摘要：由于500kV变电站采用3/2接线方式，每个出线或元件从两个断路器之间馈出，其保护采集两个断路器的电流互感器的二次“和电流”，而在这种“和电流”回路上，出现多点接地现象使二次电流分流，进而导致正常运行的保护装置误动的风险较高。本文对500kV变电站3/2接线方式的“和电流”回路进行分析，并对该电流回路上可能导致保护装置误动的情况开展深入研究。
关键词：3/2接线方式、二次电流回路、和电流、保护误动
0.引言
在电力系统中，二次电流是继电保护装置用于判断其保护范围内是否存在故障所采集的电气量之一。准确采集二次电流是继电保护装置正确动作于故障的重要前提。而500kV变电站的3/2接线方式决定了二次“和电流”回路的复杂性，但也增加了在电流回路上出现分流或者多点接地的风险，在近几年的电网运行中，曾出现多次因“和电流”回路上的误碰、误短等而导致正常运行的保护装置误动的案例。本文将从500kV变电站的3/2接线方式切入，剖析“和电流”回路及其风险点，结合事故案例分析，指出避免“和电流”回路问题导致保护误动的措施，为变电站日常运维工作提出有利建议。
1.“和电流”回路
“和电流”回路是相对于常见的110kV、220kV线路或主变的CT回路与保护装置配置而言的，在单母分段接线、双母线接线、双母线带旁路接线等接线方式中，保护装置的二次电流均只是采自该间隔断路器的电流互感器，即一组二次电流回路进入保护装置。而在500kV变电站中，接线形式为3/2接线方式，即2条母线之间3个断路器串联，形成一串，也称为完整串[1]。在完整串中从相邻的2个开关之间引出元件，即3个开关供两个元件，中开关作为共用。每套出线元件保护均采用两台电流互感器的二次和电流。而在中开关检修的时候，该串出线元件可不停电，但由于存在共用中开关电流互感器的二次“和电流”回路，因此在运行间隔保护二次电流回路上出问题而导致误动的风险较高。
根据500kV变电站二次接线标准[2]，在500kV变电站3/2接线方式中，如图1所示，元件A从50X1断路器与50X2断路器之间馈出，那么该元件A的保护装置需要采集50X1断路器与50X2断路器电流互感器的二次“和电流”，反映从两个断路器向元件A馈出的潮流，即进入元件A保护的二次电流矢量和[3]。
图1. 500kV变电站“和电流”回路示意图
“和电流”回路依据二次电流实现“和”的位置可以分为两种形式，第一种为两组CT的电流回路分别引至端子排，然后在端子排处通过短接实现“和电流”后，再进入保护装置，这种形式常见于500kV线路保护；第二种是两组电流回路引至端子排后直接单独进入保护装置，在保护装置内实现“和”的功能，500kV主变保护常用这种形式。而不同的“和”电流形式决定了该回路的一点接地点的位置，这个接地点又将对电流回路的风险产生着不同的影响。
2.事故案例分析
2.1相关反事故措施
依据电力系统继电保护反事故措施的要求[4]，电流互感器的二次回路有且只能有一个接地点，而独立的、与其他互感器二次回路没有电的联系的电流互感器二次回路，宜在开关场实现一点接地，这种接地形式对应于上述的第二种“和电流”形式，即电流回路分别单独进入保护装置。此外，反事故措施规定由几组电流互感器组合的电流回路，如各种多断路器主接线的保护电流回路，其接地点宜选在控制室，即上述在端子排处短接实现“和电流”的形式中的二次电流回路，其接地点应该选在控制室内的保护装置端子排处。而这种接地点选在控制室的二次电流回路的风险更高，往往是导致事故案例的源头。
2.2案例分析
根据2016年中国南方电网电力调度控制中心下发的关于近期保护不正确动作事件的通报与分析，2016年前半年发生的不正确动作事件中有30%是电流回路问题造成的，且均是500kV保护设备；此外，据统计，2015年以来，在电流回路上导致误动的事故案例呈反弹趋势，尤其在和电流回路上作业时，因误碰和误接线导致保护误动的事件占比最多。剖析该类事故案例的风险与原因、提出防范措施与指导建议，显得很有必要。
