TA二次回路两点接地引发事故的分析及防范措施

2011-11-09许晓丽和滨

河北水利电力学院学报 2011年4期

许晓丽,和滨

(河北省沧州供电公司,河北沧州 061001)

变电站内继电保护及安全自动装置在基建、大修、改造后,常发生因施工造成的继电保护用 TA,TV的二次回路两点接地,直接或间接引发继电保护及安全自动装置误动,造成断路器跳闸的事故。由于二次回路多点接地易被忽视且不易检查,一旦发生事故,处理过程复杂,处理时间长,从而降低了电网的安全、稳定运行水平,影响供电可靠性和售电量[1]。因此,在设备投入运行前,必须对继电保护所涉及的 T A的二次回路接地情况进行有针对性地分析和检查,避免事故发生。

1 现场事故分析

1.1 事件过程

表1 保护动作情况

2006年10月13日6时 50分,陈屯站 110kV142线路 C相发生单相接地故障,142线路保护 LFP-941A保护装置零序 I段动作出口跳闸,并重合成功;故障同时陈屯站 202开关 C相开关单跳单合,对侧沧西站 244开关 C相开关单跳单合。保护动作情况如表 1所示。

故障时运行方式为:陈屯站 232开关因机构压力闭锁消缺工作,处在检修状态,母兼旁 202开关转带232开关运行。

1.2 检查结果

从两侧保护的动作行为看,应判为沧陈线发生 C相接地故障,两侧保护正确动作,但结合同时有 110kV线路跳闸的情况分析,除非 110kV与 220kV线路间发生高阻接地故障,否则 220kV沧陈线保护就是误动。而 110kV查线的结果否定了与沧陈线线路同地故障的可能,沧陈线查线也未发现故障点。

根据旁路 202保护 CSL-101装置打印的故障报告显示为“7 ms GPQD 18 ms GPI0TX 42 ms GPI0CK”,详细分析保护的采样数据后发现,202保护的采样中,C相电流和零序电流相位差为120°～150°(正常应为同相位)。由于陈屯 110kV线路的故障对于沧陈线沧西侧为正方向,对陈屯 202保护为反方向,因此检查分析的重点为陈屯 202保护的向量,初步怀疑 202保护为零序方向反方向误动。

检查工作如下:

1)保护装置检查。首先对保护装置在运行状态下采样检查。三相电压电流角度正确,受电侧 202线路保护各 CPU采样电压与电流均反向,保护向量正确。然后对 202保护电压、电流回路进行检查均正确,符合设计图纸,并无寄生回路存在。

2)202保护模拟检查。基于保护装置本身显示一切正常,我们申请将 202开关停运进行进一步的检查工作。202开关停运后,我们从端子排处加入故障量检查零序向量[2],装置显示零序电流与故障相电流同相。

CSL-101保护装置的零序方向过流保护动作条件为:零序正方向元件动作;零序电流达到零序过流保护整定值;零序电压为软件自产 3U0,方向动作区如图 1所示。

通过模拟故障量传动结果来看,基本确定202保护零序方向元件的向量正确,保护装置无问题。

图1 CSL-100线路保护零序方向动作区

图2 202TA回路接线示意图

3)202回路检查。在对202保护用电流回路(A411,B411,C411,N411)进行绝缘检查时发现,在拆除 202开关端子箱处的接地点 D0后,回路对地的绝缘仍然为零。于是我们又将回路断开后进行逐步的检查,发现在EMLP-503电缆的 3#主变保护屏侧处还存在一个接地点 D1(该电缆从 202线路保护屏接至 3#主变保护屏,供转代主变时使用)[3]。如图 2所示。

事故原因是在 2005年12月陈屯 220kV母线增加双套母线保护时,由于202开关的 T A二次圈不够分配,从而新改动了该保护回路,改动后 T A二次圈(即 411)回路经过 202线路保护装置后编号为413回路,通过 EMLP-503电缆经电流切换端子接入 3#主变保护。检查发现,该电流回路 EMLP-503电缆头处钢甲边缘嵌入 4#线芯(N413回路),时间一长造成了 N413接地。正常运行中因无零序电流,没有表征异常现象。

图3 陈屯站 202旁路 CSL-101保护零序向量图

1.3 原因分析

由于202线路保护电流回路在开关场端子箱和主控室存在两点接地,接地点又分别在微机保护零序线圈(N68,N72)的两侧。系统接地故障时,一次故障电流造成两接地点之间存在一定的电位差(如上图Us)。该电位差在保护零序线圈中形成附加电流 Is,而该附加电流 Is与系统故障零序电流 Id叠加后,造成采样电流异常,角度发生偏移,几乎反相 (约为120°～150°),零序方向进入保护动作区(如图 3所示),造成保护不正确停信,导致线路两侧高频保护动作跳闸。

2 防范措施

电流互感器、电压互感器二次回路接地问题引起的事故和障碍涉及图纸设计、基建改造、质检验收、日常维护等多方面因素,在不同环节采取相应措施进行全方位、全过程治理和监督,可以杜绝因电流互感器、电压互感器二次回路接地问题而引起的事故和障碍[4]。

2.1 基建改造

1)工程设计图纸上必须注明电流互感器、电压互感器的接地点位置;施工过程中严格按照图纸施工,施工人员对回路存在任何疑问应及时与设计人员联系,及时解决问题。

2)特别强调电流互感器、电压互感器二次回路接地的技术要求,对于基建、改造的变电站,要在投运前由施工技术人员进行电流互感器、电压互感器二次回路接线和绝缘检查,并填写记录,以发现实际可能存在的多点接地。进行绝缘检查时,不易抽查,应逐芯排除。对于改造、大修的部分在施工前还应查清已有接地点的具体位置[5]。

3)投运前,质检验收人员对电流互感器、电压互感器二次回路进行接线和绝缘的复检,按照相关技术要求,填写记录;并参照施工方记录,对遗漏及有疑问的部分,要求其复查;存在缺陷的,要求其整改。

4)提高施工质量,严格按施工工艺进行。对施工人员进行针对二次回路接地的技术培训,并提出具体的工艺要求。严把质量关,排除隐患。