一起整流變保護裝置電流采樣 異常告警的故障分析

榮 軍

（中國南方電網(wǎng)超高壓輸電公司柳州局，廣西 柳州 545006）

1 現(xiàn)場異常情況概述

本次保護試驗的兩臺整流變作為成套直流融冰裝置的直接電源，分別為直流融冰裝置Y 橋和D 橋供能，整流變采用的是35kV 三相兩繞組變壓器，高壓側接至35kV 母線取能，經(jīng)傳變后低壓側輸出11.3kV 電壓為整流閥組供能，整流變保護采用的是融冰變壓器成套保護裝置RCS-977[1]，保護裝置的電流回路高壓側電流取自35kV 高壓側開關CT 繞組，低壓側電流取自整流變低壓側套管CT 繞組。在進行采樣檢驗時，用保護測試儀完成對#1 整流變保護高壓側三相電流采樣校驗后，換接測試線準備進行低壓側三相電流采樣校驗時，在只換接了A 相電流測試線時，保護裝置告警燈亮，報差流異常告警。出現(xiàn)告警后工作人員立即引起注意，并停止工作，檢查發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場測試接線示意圖如圖1所示。

圖1 現(xiàn)場校驗測試接線示意

此時測試儀處于停止無加量狀態(tài)，無模擬量輸出，測試儀A 相測試線接于保護裝置低壓側A 相輸入端子，B、C、N 相測試線仍接于高壓側B、C、N相輸入端子，保護裝置高、低壓側對外電流端子連接片未撥開，裝置電流回路未與現(xiàn)場接來CT 電流回路隔離，查看保護裝置采樣顯示低壓側Ia有0.37Ie電流（檢查發(fā)現(xiàn)裝置差流告警定值0.2Ie）。

2 原因查找分析

針對上述情況，對引起裝置異?？赡艿脑蜻M行了分析、驗證。

分析一：測試儀內部存在短路接地或空載狀態(tài)下測試儀對保護裝置輸出電流，導致保護出現(xiàn)差流，采樣異常裝置告警。對此現(xiàn)場工作人員用萬用表及兆歐表進行試驗儀電源接地端、外殼與試驗儀輸出的電流、電壓N 相絕緣測量，絕緣良好，排除了測試儀通過內部接地產(chǎn)生電流的可能，同時又進行了測試裝置空載狀態(tài)下的驗證，保持測試儀在空載狀態(tài)，測量發(fā)現(xiàn)測試儀輸出電壓N 相對地有0.96V 的電壓，用試驗線與地進行短接，不會產(chǎn)生電流，排除了測試儀在空載狀態(tài)下對保護電流回路提供電流的可能。

分析二：接入保護裝置的高、低壓CT 二次繞組電流回路接地點不滿足CT 反事故措施中關于差動保護中的CT 回路必須在保護裝置處一點接地的要求，分別在CT 端子箱就地接地，兩CT 回路的接地點通過測試線形成回路，引起電流回路存在兩點接地，因變電站內的感應電壓存在，電流回路長電纜導致電流回路兩接地點間存在電壓差，從而產(chǎn)生電流引起裝置告警?，F(xiàn)場進行了接線情況模擬，并分析接線實際情況，因測試儀A 相測試線接于保護裝置低壓側A 相輸入端子，B、C、N 相測試線（接于高壓側B、C、N 相輸入端子，且由于整流變保護裝置電流輸入回路端子連接片未斷開，與現(xiàn)場接來的電流回路未隔離，因此造成保護裝置所取的高、低壓側兩CT 繞組二次回路現(xiàn)場端子箱接地點通過測試線形成回路，最后因感應電壓的存在產(chǎn)生電流，導致裝置采樣異常告警；檢查發(fā)現(xiàn)高壓側開關CT繞組二次回路在現(xiàn)場接地，低壓側套管CT 二次繞組在現(xiàn)場整流變本體端子箱處接地，且兩接地點存在一定距離（約25m）。進一步檢查發(fā)現(xiàn)在撥開保護裝置低壓側外接有電流N 線的電流端子連接片，有效隔離低壓側N 線接線（接地點被隔離），其他接線不改變的情況下，裝置電流采樣變?yōu)榱?，異常告警消失；同樣撥開保護裝置高壓側外接有電流N 線的電流端子連接片，其他條件不變時，裝置電流采樣亦變?yōu)榱?，異常告警消失。進一步確認裝置在測試儀無輸出的狀態(tài)下出現(xiàn)采樣異常告警原因為高、低壓側電流回路兩接地點因測試線而形成回路，存在通常所說的電流回路兩點接地[2]，且因感應電壓的存在導致兩接地點地電位不同而產(chǎn)生電流輸入給保護裝置，從而導致裝置差流異常告警。

