shù)規(guī)程［S］．

［2］馬偉明，張磊，孟進．獨立電力系統(tǒng)及其電力電子裝置的電磁兼容［M］．北京：科學出版社，2007.

［3］劉培國，侯冬云．電磁兼容基礎［M］．北京：電子工業(yè)出版社，2008.

圖2 曹集臺區(qū)低壓供電線路示意

2.1 計算結(jié)果

以3月供售電量數(shù)據(jù)進行計算，表計損失為160 kWh，導線損耗為3 038 kWh，理論線損率為14.01%。

2.2 投資和效益分析

方案1：理論線損率下降到8.42%。該方案優(yōu)點是投資少。

方案2：理論線損率下降到4.74%，較方案1有明顯降低。

方案3：理論線損率下降到3.51%。但該方案投資較大。

綜上分析，完成表箱相別的調(diào)整迫在眉睫，而更換導線則是投資大見效小的改造措施。最終確定采用變動變壓器位置和調(diào)整相別同時進行的方案2。改造后，5月曹集臺區(qū)實際完成線損率為5.86%，效益明顯。

3 結(jié)語

通過分析對比，編制并實施了配網(wǎng)技術(shù)降損的最佳改造方案，調(diào)整了部分變壓器的安裝位置，統(tǒng)一規(guī)劃了低壓線路，充分解決了低壓臺區(qū)的三相負荷分布不平衡的問題。實際運行結(jié)果表明，使用該方法后明顯降低了線損，改善了電網(wǎng)運行狀況，提高了用戶用電質(zhì)量和企業(yè)經(jīng)濟效益。為制定切實可行的線損考核指標以及建設及改造新農(nóng)網(wǎng)提供了強有力的理論和現(xiàn)實依據(jù)。

參考文獻

［1］袁慧梅，郭喜慶，于海波.中壓配電網(wǎng)線損計算新方法［J］.電力系統(tǒng)自動化，2002，26（11）：50－53.

［2］國家電網(wǎng)公司農(nóng)電工作部.縣供電企業(yè)線損管理規(guī)范管理輔導［M］.北京：中國電力出版社，2006.

［3］崔曉青.淺談10 kV線路線損實時分析［J］.山東電力技術(shù)，2009，36（6）：33－34.

［4］余衛(wèi)國，熊幼京，周新風.電力網(wǎng)技術(shù)線損分析及降損對策［J］.電網(wǎng)技術(shù)，2006，30（18）：54－57.

［5］DL／T 686—1999電力網(wǎng)電能損耗計算導則［S］.

［6］蔡樹錦.三相負荷不平衡對線損的影響［J］.農(nóng)村電氣化，2002（4）：23－24.

［7］劉祥文.負荷中心的確定方法［J］.南昌航空工業(yè)學院學報，1998（1）：63－68.

收稿日期：2015-01-15

作者簡介：

閆海慶（1977），男，工程師，從事輸配電技術(shù)相關(guān)工作；

劉曉紅（1978），女，從事繼電保護相關(guān)工作；

于森（1985），男，從事線損管理相關(guān)工作；

趙愛玲（1973），女，從事線損管理相關(guān)工作；

王洪星（1978），男，工程師，從事配電技術(shù)相關(guān)工作。

Analysis of a Generator Transformer Unit Protection Maloperation Caused by TA Two-point Grounding

LI Bo，MENG Qingdang，ZHAO Ming，MA Jia，SUN Xiaoyun
（Huanengchaohu Power Plant Co.Ltd，Chaohu 238015，China）

Two－point grounding of the current loop in relay protection causes incorrect actions.We confirm that TA two－point grounding is the cause of the incorrect action of protection device.The conclusion is reached by adopting the method of wave form analysis，vector analysis，quantitative calculation and circuit test.for a relay protection misoperation accident Also，corresponding measures combined with the actual situation are put forward.

TA two－point grounding；waveform analysis；earth potential difference；misoperation

TM774

B

1007－9904（2015）05－0074－04

2014－12－12

李博（1984），男，工程師，現(xiàn)從事電廠繼電保護工作。