電流互感器飽和引起保護(hù)誤動(dòng)的分析及對(duì)策

隨著電力系統(tǒng)電網(wǎng)不斷升級(jí)改造，短路容量越來(lái)越大，電磁式電流互感器飽和日益突出，因互感器飽和造成保護(hù)誤動(dòng)的事故不斷發(fā)生。本文介紹了一起電流互感器飽和造成220kV變壓器保護(hù)誤動(dòng)的事故，詳細(xì)分析了事故發(fā)生的原因，并提出相應(yīng)的防范措施，以避免再次發(fā)生此類(lèi)事故，具有一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】電流互感器 飽和 防范措施

1 引言

電磁式電流互感器（CT）作為電力系統(tǒng)中比較重要的一次設(shè)備，它被廣泛應(yīng)用于繼電保護(hù)、電流測(cè)量和電力系統(tǒng)分析中。電力系統(tǒng)電網(wǎng)不斷升級(jí)改造，供電容量不斷增大，電流互感器的工作環(huán)境也越來(lái)越復(fù)雜。除了絕緣問(wèn)題及造價(jià)問(wèn)題以外，電流互感器飽和的問(wèn)題也日益凸顯。一旦電流互感器飽和，會(huì)極大的影響到繼電保護(hù)裝置的動(dòng)作正確性，造成保護(hù)誤動(dòng)或者拒動(dòng)。

近期某地區(qū)220kV變電站就發(fā)生一起110kV線路故障導(dǎo)致主變110kV側(cè)電流互感器飽和，繼而造成主變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的事故。

2 事故分析

2.1 故障概述

事故發(fā)生前，甲變電站#1、2#主變220kV側(cè)及110kV側(cè)均并列運(yùn)行。2017年06月19日14時(shí)19分34秒，110kVI母線所帶110kV甲15線路發(fā)生故障，甲15保護(hù)距離I段動(dòng)作作跳閘，1.5秒后甲15重合閘動(dòng)作合閘，0.1秒后距離加速動(dòng)作跳閘。2017年06月19日14時(shí)19分36秒，甲2#主變B套R(shí)CS-978保護(hù)差動(dòng)速斷保護(hù)動(dòng)作，跳開(kāi)甲2#主變?nèi)齻?cè)斷路器。

2.2 故障檢查

故障現(xiàn)場(chǎng)檢查：一次設(shè)備外觀無(wú)異常，甲#2主變瓦斯繼電器內(nèi)無(wú)氣體，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)甲#2主變進(jìn)行了油色譜、運(yùn)行檔位直流電阻、介質(zhì)損耗及電容量、繞組變形等試驗(yàn)，對(duì)甲#2主變中壓側(cè)甲20電流互感器進(jìn)行介質(zhì)損耗及電容量試驗(yàn)及伏安特性試驗(yàn)，均未發(fā)現(xiàn)異常；對(duì)甲15線路保護(hù)及甲#2主變差動(dòng)保護(hù)定值、二次回路進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。

