（广东电网有限责任公司东莞供电局 广东东莞 523120）
摘要：文中通过对变电站出现的一起10千伏母线失压事件调查分析，得出事件由保护装置中小型电流互感器的饱和现象引起的，针对该起事件本文提出了在新建和技改工程中保护装置交流插件参数选型依据，验证保护装置与一次系统接地方式相适应的重要性，为后续变电站设备装置验收提供一参考点。
关键词：电流互感器饱和；母线失压；波形间断
0 引言
历年来对一次电流电流互感器（CT）饱和对于继电保护装置的影响的论述非常多[1] [2] [3] [4]，近年随着电网短路水平的不断提升，对于CT饱和的重视程度也提高了，关于抗CT饱和的许多反措也不断开展。但是，对于保护装置电流插件中的小CT还没有足够重视，存在整改与反措上工作空白。
1 变电站10kV母线失压概况
2013年07月10日22时39分，110kV变电站内#2主变10kV侧502甲、502乙开关跳闸，#2站用接地变534开关跳闸，10kV隔科乙线522开关跳闸，造成该变电站10kV 2甲M与2乙M母线失压。失压前变电站的运行方式如下图1。
2 事件调查分析过程
对现场保护装置及后台信息进行收集分析。如表4监控后台信息表信息，在整个保护动作过程，10kV 2甲M、2乙M母间断出现2次接地告警信号，表明10kV系统有接地情况。在第二次接地告警信号出现1485毫秒后，#2站用接地变保护零序过流Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段相继动作，并跳开502甲、502乙、524开关；10kV 2甲M接地告警信号在502甲开关跳开后复归了。经过3105毫秒后，10kV隔科乙线保护比率差动保护动作跳开522开关，10kV 2乙M告警信号在522开关跳闸后复归。初步怀疑事件是由10kV隔科乙线接地故障引起。
从图2的报文看，故障时的零序电流二次值3I0=9.73A，折算一次值为291.9A。故障电流已超过了接地变零序过流Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段定值90A。#2站用接地变零序保护动作行为是：零序Ⅰ段跳500、550开关及闭锁500、550备自投，零序Ⅱ段跳#2主变变低（502甲、502乙开关），零序Ⅲ段跳#3站用接地变变高524开关，保护动作行为正确。
从图3的报文可知，随着故障发展，10kV隔科乙线B相差流超过门槛值480A动作，二次动作电流Idb=3.76A，折算一次值为902.4A，差动保护动作行为正确。
在图4的故障录波器数据中可以看出：线路故障从初始发生的B相接地最终发展为AB相间故障。隔科乙线522开关CT三相自产的零序电流有1.265*1200/5=303.6A，与故障时流过#2站用接地变的零序CT一次电流291.9A基本相符，电流二次值为303.6/（100/5）=15.18A，远远大于3A的整定值，零序保护应该动作。但是，从图5隔科乙线保护装置的录波显示零序电流3I0l的有效值仅为1.5A，可判断装置采样得到的电缆出线电流较实际值小
3 现场试验检查
1)对522开关和524开关机构特性进行试验，开关动作特性正常，试验合格。
2)对站内除524和522开关保护的其他保护装置进行检查，确认无异常启动、告警及动作信息。
3)核对#2站用接地变524开关保护装置定值正确（定值单编号13-0430-02）。对524开关CT及零序CT进行核查，确认变比正确。
4)核对10kV隔科乙线522开关保护装置定值正确（定值单编号12-0761-02）。
5)对522开关进行零序CT升流，试验结果确认开关零序CT变比正确。
6）检查隔科乙线电缆屏蔽接地线，其安装方式符合南网要求。
7）对隔科乙线保护装置进行逻辑校验检查，确认比率差动及小电流零序电流保护逻辑及定值正确。
