一起35kV变压器保护分流故障分析及防范措施论文_袁野,谭建国

(国网西藏电力有限公司昌都供电公司 西藏自治区昌都市 854000)

摘要:继电保护电流回路多点接地引起分流是保护装置CT断线告警和不正确动作的原因之一,影响着电网安全运行。本文结合一起典型案例,对比错误的绝缘测试方法,叙述了电流回路多点接地的排查过程和要领,分析了多点接地的原因和风险,并提出对应有效的防范措施。

关键词:电流回路;多点接地;二次电缆;绝缘表;隐患

0 前言

互感器起着传变和隔离高压的作用。为了防止高压引入二次回路,危及人身、设备安全,回路就必须安全可靠接地。国家电网公司《十八项电网重大反事故措施》15.7.5.2条例,一是考虑到变电站非理想的等电位接地网可能造成“和电流”回路中的不同接地点间形成电位差,导致回路分流而引起装置报警或保护误动的情况,如一个半断路器接线电流互感器的和电流回路;二是说明在微机差动保护中,各单元电流回路不再有电气连接,均在开关场一点接地,以确保这种安全接地的保安范围够大。本文就一起变压器差动保护分流故障为例,叙述电流回路两点接地问题的处理过程和隐患风险,并提出一定的防范措施。

1 故障描述

2018年5月23日,某35kV变电站主变差动保护发CT断线告警。检查差动保护高压侧采样C相二次电流为0.17A,A、B相电流为0.33A,怀疑C相电流回路多点接地导致分流。停电后,保护人员用万用表分区域测量CT绕组至户外端子箱、户外端子箱至保护装置的电流回路对地和相间直阻,阻值无穷大。恢复主变运行并带适当负荷,保护高压侧C相电流仍然有缺值,装置再告警。

2 处理过程及故障原因

互感器绕组、电缆、端子排或采样板等部件绝缘损坏后出现的接地点与保安接地线构成两点接地故障,大地与接地相并联引起分流。如图所示,分析可能出现的接地位置,保护人员将C相电流回路分成三个独立区域来检查,拆除PEH线后,用万用表测量I区对地直阻无穷大,II、III区对地和相间直阻无穷大,结果未能查到C相电流回路的接地点。

而后,保护人员在临时拆除PEH和PEL线并将保护高、低压侧电流回路在保护屏处一点接地后,差动保护电流采样又可恢复正常。理论上讲,假设高压侧C相电流回路确有“接地点2”,如图所示,在变电站地网统一时,上述临时做法的结论是不对的,因为“接地点2”与保护屏PE线同样可以形成两点接地,与大地形成回路造成高压侧C相分流。主变带负荷后电流之所以能恢复正常,一定是两点接地不通路。保护人员测得控制室和户外端子箱地网间阻值为65Ω,两处地网连接并不可靠,所以临时做法也没有排除高压侧C相电流回路的接地隐患。

图示

保护人员认识到互感器停电与带电后的二次回路静态绝缘性能可能不同,随后采用500V绝缘表对保护高压侧电流回路进行绝缘测试,结果发现II区域C相电流回路对地绝缘电阻0Ω,更换电缆后测试对地绝缘为550MΩ,差动保护电流采样这才恢复正常。所以本次主变差动保护高压侧电流回路C相分流问题是CT抽头盒到户外端子箱的二次电缆绝缘破损,和PEH接地点形成两点接地,与35kV接地网构成通路引起的。

3 电流回路多点接地原因及风险分析

3.1 典型原因

1)组合开关柜出厂时,可能已在CT抽头处和开关柜一点接地,在户外端子箱、控制室内接地造成多点接地。

2)保护改造、地网改造时,对反措要求理解不透彻,随意增添接地线,在户外端子箱、控制室内接地造成多点接地。。

3)放线、穿管、拖线、剖线时野蛮施工,长年运行的互感器绕组、户外电缆、端子排等老化造成电缆绝缘损坏而形成多点接地。

4)差动保护电流回路各支路已在开关场接地,而保护屏N相又相互短接,多余电气连接造成多点接地。

5)CT抽头接线与外壳搭接造成多点接地。

3.2 风险分析

1)电流回路多点接地易造成保护采集电流分流而减少,引起CT断线闭锁保护、过流保护缺值拒动或差动保护区外故障误动等一系列安全事故。

2)多余接地点等同于CT额外的二次负载,会导致互感器误差增大,更容易饱和。

3)电磁环境下多处分布较远的接地点可能会对地电位差造成影响,多余接地点会形成助增电流并合计到保护采样中引起误动。

4 防范措施

预防治理电流回路多点接地问题是确保电网安全稳定运行的必要手段,在此提出一些存在的问题和防范建议。

4.1 加强二次电缆施工管理和工艺要求

杜绝野蛮施工、马虎施工,避免出现:

1)CT抽头盒到户外端子箱的二次线不穿防护钢管或只穿地面以外部分;抽头盒空间小,强行挤压安装。

2)防护钢管切割处未经打磨,蛮力穿行,管口毛刺刺入电缆破坏绝缘。

3)电缆敷设预留不足,两根电缆搭接;端子排破损;用铁丝捆绑二次电缆和端子排。

4)改造旧线拆除不彻底;拆除电缆未包扎;端子排上留线头;遗留的短接线。

4.2 加强变电站接地网验收和维护力度

连接可靠的低阻抗接地网能提高变电站的抗干扰能力,降低变电站各场区的地电位差,可暴露出电流回路多处接地的问题,还能有效减小多余接地点的助增电流。对运行多年的接地网定期实施开挖检查、修补维护、地阻测验、热稳定校核等,能有效避免接地网锈蚀断裂引起接地电阻增加,给保护二次回路和装置带来干扰影响和安全隐患。

4.3 严格履行试验项目

在交接试验、定检试验中应加强重视保护交流电缆、控制电缆的绝缘测试,做好台账记录,发现绝缘问题应立即排查整治,防止电流回路多点接地或开路、电压回路多点接地或短路、直流回路短路等,不能给设备运行留下安全隐患。

4.4 改善运行环境、提升维护水平

户外电缆沟排水不畅,户内屏柜封堵不完善,防小动物不到位,防外力破坏不可靠等都影响着二次电缆的运行环境。平行电缆敷设混乱的相互拉力,竖直电缆固定不稳的自身重力,以及一次设备动作时的振动等将造成电缆接线松动、绝缘磨损。

5 总结

值得注意,普通万用表仅能测量低压静态下的直流电阻,通常微小的线间或线地距离,用万用表测量的电阻为无穷大,而用绝缘表测量的电阻值却很低,原因是绝缘表采用的高压可以击穿线间或线地的介质使其间电阻变小。互感器停电与带电后的二次回路绝缘状态不同,所以测量二次回路绝缘必须采用绝缘表。继电保护电流回路多点接地问题严重威胁着电网安全稳定运行,继电保护专业人员应结合理论和实践去分析问题本质,要做到瞻前顾后、一丝不苟地排查、分析、整治隐患,要做到消缺彻底,不可遗留新的问题。

参考文献:

[1]郭登科,李卫华,巴特,张俊.交流电流回路多点

[2]张小鹏,白金花.电流回路两点接地引起的保护误动分析.电力电子

[3]陈星霖,高柳明.电流回路两点接地危害的分析及防范措施.贵州电力技术,2017年第6期

[4]王利兵.一起电流回路两点接地引起保护误动事故分析及防范措施.内蒙古科技与经济,2013年第9期

论文作者:袁野,谭建国

论文发表刊物:《电力设备》2018年第24期

论文发表时间:2019/1/8

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