一起電流互感器二次回路開路事故的分析與啟示

王先敏

(韶關(guān)市大江南輸變電工程有限公司，廣東 韶關(guān) 512026)

一起電流互感器二次回路開路事故的分析與啟示

王先敏

(韶關(guān)市大江南輸變電工程有限公司，廣東 韶關(guān) 512026)

通過對一起極為隱蔽的電流互感器二次回路開路事故的原因進(jìn)行分析，提出在變電站安裝調(diào)試中如何進(jìn)一步防范電流互感器二次回路開路事故。

電流互感器；開路；原因；措施

0 引言

眾所周知，在電力行業(yè)中電流互感器二次回路開路是一大忌。因?yàn)檫\(yùn)行中的電流互感器二次連接的回路阻抗非常小，基本上處于短路狀態(tài)，電流互感器的鐵芯磁密很低，如果二次側(cè)回路開路則二次電流為0，去磁作用消失，一次電流將全部用來勵磁，使鐵芯嚴(yán)重飽和，將造成二次側(cè)感應(yīng)出過電壓，其峰值可達(dá)幾千伏，直接威脅人身安全、儀表/保護(hù)裝置運(yùn)行，造成二次絕緣擊穿，并使電流互感器磁路過飽和，鐵芯發(fā)熱，燒壞電流互感器。因此，安裝調(diào)試人員對電流二次回路檢查也極為重視。然而，在電網(wǎng)運(yùn)行中仍時有電流互感器二次回路開路的事故發(fā)生。

本文通過對一起極為隱蔽的電流互感器二次回路開路事故的原因進(jìn)行分析，提出在變電站安裝調(diào)試中如何進(jìn)一步防范電流互感器二次回路開路事故。

1 事故經(jīng)過

某變電站監(jiān)控人員巡查時發(fā)現(xiàn)一110 kV線路CT三相不平衡，立即到高壓GIS室檢查，發(fā)現(xiàn)線路匯控柜內(nèi)出現(xiàn)火花，并伴隨有焦味氣體產(chǎn)生。在線路停電后打開匯控柜，發(fā)現(xiàn)CT本體到匯控柜電流回路電纜芯燒焦(其中17號備用芯與8號備用芯最嚴(yán)重)，CT本體端子箱內(nèi)有放電痕跡(8號備用芯壓接在接線盒蓋處最嚴(yán)重)，如圖1所示。

圖1 CT二次回路事故現(xiàn)場

2 原因分析

仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)發(fā)生故障的是該線路B相CT備用回路(V452、V451)的電纜線芯。查看該回路設(shè)計圖紙得知，該備用CT回路采用CT全抽頭接線，并在匯控柜端子排內(nèi)將V452(5S3)、V451(5S1)短接，形成完整的二次電流回路。

而現(xiàn)場CT本體的接線為：V452(5S3)接14號芯、V451(5S2)接4號芯、V451(5S1)接17號芯，9號芯為備用芯，8號芯在安裝的時候壓在了外殼上且膠皮已破損。GIS匯控柜的接線：V452接14號芯、V451接4號芯、V451接9號芯，17號芯為備用芯且與其他備用線芯扎在一起。B相CT備用451組現(xiàn)場接線回路如圖2所示。

圖2 B相CT備用451組現(xiàn)場接線回路示意圖

經(jīng)現(xiàn)場分析得出，B相CT備用451組回路開路為本次造成電流二次回路電纜燒焦事故的直接原因。

但本次CT二次回路開路明顯，為何電纜9號芯無明顯放電痕跡？為何在設(shè)備驗(yàn)收及變電站啟動時均無出現(xiàn)開路現(xiàn)象？帶著疑問核查該站驗(yàn)收調(diào)試報告與啟動測試報告記錄并詢問相關(guān)人員，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)測試方法均符合規(guī)程，各項(xiàng)數(shù)據(jù)均符合要求。因此，可斷定設(shè)備投運(yùn)時該CT二次回路正常，未出現(xiàn)開路現(xiàn)象。