8)检查小电流零序保护的现场接线方向正确。
9)检查现场电流端子接线，发现零序电流接入了装置的小电流零序通道，即图7中的“不接地系统”。而实际上，变电站10kV系统经小电阻接地，应接入“接地系统”，但对应通道装置背板设计图纸和现场均无配线，可见装置存在接线错误的缺陷。
10)查阅ISA-353G的说明书可知：交流零序电流3I0（不接地系统电容电流）额定电气参数仅为0.3A，接地系统的为1A，当装置“不接地系统”零序通道小CT当电流值超过3安培就会饱和。
对装置进行加流试验，当试验仪向装置“不接地系统”零序通道通入6A电流，显示4.22A；通入10A，显示3.60A；通入15A，显示仅3.19A。可见，电流超过6安培时保护装置内部的电流互感器开始饱和。而故障时通入电流约为15.18A，远远大于3A，导致装置小CT严重饱和，装置采集电流仅为1.5A，低于3A的动作值，故零序保护未动作。
11）由于零序保护投入了方向元件，零序电流互感器安装后需做极性试验，而系统正常情况无零序电压，3U0与3U0’等电位，无法带电检查区分3U0与3U0’，因而必须认真检查二次接线，如现场不具备条件进行人工单相接地试验，存在方向元件拒动的风险。
而现场变电站内由于电厂侧中性点不接地，当10kV馈线发生接地时，零序电流不会流过电厂线，不存在线路零序保护误动的问题，无需投入零序方向元件，因而保护装置的定值整定为退出属正确。
4 原因分析总结
设计部门在变电站由消弧线圈接地系统改造为小电阻接地系统时，没有考虑将10kV隔科甲乙线保护装置的小电流零序电流采样通道改接至小电阻零序采样通道，出现设计错误。最终在缺陷发生时，故障电流使变电站内隔科乙线保护装置的小电流零序保护电流通道采集CT饱和，造成零序保护拒动。
而厂家ISA-353G的说明书仅介绍了“不接地零序过流保护”的逻辑，没有对“接地零序过流保护”进行说明，且没有对需要重点关注的装置硬件性能和原理进行明晰。因而需对保护原理钻研更进一步，在图纸审查和验收过程中需严格审查。
5 防范措施
1）建议在设计图纸审查指引中，增加小电阻接地系统零序电流采样通道的设计要求；
2)在验评标准中，增加对保护装置电流采样回路采用通过10In电流检查抗饱和特性。
3)对于保护生产厂家应针对不同版本的保护程序出版对应的说明书，并由各级调控部门进行发布。同时，建议退出并网电厂线路零序保护方向元件。
6 结束语
由于技术改造的设备变动管理不规范，造成设计和选型错误，并在验收中也没有进行相应校验，造成保护拒动[5]。此次分析，首次在保护装置饱和上提出课题，必需在保护选型、校验中增加电流插件小CT的检查项目，才能确保保护装置发挥正常，保障电网安全。
参考文献
[1]张吕根. CT饱和对继电保护动作的影响分析 [J].继电器，2003，8(31)
[2]杨干承.电流互感器的饱和对继电保护动作的影响[J].水利电力部华东电力设计院院刊，1987,(6):Y87 -D67.
[3]程利军，龙翔，杨奇逊.基于采样值的CT饱和检测方案的研究[J].继电器，2000,(8):19一21.
[4]刘学军. 继电保护原理[M]. 北京：中国电力出版社，2007.
[5]王维俭，侯炳蕴.大型机组继电保护理论基础(第一版)fMl.北京:水利电力出版社，1989
作者简介
王映雯（1986-），女，本科，助理工程师，研究方向为电力系统自动化。
苏俊妮（1979-），女，硕士，电气高级工程师，主要研究方向电力系统继电保护。
论文作者:王映雯,苏俊妮
论文发表刊物:《电力设备》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/28
标签：电流论文; 保护装置论文; 动作论文; 装置论文; 系统论文; 变电站论文; 故障论文; 《电力设备》2017年第21期论文;