CT 飽和引起保護(hù)誤動(dòng)故障分析

宋憂樂

(云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院，昆明 650217)

0 前言

某電廠發(fā)生一起因CT 飽和導(dǎo)致主變壓器零差保護(hù)誤動(dòng)事件，故障前電廠外送500 kV 線路運(yùn)行，廠內(nèi)500 kV 斷路器5311、5312、5313 合環(huán)運(yùn)行，3 號(hào)、4 號(hào)主變壓器運(yùn)行，4 號(hào)發(fā)電機(jī)通過4 號(hào)主變并網(wǎng)運(yùn)行，有功130 MW，無功－70 MVar，機(jī)組運(yùn)行正常。3 號(hào)發(fā)電機(jī)組在停機(jī)態(tài)，電廠主接線如圖1。

圖1 電氣主接線簡(jiǎn)圖

1 故障情況

500 kV 線路發(fā)生C 相瞬時(shí)性接地故障，線路主一保護(hù)RCS931DMM 電流差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳線路側(cè)500 kV 斷路器5313、5312 C 相，線路主二保護(hù)RCS902DFZ 光纖縱聯(lián)距離、光纖縱聯(lián)零序保護(hù)動(dòng)作跳線路側(cè)500 kV 斷路器5313、5312 C 相。斷路器重合閘保護(hù)動(dòng)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(dòng)作正常，3 號(hào)機(jī)組自用電、4 號(hào)機(jī)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(yùn)行倒為聯(lián)絡(luò)運(yùn)行，由外來電源10 kV Ⅴ、Ⅳ段供電運(yùn)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(hào)主變壓器一次設(shè)備狀況，未發(fā)現(xiàn)異常，同時(shí)查看了主變色譜在線監(jiān)測(cè)裝置，采樣顯示無異常。

根據(jù)主變保護(hù)事故波形報(bào)告，主變高壓側(cè)零序電流IB0 波形存在明顯畸變跡象，對(duì)3、4 號(hào)主變中性點(diǎn)零序CT 進(jìn)行伏安特性試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明該零序CT 性能參數(shù)與設(shè)計(jì)要求不匹配。

2.1 零差保護(hù)極性分析

3 號(hào)主變A 套保護(hù)零序差動(dòng)波形文件中主變高壓側(cè)一側(cè)零序電流(即主變高壓側(cè)自產(chǎn)零序電流)IH10=14.75 In，主變高壓側(cè)零序電流(即主變高壓側(cè)中性點(diǎn)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(hù)裝置計(jì)算和錄波采樣時(shí)間不同和零序CT 飽和導(dǎo)致裝置計(jì)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(cè)零序電流值差，滿足保護(hù)裝置技術(shù)說明書CT 零度接線的要求。此外機(jī)組投產(chǎn)試驗(yàn)中通過主變高壓側(cè)單相接地試驗(yàn)，已驗(yàn)證了主變零差保護(hù)極性正確性。

2.2 中性點(diǎn)零序CT 波形畸變

3 號(hào)主變當(dāng)時(shí)空載狀態(tài)，基本沒有負(fù)荷電流，故障波形顯示的高壓側(cè)電流值可視為零序分量。通過計(jì)算，主變高壓側(cè)自產(chǎn)零序電流跟線路故障波形分析的流經(jīng)主變高壓側(cè)零序電流基本吻合。

經(jīng)過對(duì)3、4 號(hào)主變檢查及試驗(yàn)結(jié)果表明3、4 號(hào)主變壓器無接地短路，由線路流經(jīng)主變高壓側(cè)的零序電流應(yīng)該完全經(jīng)過主變高壓側(cè)中性點(diǎn)流入大地，3 號(hào)主變A 套保護(hù)零序差動(dòng)波形圖顯示，主變高壓側(cè)零序電流遠(yuǎn)小于上述分析的15 A，主變高壓側(cè)零序電流IB0 波形存在明顯畸變，判斷故障發(fā)生時(shí)主變高壓側(cè)中性點(diǎn)零序CT 存在飽和。

綜上所述，經(jīng)對(duì)故障報(bào)告及波形圖進(jìn)行分析，認(rèn)為此次主變零序差動(dòng)保護(hù)在線路發(fā)生單相瞬時(shí)接地時(shí)誤動(dòng)，主要原因?yàn)閺S家提供的主變中性點(diǎn)零序CT 的參數(shù)不符合設(shè)計(jì)要求(設(shè)計(jì)要求采用準(zhǔn)確級(jí)5P20 級(jí)，容量20 VA)，線路發(fā)生單相接地時(shí)流經(jīng)中性點(diǎn)零序CT 的故障電流使CT 嚴(yán)重飽和，電流波形發(fā)生畸變，導(dǎo)致零差保護(hù)出現(xiàn)差流誤動(dòng)。

3 解決措施及方法

1)對(duì)1－4 號(hào)主變中性點(diǎn)零序CT 選型進(jìn)行復(fù)核并進(jìn)行更換，新選用的主變中性點(diǎn)CT 型號(hào)為L(zhǎng)ZZB7－35，準(zhǔn)確等級(jí)為5P20/5P20，二次額定容量為10 VA，變比為400/1 A，該中性點(diǎn)零序電流互感器已經(jīng)校驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)交接試驗(yàn)合格。

2)對(duì)全廠保護(hù)用電流互感器進(jìn)行排查，檢驗(yàn)全廠CT 伏安特性是否滿足要求。對(duì)更換后的1－4 號(hào)主變零序電流互感器送我院進(jìn)行校驗(yàn)，并與出廠試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。

3)主變中性點(diǎn)零序電流互感器更換后需要對(duì)保護(hù)定值重新計(jì)算。

新選用的主變中性點(diǎn)CT 滿足規(guī)程要求，經(jīng)過校驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)交接試驗(yàn)合格。2012 年至今，線路發(fā)生瞬時(shí)性接地3 次，線路保護(hù)及斷路器重合閘保護(hù)均動(dòng)作成功，未再發(fā)生因CT 飽和導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)事故。

4 結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)存在少檢漏項(xiàng)，未按繼電保護(hù)對(duì)電流互感器的勵(lì)磁特性有要求時(shí)應(yīng)進(jìn)行勵(lì)磁特性曲線試驗(yàn)的規(guī)定，使用了技術(shù)指標(biāo)不滿足設(shè)計(jì)要求的設(shè)備。在今后變電站的定檢及基建工作中也因?qū)Υ祟悊栴}進(jìn)行認(rèn)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(wǎng)大型發(fā)電機(jī)及發(fā)變組保護(hù)技術(shù)規(guī)范.

［2］GB/T 14285－2006，繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程.［3］Q/HNMG－GGQ1610－2013 發(fā)電機(jī)變壓器保護(hù)運(yùn)行規(guī)程.

［4］電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問答.國(guó)家電力調(diào)度通訊中心.中國(guó)電力電力出版社.

［5］保護(hù)用互感器應(yīng)用指南.中國(guó)電力出版社.