3 原因分析的進一步模擬驗證

原因確定后，為進一步確認并驗證異常分析情況，現(xiàn)場結合融冰小室錄波裝置接線情況，進行了錄波驗證?，F(xiàn)場融冰小室錄波裝置的電流采樣回路 接線情況與整流變保護接線情況基本一致，分別接入了兩臺整流變高、低壓側電流進行模擬量監(jiān)視，與每臺整流變保護PCS-977 接入的高、低壓側電流取自同一CT 的不同繞組，CT 回路接地情況一致,均在CT 端子箱接地。為進一步驗證整流變保護采樣異常為電流回路兩接地點且因感應電壓的存在而引起，工作人員采用對錄波裝置中的兩臺整流變低壓側電流回路（接地點分別在各自整流變本體端子箱處，相距20m 左右）進行錄波驗證分析，驗證接線如圖2所示。

圖2 故障錄波驗證接線示意圖

測試儀B、C、N 輸出測試線接于錄波裝置#2整流變低壓側CT 的B、C、N 相二次電流回路接入端子處，當A 相測試線接入錄波裝置#1 整流變低壓側A 相二次電流回路接入端子時，錄波裝置錄波起動，錄波報文波形分析顯示如圖3所示。

圖3 電流錄波波形

從波形可以看出#1 整流變低壓側A 相電流（有效值0.203A）與#2 整流變低壓側B、C 相電流（B、C 相電流同相位且有效值分別為0.066A、0.063A）同時產(chǎn)生，相位相差180°，且成3 倍關系（因#2整流變低壓側CT 回路接有B、C、N 3 根測試線，且CT 二次繞組呈高電阻[3]，故#1 整流變低壓側CT接地點電流經(jīng)A 相后，經(jīng)測試儀B、C、N 測試線分別向因#2 整流變低壓側CT 接地點，形成三線并聯(lián)分流，如圖2所示）。且從錄波裝置電流回路接線可知，由于錄波裝置未接入外接零序電流，N 相測試線所分電流未流入裝置直接流回接地點，故錄波裝置中#2 整流變低壓側N 相電流3I0-N 為零（實際N 相測試線所分電流約0.074A），從而進一步確認了采樣異常告警為兩CT 回路接地點與測試線形成回路，出現(xiàn)通常所說的電流回路兩點接地故障。

4 結論

通過對本次整流變保護采樣異常的原因查找和分析，最終找出異常原因，并針對異常原因，總結了CT 回路存在兩點接地的危害及防范措施。

危害：在電流二次回路中，如果恰在保護裝置采樣線圈的兩側都有接地點，一方面兩點接地點和地所構成的并聯(lián)回路，會短路電流線圈，使通過采樣裝置的電流大為減少。此外，在發(fā)生接地故障時，兩接地點間將因地網(wǎng)通過零序電流而產(chǎn)生地電位差，將在電流線圈中產(chǎn)生極大的額外電流。這兩種原因，將使裝置采樣的電流與電流互感器二次通入的故障電流有極大差異，會引起保護的不正確動作或計量的不準確。

防范措施：

1）嚴格執(zhí)行CT 回路相關反措要求，確保CT繞組二次回路有且僅有一個接地點。對于獨立的與其他互感器二次回路沒有電的聯(lián)系的電流互感器二次回路，宜在開關場實現(xiàn)一點接地。由幾組電流互感器組合的電流回路，應在第一級合電流處一點接地，尤其如存在兩組電流互感器合流的差動保護所接入的CT 繞組二次回路，務必在保護裝置合流處一點接地。備用電流互感器二次繞組，應在開關場短接并一點接地。

2）在調試過程中，調試人員在隔離措施的布置時必須檢查電流回路接地情況及接地點位置，特別在CT 一次不停電，只進行CT 回路中某一套裝置試驗時，務必將試驗電流回路與外部回路可靠安全隔離，確保電流二次回路有且必須只有一個接地點，避免在安全措施布置后N 相未有效隔離出現(xiàn)測試儀節(jié)點與CT 回路一點接地造成電流二次回路兩點接地情況，從而導致保護裝置誤動作。

[1] 南瑞繼保.PCS-977 系列融冰變壓器成套保護裝置技術和使用說明書[M].南京: 南瑞繼保電氣有限公司,2010.

[2] 喬飛.微機型主變差動保護調試中若干問題的探討[J].上海電力學院學報,2005,21(4): 316-320.

[3] 賀家李,宋從矩.電力系統(tǒng)繼電保護原理(增訂版) [M].北京: 中國電力出版社,2004.

[4] 李新,彭勇,王志新.交流電流回路兩點接地危害的分析及應對措施[J].電力系統(tǒng)保護與控制,2009,37(17): 125-127.