CT 飽和引起保護誤動故障分析

宋憂樂

(云南電網有限責任公司電力科學研究院，昆明 650217)

0 前言

某電廠發(fā)生一起因CT 飽和導致主變壓器零差保護誤動事件，故障前電廠外送500 kV 線路運行，廠內500 kV 斷路器5311、5312、5313 合環(huán)運行，3 號、4 號主變壓器運行，4 號發(fā)電機通過4 號主變并網運行，有功130 MW，無功－70 MVar，機組運行正常。3 號發(fā)電機組在停機態(tài)，電廠主接線如圖1。

圖1 電氣主接線簡圖

1 故障情況

500 kV 線路發(fā)生C 相瞬時性接地故障，線路主一保護RCS931DMM 電流差動保護動作跳線路側500 kV 斷路器5313、5312 C 相，線路主二保護RCS902DFZ 光纖縱聯(lián)距離、光纖縱聯(lián)零序保護動作跳線路側500 kV 斷路器5313、5312 C 相。斷路器重合閘保護動作，合上500 kV 斷路器5313、5312 C 相，重合成功，400 V 廠用電系統(tǒng)備投裝置均動作正常，3 號機組自用電、4 號機組自用電、第一二三組公用、第一組照明及壩區(qū)用電由分段運行倒為聯(lián)絡運行，由外來電源10 kV Ⅴ、Ⅳ段供電運行正常。

2 故障原因分析

線路跳閘后，立即檢查500 kV 電纜及3、4號主變壓器一次設備狀況，未發(fā)現(xiàn)異常，同時查看了主變色譜在線監(jiān)測裝置，采樣顯示無異常。

根據主變保護事故波形報告，主變高壓側零序電流IB0 波形存在明顯畸變跡象，對3、4 號主變中性點零序CT 進行伏安特性試驗。試驗結果表明該零序CT 性能參數與設計要求不匹配。

2.1 零差保護極性分析

3 號主變A 套保護零序差動波形文件中主變高壓側一側零序電流(即主變高壓側自產零序電流)IH10=14.75 In，主變高壓側零序電流(即主變高壓側中性點電流)IB0=4.29 In，主變零序差流ID0=12.86 In。ID0 約等于IH10 與IB0 的差值(差值與ID0 不完全相等的原因是保護裝置計算和錄波采樣時間不同和零序CT 飽和導致裝置計算采樣與錄波采樣IB0 值存在偏差)，區(qū)外故障零序差流為兩側零序電流值差，滿足保護裝置技術說明書CT 零度接線的要求。此外機組投產試驗中通過主變高壓側單相接地試驗，已驗證了主變零差保護極性正確性。

2.2 中性點零序CT 波形畸變

3 號主變當時空載狀態(tài)，基本沒有負荷電流，故障波形顯示的高壓側電流值可視為零序分量。通過計算，主變高壓側自產零序電流跟線路故障波形分析的流經主變高壓側零序電流基本吻合。

經過對3、4 號主變檢查及試驗結果表明3、4 號主變壓器無接地短路，由線路流經主變高壓側的零序電流應該完全經過主變高壓側中性點流入大地，3 號主變A 套保護零序差動波形圖顯示，主變高壓側零序電流遠小于上述分析的15 A，主變高壓側零序電流IB0 波形存在明顯畸變，判斷故障發(fā)生時主變高壓側中性點零序CT 存在飽和。

綜上所述，經對故障報告及波形圖進行分析，認為此次主變零序差動保護在線路發(fā)生單相瞬時接地時誤動，主要原因為廠家提供的主變中性點零序CT 的參數不符合設計要求(設計要求采用準確級5P20 級，容量20 VA)，線路發(fā)生單相接地時流經中性點零序CT 的故障電流使CT 嚴重飽和，電流波形發(fā)生畸變，導致零差保護出現(xiàn)差流誤動。

3 解決措施及方法

1)對1－4 號主變中性點零序CT 選型進行復核并進行更換，新選用的主變中性點CT 型號為LZZB7－35，準確等級為5P20/5P20，二次額定容量為10 VA，變比為400/1 A，該中性點零序電流互感器已經校驗及現(xiàn)場交接試驗合格。

2)對全廠保護用電流互感器進行排查，檢驗全廠CT 伏安特性是否滿足要求。對更換后的1－4 號主變零序電流互感器送我院進行校驗，并與出廠試驗數據進行比對。

3)主變中性點零序電流互感器更換后需要對保護定值重新計算。

新選用的主變中性點CT 滿足規(guī)程要求，經過校驗及現(xiàn)場交接試驗合格。2012 年至今，線路發(fā)生瞬時性接地3 次，線路保護及斷路器重合閘保護均動作成功，未再發(fā)生因CT 飽和導致保護誤動事故。

4 結束語

綜上所述，現(xiàn)場試驗存在少檢漏項，未按繼電保護對電流互感器的勵磁特性有要求時應進行勵磁特性曲線試驗的規(guī)定，使用了技術指標不滿足設計要求的設備。在今后變電站的定檢及基建工作中也因對此類問題進行認真檢查及分析，防范類似問題的再次發(fā)生。

［1］Q/CSG 110033－2012.南方電網大型發(fā)電機及發(fā)變組保護技術規(guī)范.

［2］GB/T 14285－2006，繼電保護和安全自動裝置技術規(guī)程.［3］Q/HNMG－GGQ1610－2013 發(fā)電機變壓器保護運行規(guī)程.

［4］電力系統(tǒng)繼電保護實用技術問答.國家電力調度通訊中心.中國電力電力出版社.

［5］保護用互感器應用指南.中國電力出版社.