一起因CT飽和引起的保護(hù)異常動(dòng)作分析及風(fēng)險(xiǎn)防范措施

王勛江 郝越 王其林 馮宗建

（深圳供電局有限公司， 廣東深圳 ?518000）

摘要 隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，系統(tǒng)的容量越來(lái)越大，輸電電壓升高，使得系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)變大，從而故障的暫態(tài)特性時(shí)間延長(zhǎng)，而主保護(hù)對(duì)時(shí)間的要求越來(lái)越快，主保護(hù)的動(dòng)作行為是在暫態(tài)過(guò)程中完成，因此對(duì)CT的暫態(tài)特性要求越來(lái)越高。本文分析了一起因CT飽和引起的保護(hù)異常動(dòng)作事件，并根據(jù)分析過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，提出了更換CT、更換保護(hù)、兩組相同組別CT串聯(lián)使用等改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：CT飽和;線路差動(dòng)保護(hù);母差保護(hù)

1 ?110kV花廈線故障跳閘事件分析

1.1事件經(jīng)過(guò)

2016年11月20日09點(diǎn)32分41秒，110kV花廈線發(fā)生C相接地故障，110kV崗廈側(cè)110kV花廈線零序過(guò)流I段、電流差動(dòng)、距離I段、零序過(guò)流II段，距離II段動(dòng)作跳開花廈線開關(guān)。

1.2保護(hù)動(dòng)作情況分析

1.2.1花廈線動(dòng)作情況分析

110kV花廈線發(fā)生故障后，110kV崗廈站側(cè)保護(hù)測(cè)得C相故障電流為48.48A，保護(hù)動(dòng)作跳開110kV花廈線開關(guān)，一次動(dòng)作電流為7.2kA（二次折算，變比750/5），流過(guò)220kV中航站#3主變變中中性點(diǎn)一次故障電流為12.1kA（20.24A*600）。

結(jié)合110kV崗廈站110kV花廈線保護(hù)錄波圖可以發(fā)現(xiàn)，故障發(fā)生時(shí)C相電流波形嚴(yán)重失真，從開始采樣大概5個(gè)點(diǎn)（每個(gè)周波24個(gè)點(diǎn)，線性傳變區(qū)約4.1ms）之后出現(xiàn)非線性傳變，且過(guò)零點(diǎn)提前，可判斷為CT飽和典型特征。根據(jù)南瑞繼保廠家答復(fù)，RCS-943保護(hù)裝置小CT在二次電流小于100A時(shí)（按一次電流折算，本次二次故障電流約81A），裝置小CT可正常傳變，可確定是110kV花廈線CT飽和。

1.2.2崗廈站110kV母線差流電流分析

正常運(yùn)行時(shí)#2主變變高一次負(fù)荷電流大約為60A，相對(duì)于故障電流可忽略不計(jì)。此處分析110kV崗廈站110kV 2M母線差動(dòng)電流可只考慮110kV面廈II線及110kV花廈線故障電流作為分支電流。

母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作條件為：

即Id>KId

公式中K值為比例系數(shù)。

圖表2中，Id與Ir為110kV花廈線Ic與110kV面廈II線Ic作為分支計(jì)算出的2M差流與制動(dòng)電流。為方便觀察，取K1為比例系數(shù)K減去0.5后的值。

從圖表2中可以看出，故障期間制動(dòng)系數(shù)K值大于0.5（南瑞繼保母差保護(hù)小差低值0.5，大差低值0.3）共出現(xiàn)三次，其中持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)一次為8ms（圖中光標(biāo)之間時(shí)差），差流能滿足差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作條件，且持續(xù)時(shí)間在差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作范圍附近。