2011年5月某日，某500kV站的500kV第八串设备的5083断路器检修，5081、5082断路器及其两个出线元件正常运行，此时从5082与5083断路器之间馈出的正常运行的出线保护只采集5082断路器电流互感器的二次电流，如图2所示。继保人员在进行5083断路器的汇控柜执行CT隔离安全措施时，由于方法错误，先将5083开关二次电流B相与N相短接，造成5082断路器CT正常进入保护的二次电流在“和电流”处进行分流，导致保护装置出现差流，进而误动作。本次事故案例的直接原因是执行了错误的CT隔离措施，即先执行了短接端子的措施。而且正是在这种接地点选在控制室的二次电流回路上发生的案例，继保人员在执行二次安全措施前并没有清楚意识到该“和电流”回路的风险点，对检修断路器仍与运行间隔在二次回路上有关联的这种情况认识严重不到位，才会糊涂地误短电流端子，而正确的将CT隔离的安全措施应该是在5083断路器汇控柜处先断开电流端子连片，然后在靠近CT绕组侧进行短接端子隔离电流回路，注意如果在靠近保护侧短接的话，同样出现事故案例中的二次电流分流情况。
图2. 案例分析一
2016年4月某日，某500kV变电站的500kV第五串设备的5051、5052断路器检修,5053断路器及其所带出线元件正常运行。检修人员对5052开关CT开展维护工作，在CT接线盒进行防潮封堵和电缆保护钢管上端开防潮孔的工作。过程中，扳手误触碰到CT二次接线柱，造成“和电流”回路中的C相二次回路接地，如图3所示，此时该电流回路出现两个接地点，通过大地为回路，导致正常进入保护装置的5053断路器CT的C相二次电流分流，保护出现差流而误动作。该事故案例是检修人员误碰检修断路器CT的二次电流回路而导致误动的，反映了可能在“和电流”回路上导致误动事件的个体不仅限于继保专业，同样在检修断路器工作时也会忽略了对运行保护装置二次回路风险的认识，下文将指出在“和电流”回路的风险点及其控制措施。
图3. 案例分析二
3.风险点分析与控制
3.1风险点分析
500kV变电站3/2接线方式决定了二次“和电流”回路的存在。电流互感器的二次回路有且只有一个接地点，当出现多点接地时，由于存在电压差、大地回路等原因，将导致正常电流分流。在3/2接线方式中，一个开关检修，另一个开关正常运行而带着正常运行的馈线元件，它们的“和电流”回路中，检修断路器的二次电流回路仍与运行馈线的正常二次电流回路有关联，而此检修断路器二次电流回路的作业风险很高，如果不执行正确完备的二次安全措施隔离此电流回路，在检修断路器工作时容易由于误碰、误短等而影响到正常运行的电流回路，进而使保护装置误动。
3.2控制措施
一、明确认清检修设备与运行回路的联系，由于3/2接线中“和电流”回路的存在，一个开关检修时，并不意味着其CT二次回路也是检修状态，而它可能与运行设备的二次电流回路有关联；
二、从事变电行业的每一个工种的人员都需要清楚了解二次电流回路，不单单是继保人员，运行、检修人员也要清楚二次回路的风险点，尤其是3/2接线形式的二次电流回路。运行人员只有熟悉、了解二次电流回路，才能正确、全面地做好交底工作，而检修人员必须保证检修工作不会影响二次电流回路的正常运行。
三、在需要隔离检修断路器的二次电流回路时，务必正确执行二次安全措施，可靠短接隔离检修CT回路[5]。继保人员必须谨慎考虑和电流，结合图纸认真分析安全措施实施后电流存不存在分流的情况，再制定安全措施并实施。
参考文献：
[1] 国家电力调度通信中心,《国家电网公司继电保护培训教材（下册）》,[M],中国电力出版社,2009年4月；
[2]中国南方电网有限责任公司，《南方电网500kV变电站二次接线标准》；
[3] 王勇，《3/2接线方式继电保护的特殊问题》，中国电机工程学会第六届青年学术会议论文集，2000年10月；
[4]中国南方电网有限责任公司，《南方电网电力系统继电保护反事故措施汇编》（2014版4.2.5）;
[5]莫锦均，《500kV变电站扩建改造二次回路变更分析》，电力安全技术，2012年第12期第14卷。
作者简介
陈嘉俊（1991），男，助理工程师，工学学士，从事继保自动化工作。
论文作者:陈嘉俊
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/13
标签：回路论文; 电流论文; 断路器论文; 接线论文; 变电站论文; 保护装置论文; 风险论文; 《电力设备》2017年第24期论文;