輸電線路巡線：甲15線路3-4線下方通訊光纜被風(fēng)刮斷彈到甲15線路C相導(dǎo)線。

2.3 動(dòng)作行為分析

通過(guò)保護(hù)動(dòng)作信息及故障錄波圖對(duì)保護(hù)動(dòng)作行為進(jìn)行以下分析。從動(dòng)作時(shí)間上看，甲15開(kāi)關(guān)重合的同時(shí)，甲#2主變B套差動(dòng)速斷保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)主變?nèi)齻?cè)甲04、20、71開(kāi)關(guān)。現(xiàn)場(chǎng)障錄波圖上顯示：甲15線路第一次故障時(shí)，流過(guò)甲#2主變高中壓側(cè)的電流是平衡的，且為標(biāo)準(zhǔn)的正弦波。甲#2主變保護(hù)無(wú)差流，保護(hù)僅啟動(dòng)未動(dòng)作，可以證實(shí)CT測(cè)量回路及相關(guān)保護(hù)裝置邏輯均正確。而當(dāng)甲15開(kāi)關(guān)重合時(shí)，甲#2主變B套保護(hù)差動(dòng)速斷動(dòng)作，A套保護(hù)未動(dòng)作。由于甲#2主變A套保護(hù)中壓側(cè)用來(lái)自套管CT的電流，B套保護(hù)中壓側(cè)用來(lái)自中壓側(cè)開(kāi)關(guān)甲20的CT電流。現(xiàn)場(chǎng)錄波圖顯示：甲15重合后，流過(guò)#2主變中壓側(cè)的電流發(fā)生的畸變且包含很大的二、三次諧波；初步分析可能是甲15重合時(shí)，CT剩磁未完全釋放，導(dǎo)致甲20開(kāi)關(guān)CT暫態(tài)飽和，波形產(chǎn)生畸變，導(dǎo)致B套保護(hù)差流值達(dá)到差動(dòng)速斷定值（保護(hù)不經(jīng)過(guò)任何閉鎖條件動(dòng)作），保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)主變?nèi)齻?cè)開(kāi)關(guān)。而A套保護(hù)差流值僅達(dá)到比率差動(dòng)定值，因諧波制動(dòng)，保護(hù)僅啟動(dòng)未動(dòng)作。

事后南瑞繼保廠家技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)調(diào)取B套R(shí)CS-978保護(hù)裝置錄波文件，經(jīng)研發(fā)人員分析波形圖，得出甲20開(kāi)關(guān)CT二次波形明顯畸變，證實(shí)CT存在磁飽和現(xiàn)象，是保護(hù)動(dòng)作的主要原因。

3 防范措施

針對(duì)此次因110kV線路故障，引發(fā)主變中壓測(cè)開(kāi)關(guān)CT飽和，導(dǎo)致主變保護(hù)誤動(dòng)的事故，為避免再次發(fā)生類(lèi)似事故，需加強(qiáng)變電站開(kāi)關(guān)CT的選型及管理，采取相應(yīng)對(duì)策：

（1）設(shè)計(jì)單位在計(jì)算系統(tǒng)短路電流時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮電網(wǎng)的發(fā)展情況，根據(jù)短路電流選取CT時(shí)應(yīng)留有一定的裕度。

（2）在新投或改造電網(wǎng)時(shí)，應(yīng)對(duì)構(gòu)成差動(dòng)保護(hù)等快速保護(hù)的電流互感器選型引起足夠的重視，應(yīng)選擇暫態(tài)性能好、變比合理的電流互感器，并加強(qiáng)電流互感器抗飽和特性的測(cè)試校驗(yàn)。

（3）設(shè)備管理單位應(yīng)將強(qiáng)CT新投及檢修時(shí)的校檢工作，在校檢CT飽和電流倍數(shù)的同時(shí)，對(duì)CT二次負(fù)載阻抗進(jìn)行測(cè)試，在滿足要求的前提下，盡量降低CT二次負(fù)載，進(jìn)一步避免CT飽和現(xiàn)象的發(fā)生。

（4）正對(duì)系統(tǒng)用已投運(yùn)的CT，因電網(wǎng)的發(fā)展迅速，系統(tǒng)短路容量劇增導(dǎo)致CT不滿足要求的應(yīng)進(jìn)行及時(shí)的更換。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著電網(wǎng)建設(shè)和改造的不斷升級(jí)，供電可靠性也得到了極大的提高，但是隨之也帶來(lái)一些負(fù)面影響，如短路容量增大導(dǎo)致短路故障時(shí)電流互感器易飽和。本文介紹了一起因110kV線路故障導(dǎo)致主變差動(dòng)電流互感器飽和，繼而造成220kV變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的事故。針對(duì)此次事故，提出了相應(yīng)的防范措施，具有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

靳超（1986-），男，現(xiàn)為湖北襄陽(yáng)供電公司調(diào)控中心工程師，從事電網(wǎng)繼電保護(hù)管理工作。

作者單位

湖北襄陽(yáng)供電公司調(diào)控中心 湖北省襄陽(yáng)市 441000endprint