雖然差流滿足條件，但母線差動(dòng)保護(hù)配置有同步識(shí)別法（長(zhǎng)源深瑞）、自適應(yīng)阻抗加權(quán)抗TA飽和法（南瑞繼保）等抗TA飽和方法，在暫態(tài)條件下，區(qū)外故障時(shí)，只要CT傳變存在3ms（本次故障約4.1ms）以上的線性傳變區(qū)，差動(dòng)保護(hù)即能夠可靠不動(dòng)作。值得注意的是，以上抗CT飽和方法閉鎖母差保護(hù)周期為每個(gè)半周波，當(dāng)故障由區(qū)外轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)時(shí)，母差保護(hù)能可靠動(dòng)作。

1.2.3區(qū)外故障時(shí)110kV花廈線保護(hù)誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)分析

110kV花廈線兩側(cè)開關(guān)均在合位運(yùn)行時(shí)，若發(fā)生110kV花廈線區(qū)外故障，110kV花廈線將流過(guò)穿越電流，110kV崗廈站側(cè)CT飽和，則110kV花廈線兩側(cè)將感受到較大差動(dòng)電流。以本次故障穿越電流計(jì)算，二次差流有效值約能達(dá)到33A（實(shí)際二次電流81A減去飽和后崗廈側(cè)花廈線保護(hù)感受到二次電流48A），此時(shí)兩側(cè)穿越電流類似于本次故障中110kV崗廈站110kV花廈線與110kV面廈II線（蓮花山側(cè)花廈線）電流，此時(shí)制動(dòng)系數(shù)大于0.75持續(xù)時(shí)間大約為6ms，在此延時(shí)下，工頻變化量差動(dòng)元件可能動(dòng)作。

2結(jié)論

1.區(qū)外故障時(shí)，在本次故障情況下，110kV崗廈站母差保護(hù)無(wú)誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)（110kV崗廈站將加裝母差保護(hù)）;

2.區(qū)外故障時(shí)，在本次故障情況下，110kV面廈II線差動(dòng)保護(hù)無(wú)誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn) ;

3.110kV花廈線CT存在保和現(xiàn)象，若運(yùn)行方式為花廈線兩側(cè)合位，此時(shí)發(fā)生區(qū)外故障且故障電流過(guò)大時(shí)，則110kV花廈線有誤動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。

3防范措施

1.110kV崗廈站GIS保護(hù)用CT最大變比為750/5。CT變比過(guò)小，建議酌情更換全站CT。

2.對(duì)于負(fù)荷密集、供電可性要求較高的地區(qū)，可優(yōu)先考慮將RCS系列保護(hù)逐步更換為PCS系列保護(hù)。

3.現(xiàn)場(chǎng)檢查尚有保護(hù)用CT備用組別，可將該備用組別與現(xiàn)有組別串聯(lián)使用，將CT拐點(diǎn)電動(dòng)勢(shì)增加一倍，提高CT抗飽和能力。

4結(jié)語(yǔ)

CT暫態(tài)特性問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注和重視，除本文中提及的通過(guò)合理的選擇一次CT、選擇具備抗飽和邏輯的保護(hù)、將兩組相同的CT繞組串聯(lián)使用外，現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，還可根據(jù)實(shí)際情況，以減小二次負(fù)載、選用TP級(jí)暫態(tài)特性更優(yōu)的互感器等手段來(lái)解決CT飽和問(wèn)題。 如何更好地消除CT飽和帶來(lái)的系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)，是需要我們根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際、科學(xué)調(diào)研去持續(xù)改進(jìn)的一個(gè)重要課題。

參考文獻(xiàn)

[1]電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化廠站端調(diào)試檢修 國(guó)家電網(wǎng)公司人力資源部組編 中國(guó)電力出版社. 2010.12

作者簡(jiǎn)介：

王勛江，男，1988年出生，雙學(xué)位學(xué)士，工程師，南方電網(wǎng)技能專家。

郝越，男，1987年出生，雙學(xué)位學(xué)士，工程師，深圳供電局巡維中心安全監(jiān)督員。

王其林，男，1978年出生，碩士研究生，高級(jí)工程師，南方電網(wǎng)特級(jí)技能專家。

馮宗建，男，1985年出生，高級(jí)工程師，南方電網(wǎng)技能專家。