小电流系统接地选线保护装置拒动的原因分析

邓 嵘，刘天松，秦清林

(大唐桂冠合山发电有限公司，广西 合山 546501)

合山发电有限公司3 号机组为超临界670 MW机组，于2011-12-22 投产。3 号机组于2012年8月进行首次大修，在进行3B 号引风机试转时其电机发生故障，3B 号引风机电源开关未动作，越级由6 kV 工作ⅢB 段备用电源进线6331 DL 跳闸，致使6 kV 工作ⅢB 段整段失电。

1 设备现状

3 号机组发电机出口电压为20 kV，经过厂高变降压至6 kV，主要提供机组工作电源，分为6 kV 工作ⅢA 段和6 kV 工作ⅢB 段。其备用电源均取至02 号启备变低压侧。系统一次接线如图1 所示。

图1 3 号机6 kV 厂用电源系统接线

其中，02 号启备变配置为南瑞继保RCS985T变压器保护，分支零序保护I 段保护定值(一次值)为50 A，延时2.0 s，跳其备用进线开关；6 kV ⅢA、B 段馈线开关配置为珠海拓普智能电气股份有限公司生产的TOP9720 系列保护装置，所有6 kV 馈线零序保护均采用太原合创自动化有限公司生产的WXJ196B 型微机小电流系统接地选线装置，该装置启动电压为30 V、跳闸延时1 s，仅投馈线跳闸，母线跳闸退出。

2 事件经过

2012-09-11，3B 号引风机检修完成后进行试运，运行人员腾空6 kV 工作ⅢB 段整段负荷，6 kV 工作ⅢA 段和6kV 工作ⅢB 段工作电源进线6302DL、6332DL 断开，备用电源进线6301DL、6331DL 合闸，6 kV 工作ⅢA 段和6 kV 工作ⅢB段由02 号启备变供电。运行值班员摇测3B 号引风机电机绝缘合格后，送上工作电源，合上3B 号引风机电源开关起动3B 号引风机时，6 kV 工作ⅢB段备用电源进线6331DL 跳闸，6 kV 工作ⅢB 段整段失电。

开关跳闸后，经查6 kV 工作ⅢB 段小电流接地选线装置发母线接地信号，保护没有出口，02号启备变B 分支零序保护I 段动作。由于6 kV 工作ⅢB 段除了3B 号引风机电源外没有其他负荷，未对其他设备造成影响。检查电机无异常后，再试起3B 号引风机，保护动作情况同第1 次，就地检查3B 号引风机电机本体，发现有冒烟现象。

3 原因分析

(1)打开3B 号引风机马达引线接头盒、星尾接线盒进行外观检查，无异常，在引线接头盒处拆开电缆，摇测电缆绝缘合格，但电机对地绝缘为0。拆开星尾连接线，逐相摇测电机绝缘，发现B 相对地绝缘为0，判断B 相接地，随后解体电机检查，发现B 相端部击穿。

(2)对3B 号引风机零序电流CT 进行试验，结果合格，保护回路无异常。通过故障录波分析，第1 次流动3B 号引风机时，B 相电压于720 ms 后降低，同时出现零序电压和零序电流，2 s 后跳备用电源进线，故障消失。第2 次启动时，启动瞬间B 相电压降低，同时出现零序电压和零序电流，2 s后跳工作进线，故障消失，且在2 次保护动作过程中，02 号启备变低压侧ⅢB 分支零序电流和零序电压同向。

(3)按说明书对小电流接地选线装置进行单装置校验。从继电保护测试仪上任取一相电压量，将其极性端和非极性端对应接入WXJ196B 型微机小电流系统接地选线装置(以下简称装置)的第一路电压输入端子上；再取一相电流量，同样按照极性对应的方式接入到装置的第一路电流输入端子上。设置继电保护测试仪电压输出31 V，相位20°；电流0.1 A，相位0°；即零序电压超前零序电流20°，此时为出线接地，其跳闸继电器闭合，用万用表测量其相应结点接通。再将电压的相位改为30°，60°，90°等值进行测试，试验结果正确。

经查该小电流接地选线保护用CT 和PT 接线方法，均为同极性接入保护装置。因此，当馈线发生故障时，零序电流超前零序电压110°。按照CT和PT 同极性的方法，在零序电压满足的情况下，小电流选线装置判断为母线故障，发母线故障信号，由于未投跳母线，故障电流未消除，因此越级由02 号启备变B 分支零序保护I 段动作，跳开备用电源进线，其电压电流保护动作区如图2 所示。

图2 馈线零序电压电流保护动作区

至此，可以得出如下结论：

(1)小电流接地选线保护用CT 和PT 接线按同极性接入无法正确判断馈线故障或母线故障，并由于母线故障情况下未投跳闸功能，造成由上级保护动作切除故障电流的后果；

(2)该小电流接地选线保护装置不可靠。

4 采取措施

针对分析出的原因，小电流系统接地选线装置可以将母线PT 的接法改为反极性接法，使装置能正确选线判断馈线故障或母线故障。但周边使用小电流接地装置的各电厂或供电局，均反映该装置曾出现误动情况，并建议取消系统中小电流系统接地选线装置，将所有负荷的零序电流接入综合保护装置，用6 kV 综合保护装置的零序电流保护实现。

因此，可将6 kV 工作ⅢA 段和6 kV 工作ⅢB 段所有负荷的零序电流接入本身的综合保护装置，并进行定值计算和整定，并在同类型故障中，由6 kV 综合保护装置零序电流保护延时0.1 s 正确动作切除故障电流，验证改造成功有效。

5 结束语

随着保护原理和制造技术的不断发展，3～66 kV 中性点不接地或中性点经电阻、消弧线圈接地系统的单相接地选线常采用小电流接地选线装置，用于指示出发生单相接地故障的线路。但是在实际应用过程中，该装置对电流和电压互感器极性有严格的要求，且在设备安装调试过程中，不便模拟接地故障从而检验CT、PT 接入极性，容易造成装置误动或者拒动。因此，在目前综合保护日趋成熟及母线故障较馈线故障较少的情况下，母线故障由弧光保护及电源后备保护来实现，这样保护系统的可靠性较高。

1 贺家李，李永丽，董新洲，等．电力系统继电保护原理(第4 版)[M]．北京: 中国电力出版社，2010.