两点接地引起的差动误动

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1、两点接地引起的保护误动 摘要:文章通过介绍一起发变组短线差动的误动事故，从现象及理论进行了分析， 找出了引发这起事故的原因是电流回路两点接地。总结了经验教训，并提出了改 进措施。关键词: 两点接地 保护误动 原因与分析1 引言在电力系统中，二次回路对保障系统安全运行起到非常重要的作用。系统正 常运行情况下，为了保证人身和设备的安全，电力作业现场安全规程规定电 流互感器二次回路的一个电气连接必须有一个可靠的接地点。同时为了保证继电 保护和自动装置的正确工作，要求电流回路一点接地。但是，常常由于人为的接 线错误及电缆绝缘的老化等原因，造成一个电气连接的二次回路中出现多点接地 的情况多有发生。现结合

2、一起来宾电厂两点接地引发的保护误动事故，从理论及 现象进行分析，希望对由于该原因所引起的事故查找能起到借鉴作用。2 事件经过21 概况来宾电厂始建于1987年1月，现安装两台135MW机组，两台机组分别于1989 年 3 月和1990年 1 月相继投产发电。2台机组均采用发电机-变压器-线路组接 线方式接入来宾500kV变电所220kV配电装置。发变组保护采用国电南自的GZFB W371 型微机保护， 2001 年投入运行。22故障经过来宾电厂#2机#2主变运行中220kV出线短线差动保护动作，出口跳主变高 压侧开关、发电机出口开关、发电机灭磁开关、主励磁机灭磁开关、厂用系统 6kV电源进线开

3、关。备用电源进线开关自投成功。出现的保护信号有：“220kV 短线差动动作”、“发电机电超速低电流动作”、“灭磁联跳”、“主汽门关闭”、 “备自投合闸”等信号。23差动原理简单介绍差动保护是用某种通信通道将电气设备两端的保护装置纵向联接起来，并将 两端电气量比较来判断保护是否动作，其基础是基尔霍夫定律。根据该定律，线 路正常运行或区外故障时，IM+IN=O,继电器不动作，区内故障时，IM+INHO, 继电器动作于跳闸。差动保护其特点为在保护范围内部故障时，反映于故障点的 总电流而动作。3检查情况及分析：220kV短线差动动作后，该厂立即组织有关技术人员对主变220kV出线短线 差动保护范围内的

4、一次及二次设备进行了认真检查，发现一次设备无异常，动作 报告显示电流值已达保护定值，因此保护动作并出口跳开关及发信。经了解，在 电厂短引线差动保护动作的同时， 500kV 平来 II 线距来宾 500kV 变电站 22.55 公里处发生B相因雷击而产生瞬间接地故障。在未发现一、二次设备异常的情况 下，经中调同意,#2 机组重新投入运行,未再发生发变组短线差动保护动作。发 变组保护动作电流见表 1。表 1保护动作电流（单位： A）I1aI2aI1bI2bI1cI2c12.41-2.461.39-1.44-3.173.0021.41-1.514.10-4.10-2.612.4130.41-0.58

5、6.86-6.88-0.970.754-0.310.078.95-9.081.26-1.515-0.630.219.52-9.933.34-3.836-1.41-0.171.02-9.13-2.75-5.547-11.15-0.92-37.49-6.71-38.62-6.038-27.36-1.73-49.99-3.39-49.99-5.159-25.68-2.46-43.72-0.09-42.33-3.1910-12.86-2.88-21.382.31-19.23-0.6511-1.85-2.73-5.663.32-3.561.90123.24-2.091.752.662.463.75133

6、.80-1.194.680.533.104.41142.29-0.176.37-2.492.413.71150.480.707.98-5.512.611.8716-1.041.198.95-7.763.83-0.6517-12.061.14-6.81-8.61-2.05-3.1718-49.990.75-49.99-7.61-39.96-4.8519-49.99-0.07-49.99-5.24-49.99-5.2920-49.99-1.09-49.99-2.07-49.99-4.5121-31.39-1.95-30.191.09-23.72-2.6622-5.95-2.41-6.123.391

7、.95-0.09237.42-2.275.904.3213.472.462410.52-1.639.423.5814.674.2731理论分析：根据#2 机组重新投入运行后发变组短线差动不再动作的情况，可以判断在 短线差动保护范围内（差动保护两侧 CT 之间）没有短路现象。通过分析保护动 作电流，我们初步判断这是一起外部故障引起穿越性故障电流造成的差动保护误 动事故。而外部故障造成差动保护误动主要有以下几种原因：1）二次侧负载在流过短路电流下不能满足CT10%误差曲线的要求。如果不满足CT的10%误差曲线要求，由于CT的容量不足以提供二次负荷所 需的要求，当外部故障时，如短路电流过大将导致CT

