CT 饱和引起保护误动故障分析

2015-03-02宋忧乐

云南电力技术 2015年2期

宋忧乐

(云南电网有限责任公司电力科学研究院，昆明 650217)

0 前言

某电厂发生一起因CT 饱和导致主变压器零差保护误动事件，故障前电厂外送500 kV 线路运行，厂内500 kV 断路器5311、5312、5313 合环运行，3 号、4 号主变压器运行，4 号发电机通过4 号主变并网运行，有功130 MW，无功－70 MVar，机组运行正常。3 号发电机组在停机态，电厂主接线如图1。

图1 电气主接线简图

1 故障情况

500 kV 线路发生C 相瞬时性接地故障，线路主一保护RCS931DMM 电流差动保护动作跳线路侧500 kV 断路器5313、5312 C 相，线路主二保护RCS902DFZ 光纤纵联距离、光纤纵联零序保护动作跳线路侧500 kV 断路器5313、5312 C 相。断路器重合闸保护动作，合上500 kV 断路器5313、5312 C 相，重合成功，400 V 厂用电系统备投装置均动作正常，3 号机组自用电、4 号机组自用电、第一二三组公用、第一组照明及坝区用电由分段运行倒为联络运行，由外来电源10 kV Ⅴ、Ⅳ段供电运行正常。

2 故障原因分析

线路跳闸后，立即检查500 kV 电缆及3、4号主变压器一次设备状况，未发现异常，同时查看了主变色谱在线监测装置，采样显示无异常。

根据主变保护事故波形报告，主变高压侧零序电流IB0 波形存在明显畸变迹象，对3、4 号主变中性点零序CT 进行伏安特性试验。试验结果表明该零序CT 性能参数与设计要求不匹配。

2.1 零差保护极性分析

3 号主变A 套保护零序差动波形文件中主变高压侧一侧零序电流(即主变高压侧自产零序电流)IH10=14.75 In，主变高压侧零序电流(即主变高压侧中性点电流)IB0=4.29 In，主变零序差流ID0=12.86 In。ID0 约等于IH10 与IB0 的差值(差值与ID0 不完全相等的原因是保护装置计算和录波采样时间不同和零序CT 饱和导致装置计算采样与录波采样IB0 值存在偏差)，区外故障零序差流为两侧零序电流值差，满足保护装置技术说明书CT 零度接线的要求。此外机组投产试验中通过主变高压侧单相接地试验，已验证了主变零差保护极性正确性。

2.2 中性点零序CT 波形畸变

3 号主变当时空载状态，基本没有负荷电流，故障波形显示的高压侧电流值可视为零序分量。通过计算，主变高压侧自产零序电流跟线路故障波形分析的流经主变高压侧零序电流基本吻合。

经过对3、4 号主变检查及试验结果表明3、4 号主变压器无接地短路，由线路流经主变高压侧的零序电流应该完全经过主变高压侧中性点流入大地，3 号主变A 套保护零序差动波形图显示，主变高压侧零序电流远小于上述分析的15 A，主变高压侧零序电流IB0 波形存在明显畸变，判断故障发生时主变高压侧中性点零序CT 存在饱和。

综上所述，经对故障报告及波形图进行分析，认为此次主变零序差动保护在线路发生单相瞬时接地时误动，主要原因为厂家提供的主变中性点零序CT 的参数不符合设计要求(设计要求采用准确级5P20 级，容量20 VA)，线路发生单相接地时流经中性点零序CT 的故障电流使CT 严重饱和，电流波形发生畸变，导致零差保护出现差流误动。