互感器二次回路中两点接地事故的分析与预防引言当前电力运行系统.PDF

互感器二次回路中两点接地事故的分析与预防 引言 当前电力运行系统中，继电保护借助电流/电压互感器能显示系统中电力设备所有电流、电 压信息，准确提供电力设备在运行中的二次测量值，是确保系统安稳运行的首道防线。目前 电力运行系统对继电保护多采用微机保护，计算能力强，可用软件对各种复杂保护进行分析。 研究继电保护下电压互感器中二次断线的检测方法，对二次单相及多相断线中可能出现的保 护误动给予闭锁，避免因为误动导致系统故障，影响电力系统运行。本文主要对电压互感器 二次回路中两点接地事故对继电保护影响、原因及防范措施进行详细阐述。 1 两点接地下的误动事故 TA、TV二次回路多分布在室外，连接设备多，分布范围广，在运行过程中因为运行时间长 出现绝缘老化，或在一些人为因素下会出现两点接地。 TA、TV二次回路一旦出现了两点 接地，保护装置保护动作不正 ，会引起大面积停电，威胁电网运行安全。下面对TA、TV 二次回路中两点接地事故进行详细分析。 1.1TA二次回路 2011年9月18 日，山西西山热电站220kV变电站中220kV母线旁路的201线路内1条线 路在断路器运行状态下，1条110kV 出线W 出现了接地性故障。这条线路所属断路器对接 地故障正确判断，保护性跳闸。与此同时，201断路器对此故障误跳闸，201线路两侧W相 断路器出现跳闸，实现重合。 对故障进行检查中发现，此变电站电缆都是年初进行更新的，但对室外一次设备区的端子箱 进行拆除检查时发现，线路中仍存在其它接地点。而此次故障的主要原因为：201断路器发 出的保护电流通过回路在2号主变压器电缆头位置嵌入到了N相线心，并因此导致201线 路中的保护电流回路在室外端子箱处出现了两点接地，而接地点分别位于微机保护下的零序 绕组两侧。具体如图 1所示，图 1中，U、V、W、N分别为201断路器下的并联线路，G 点为线路中两点接地点。 Ik为保护回路电流，A。当系统出现接地故障时，故障一次电流 会在2个接地点位置之间出现电位差，此电位差会在保护零序绕组内演变成附加电流，使采 样电流出现异常，角度出现反相，使零序电流方向保护进入到动作区域，断路器在保护动作 下出现保护性跳闸。 图1TA二次回路的两点接地故障示意图 1.2TV二次回路 2012年2月12 日，山西西山热电站110kV变电站(长荣热电站)在扩容增容后，使用前进行 检查的过程中发现，当用110kV进行模拟进线时，151线路出口处会发生W相金属性接地 短路，而保护装置在启动后没有发生保护动作。经过采样分析，W相电压不是0V，且三相 电压幅值及相位同正常状态比较均出现了偏移。对电压回路进行绝缘检查过程中发现，控制 室内接地点在打开后，还存在有其它接地点。经过检查，110kV线路内4-9TV端子箱中二 次绕组，其二次回路经ZnO 的避雷器接地点已被击穿，从而导致TV二次回路中出现了两 点接地，具体如图2所示，图2 中，U、V、W、L分别为201断路器下的并联线路，N为 保护电流回路，G点为线路中两点接地点。当电力系统一次系统出现两点接地故障之后，在 接地两点位置会形成相应电位差，从而导致保护装置对回路电压值不能正确测量，电压波形 出现畸变，方向元件不能进行正确保护动作，最终导致了保护性拒动出现。 图2TV二次回路的两点接地故障示意图ZnO 2 两点接地下的误动事故分析 2.1TA二次回路 TA二次回路中出现两点接地会出现电流分流，如果2个接地点分别位于继电保护装置中电 流绕组两侧，那么接地点同地会构成1个并联性回路，继而电流绕组出现短路，能通过保护 装置绕组的电流会大大减少。同时当出现两点接地故障时，2个接地点位置的电位差会在二 次绕组之上产生额外电流，系统保护装置内的流入电流同电流互感器二次所感应的电流间存 在极大差异，致使保护装置出现保护性误动。 要避免TA二次回路中出现两点接地故障，TA二次回路应只存在1个接地点。共用的TA二 次回路应安装在距离保护柜屏100mm2 内的接地铜排之上，在保护柜屏中1点接地。其它 独立的二次回路应将接地点设置在配电装置的端子处。备用TA二次回路绕组需从根部引入 到端子箱，在端子箱100mm2 内的接地铜排处进行可靠接地。 2.2TV二次回路 对于电压互感器来讲，互感器有2个任务：a) 需要将高电压按照比例转换为低电压，以达 到测量仪表的测量需求;b) 要将电力系统中高电位、低电位2个电位下的测量仪表同继电保 护分开，确保运行人员及设备安全。 如果TV二次回路中没有接