8、饱和。由于正常时一次侧 的电流通过CT传变到二次是平衡的，当某个CT饱和时，其励磁阻抗变得很小， 一次侧的电流不能很好的传变到二次，二次电流发生畸变缺损造成二次的电流不 平衡，此时差动保护将出现较大的差流，差动保护判据将反映为内部故障，保护 可能误动。我们可以看保护动作电流（表1）,二次侧电流最大达49.99A，有可 能导致CT饱和。2）CT 不同型号引起的误差。如差动保护各侧 CT 采用型号不同，其结构形式、饱和特性、励磁电流（归 算到同侧）、传变特性等也就不同。因此正常运行情况下差动回路中产生的不平 衡电流较大，有可能影响差动保护的正确动作。3）CT 本身存在误差。差动保护两侧所用的电流互

9、感器即使是型号相同、变比相同，其特性和剩磁 也不能完全相同，因此，正常运行时总有不平衡电流流过差动继电器。铁芯饱和 程度对不平衡电流的影响十分明显，而且随着一次电流的增大而显著增大，因此 在外部故障时由于短路电流过大而使保护可能误动。4）CT 二次回路接线错误。根据差动保护原理，要使差动保护在正常运行或外部故障时不发生误动，就 要正确接入CT二次回路接线，使差动保护两侧CT的二次电流相位相差180C, 这样在保护区内动作时两侧 CT 的二次线电流相位相同，流入差动回路中的电流 为两侧电流之和，保护可靠动作，而在正常运行或外部故障时，差动回路流过的 电流接近为零，保护不动作。由于人为的原因，在C

10、T二次回路接线时发生错误, 造成差动保护两侧 CT 的极性接错，正常运行时流入差动回路中的电流为两侧电 流之和，但如果运行时一次侧负荷电流太小，二次侧差动电流（两侧电流和）未 到定值，正常运行时差动保护也不会动作，在外部接地故障时由于短路电流极大， 就会造成差动保护误动。 CT 二次回路接线错误还有可能是相序接错，如一侧 CT 接入保护装置的 A、C 相电流回路接反，另一侧电流回路接线正确的话，则正常 情况及保护区外故障的情况下，流过差动回路B相的电流为零，而流过差动回路 A、C相的电流却分别增大了 V3 倍,这样当保护区外发生短路故障时，CT将感 应出较大的短路电流，流过差动回路的电流也随之

11、增大，从而引起差动保护误动 作。值得注意的是，即使变比一样，如果电流互感器二次侧的测量级与保护级接 错，也可能引起保护误动，这是因为计量绕组铁芯设计时是保证在短路电流超过 额定电流的一定倍数时，要求铁芯饱和，限制二次电流增长，以保护仪表，而继 电保护绕组铁芯不饱和，二次电流随短路电流相应增大，以使继电保护准确动作， 因此，如果接错，在发生外部短路故障时可能导致由于CT饱和而保护装置动作 不正确，计量仪表则可能烧坏。5）差动保护二次电流回路有两点或多点接地方式。差动保护二次电流回路接地时，各侧CT的二次电流回路必须只能通过一点 接于地网。因为即使同一接地网络之间并非绝对等电位面，因而在不同点之间

12、有 会出现电位差。当发生短路故障时，有较大的接地电流注入地网时，各点间可能 会有较大的电位差差值。如果差动保护二次电流回路在地网的不同点同时接地， 在发生接地故障时，不同接地点之间的电位差将在电流线圈中产生极大的额外电 流，产生的电流将流入保护装置，影响差动保护装置动作的准确性甚至使之误动。 所以差动保护电流的二次回路应在保护屏经端子排一点接地。32现象分析：经检查发现，短线差动保护所用的CT 一侧位于电厂，另一侧位于500kV来 宾变电站，根据保护动作电流可画出差动保护两侧的电流波形图，见图 1、图2 波形图:图 1 I1 侧波形 （ 变电站侧 ）图 2 I2 侧波形 :（电厂侧）从故障波形

13、分析,12侧波形基本为正弦波，三相电流相序正确，初期B相电流偏大, 可判定系统B相有故障，这与平来II线B相接地故障相吻合（见图1）。而II 侧电流很大,三相电流为同相位（见图2）,此种情况在区内或区外故障时均不可 能发生,因此有可能是有电流串入该回路,由此推断差动保护二次回路上有两个 接地点。 这是因为在区外发生接地故障时，两接地点间将因地网通过短路电流 而产生电位差，此电位差将在电流线圈中产生极大的额外电流，叠加在I1侧使得 三相电流同相位, 由此引起保护的不正确动作.后经检查发现该短线差动保护用 的变电站侧CT与电厂侧CT二次回路上各有一接地点.在经过对比I1侧及I2侧 CT 10%误差曲线和排除其他原因后，我们得出结论：本次差动误动的原因是 CT 二次回路两点接地。4结束语: 电流及电压互感器二次回路上只能有一点接地,其原因是为了人身和二次设备的安全,另外就是为了防止保护误动.因此在我们技术监督及保护定检工作中 要加强这方面的检查工作.