再次仔細(xì)檢查現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)故障匯控柜內(nèi)扎成一束的備用電纜芯頭無絕緣套保護(hù)，其中17號備用芯長度預(yù)留最長，可以觸及匯控箱頂外殼。根據(jù)現(xiàn)場箱頂外殼有放電痕跡可以分析得出，當(dāng)時B相CT接線柱5S1經(jīng)過17號備用芯裸露銅芯接觸箱頂外殼造成直接接地，而5S3經(jīng)14號芯接至47號端子排再經(jīng)跳線至52號端子排直接接地，從而形成5S1、5S3短接的二次電流回路。現(xiàn)場接線等效二次圖如圖3所示。

圖3 B相CT備用451組等效二次回路圖

因啟動測試時二次電流較小(報告顯示一次升流時二次電流為0.1 A，測試負(fù)荷方向時二次電流為0.05 A)，一方面沒有造成較大開路電壓，另一方面也有可能儀器量程小，存在測試誤差，所以當(dāng)時未能檢測出該回路開路。該站在投運(yùn)初期也基本為空載狀態(tài)，所以故障一直沒有被發(fā)現(xiàn)。當(dāng)變電設(shè)備運(yùn)行一段時間后，因負(fù)荷上升，造成二次電流較大，17號備用芯與匯控柜外殼間因接觸不良產(chǎn)生較大開路電壓，造成電纜芯對外殼及最近的8號備用芯(另一側(cè)外殼接地)進(jìn)行放電，導(dǎo)致事故現(xiàn)場匯控柜17號、8號芯燒焦最嚴(yán)重，CT本體8號芯也有對外殼放電痕跡。

3 暴露問題

本次CT二次回路故障有很多原因，從表面上看，調(diào)試人員、驗(yàn)收人員均按規(guī)程將所有試驗(yàn)都完成，而缺陷卻在設(shè)備運(yùn)行后還隱藏了較長一段時間。由此可見，工程施工調(diào)試期間存在以下問題：(1) 二次配線質(zhì)量不過關(guān)，接錯電纜芯，備用芯處理不合理。(2) 該110 kV線路的CT變比為800∶1，而當(dāng)時升流試驗(yàn)所加一次電流僅為80 A，二次電流過小，一方面會使電流鉗表所測得的數(shù)值誤差偏大；另一方面，回路的開路電壓很小，很難暴露出來，當(dāng)電流加大時，開路電壓升高就有可能導(dǎo)致一次電流升不上去或開路處閃火花現(xiàn)象發(fā)生。(3) 對于備用CT回路，過于依賴升流測試結(jié)果，沒有通過多種檢測手段來確保電流回路的正確性，如在匯控柜用萬用表歐姆檔測量電流回路等。

4 防范措施

為避免因運(yùn)行電流互感器二次回路開路對人身及設(shè)備造成損害，施工、調(diào)試人員應(yīng)在以下方面加以防范：(1) 施工人員施工前認(rèn)真分析圖紙，識別二次接線原理圖、接線圖、廠家配線圖是否正確。(2) 二次回路每根電纜的電氣編號，每根電纜接線的回路編號都是唯一的，接線時需保證電纜兩頭電氣編號、回路編號均一致，保證每根電纜接線都符合圖紙要求，并在備用電纜芯加絕緣套保護(hù)。(3) 加強(qiáng)調(diào)試人員技術(shù)培訓(xùn)工作，認(rèn)真仔細(xì)按檢驗(yàn)規(guī)程做好每一項(xiàng)試驗(yàn)和檢查，不放過調(diào)試過程中任何一個疑問。(4) 對于CT重要回路，應(yīng)在調(diào)試過程中應(yīng)用多種檢測手段來確保電流回路的正確性，確保投運(yùn)后不開路運(yùn)行，設(shè)備啟動時必須測試備用組CT負(fù)荷六角圖。(5) 一次升流試驗(yàn)時，確保二次電流至少有0.1 A，以保證測量的精確性以及能檢測出回路是否存在問題。

2014-06-11

王先敏(1981—)，男，江西崇義人，電氣工程師，研究方向：輸變電工程安裝調(diào)試。