电厂高备变零差保护误动作原因分析

【摘 要】变压器零差保护结构简单，动作灵敏，但一旦误动，不好查找故障原因。本文以某电厂高备变零差保护误动作原因查找过程为线索，分析了可能引起零差保护动作的各种因素。

【关键词】变压器;零差;接地

一、故障现象

2011年9月3日12时22分，某电厂网控室110KV母线BT乙线8838开关跳闸，同时接于该母线的高备变8847开关跳闸。BT甲乙线微机线路横差保护（PSL－626H）报：零差速动出口跳II，电流＝19.154A；BT甲线微机线路保护（PSL－621C）报：零序距离保护启动；BT乙线微机线路保护（PSL－621C）报：零序距离保护启动。高备变保护（阿继产常规电磁型保护），来110KV零序差动保护动作信号掉牌。

该电厂BT线是双回路线路，装设有甲乙线横差保护，其零差速断定值3A，零差低电压闭锁值7V。根据故障时刻保护装置和故障录波器记录的波形分析，BT乙线C相接地，其横差保护正确动作。在故障点排除后，BT乙线恢复送电。

对高备变进行一次绝缘电阻测试，结果为三相对地电阻1500MΩ，合格。高备变为Y0//型接线，其110KV的Y0侧装设了零差保护，由高压侧三相电流互感器构成零序电流滤过器和中性线的零序电流互感器组成。根据故障录波器记录的波形，BT乙线接地时有穿越性电流流过高备变，此区外故障电流使高备变零序差动保护误动作跳闸。

二、高备变零差保护原理简介

零差保护是高备变110KV大电流接地系统侧内部接地故障的主保护，它不受变压器励磁涌流及带负荷调压的影响，构成简单，灵敏度高。高备变二次接线如图1所示。

LJ继电器为Dl－21C型电流继电器，当高备变内部发生接地故障时，流经LJ的电流为I＝3I0H+3I0N；当高备变外部发生接地故障时，流经LJ的电流理想情况下为0A。

三、故障的检查过程及原因分析

半个月前，高备变刚完成保护全检，还更换了高备变开关场就地端子箱及其到本体电流互感器的连接电缆。在改造前，也有线路接地时的穿越性电流流经高备变，且幅值较此次动作值大，但未引起零差保护动作。

该厂故障调查小组对引发误动的可能原因进行了归纳：

1、误整定：没有按照定值单整定，或者没有核对LJ线圈的串并联方式。零差整定值为4A，复试LJ继电器动作值3.98A，返回值3.44A，返回系数0.86，线圈联接方式串联。

2、接线错误：更换就地端子箱至本体电流互感器电缆时发生校线错误和端子箱接线错误。拆下电流互感器和就地端子箱内接线逐根校验，核对线号，并与更换前电流互感器和端子箱端子排记录进行核对无误后回装。

3、极性错误：高压侧三相电流互感器和中性线电流互感器存在极性接反错误。高备变全检送电后，对差动和零差回路进行了测量，没有差流。因中性线电流互感器正常负荷时没有电流，只能保证零差回路部分极性正确。因此，高备变停电后，用“抵消电感作用测量法”[1][2]，将高备变Y0侧三相一次绕组短接，然后在短接点和中性线之间加入直流电压，测量各相及中性线电流互感器极性，各互感器为减极性标注。核对接线无误，在高备变就地端子箱摘掉至LJ继电器接线，接入毫伏表，用同样的方法，测量没有电压；分别短接各相电流互感器二次出线，测量有相同方向的电压。注意试验过程中及时放电，以防感应电伤人。

4、二次绝缘不好：更换的新电缆和构成零序差动保护的各电流互感器存在绝缘问题，使零差回路存在多个接地点将某个电流旁路，形成差流。打开就地端子箱内各电流端子滑片，测量各回路对地电阻在50MΩ以上。

前四项重点检查是否由于全检和更换电缆导致零差回路出现差错，结果没有发现问题，依据测量的极性和接线绘制的零差回路也与图纸一致。以下将对接地情况进行检查：

5、电流互感器二次回路应只有一个接地点：打开接地点看高备变零差回路是否还有接地点。如图2所示，结果发现在就地端子箱有一个接地点①，高备变保护屏有一个接地点②。

6、接地是否良好：如果接地不良，会存在对地电压，使接地点电压升高。上述两个接地点，就地端子箱更换时，新箱体没有与高备变开关场接地网相连，接地点①与高备变冷却风机电源零线接到一起。保护屏的接地点②和网控室接地网相连。

电流互感器二次回路两点接地和一侧接地不良则是这次零差保护误动的原因。在实际运行中，电厂的接地网不是绝对的等电位面，这两点之间存在着电位差，一次的故障电流由这两个接地点①和②流经LJ继电器使保护动作，电流流通路径如图2中虚线所示。

另外CT饱和也会引起零差保护误动，由于不是新投产设备，没有检查该项。

四、采取的措施

该厂事故调查小组取消了接地点①，并恢复了高备变就地端子箱与其开关场接地网的连接。2012年3月该电厂110KV母线YY乙线8844开关A相接地，YY甲乙线微机线路横差保护（PSL－626H）报：零差速动出口跳II，电流＝45.694A。流经高备变电流远大于此次故障电流，高备变零差保护没有动作。

五、结束语

在电力系统中，继电保护对保障系统安全稳定运行非常重要，电力设备升级改造越来越多，因施工考虑不周造成的故障也呈上升趋势，象这种易被忽视且不易检查的隐患，一旦发生，处理过程复杂，处理时间长，严重影响了发电任务。因此，检修人员应注意加强理论知识的学习，熟悉各种保护的动作原理，充分认识电流互感器极性、接线及接地点的重要性，严格按设计图施工。班组建立台帐，写明电流互感器同名端的测试结果、接线方式，接地位置。在检修项目中，增加投运前要对电流互感器二次回路接地和绝缘情况进行检查的项目，避免事故发生。

参考文献

[1]王先臣等著.《变压器套管式电流互感器极性测量方法》《黑龙江电力》2001年6月第23卷第3期