一起TA两点接地引起的发变组保护误跳闸分析

李博，孟庆党，赵鸣，马佳，孙效云

（华能巢湖发电有限责任公司，安徽巢湖238015）

一起TA两点接地引起的发变组保护误跳闸分析

李博，孟庆党，赵鸣，马佳，孙效云

（华能巢湖发电有限责任公司，安徽巢湖238015）

继电保护中电流回路两点接地是造成保护不正确动作的隐患。通过对一起继电保护误动事件，采取波形分析、相量分析、定量计算、回路试验的分析方法，证实TA两点接地是造成保护装置不正确动作的原因，并结合现场实际提出相应的解决措施。

TA两点接地；波形分析；地电位差；误动

0 引言

《继电保护和安全自动装置技术规程》规定，电流互感器的二次回路必须有且只能有一点接地［1］。以某厂发生的一起TA两点接地故障为例说明由于不同接地点之间存在电位差，地网电位差窜入电流回路产生附加电流，造成保护装置误动作。

1 事故概况

某电厂2号机组额定容量660 MW，采用发电机—变压器单元接线，发变组保护采用双重配置，保护型号为RCS－985A。发变组保护A柜发变组比率差动、主变比率差动保护动作，主变高压侧开关跳闸，汽机跳闸，锅炉MFT，其电气接线如图1所示。

对保护范围内的一次设备进行外观检查，无短路放电痕迹，系统无任何操作。

故障前后机组及线路故障录波器中各电流、电压都无异常变化，且发变组保护B柜也无任何保护启动及报警，可以判定跳闸不是由于一次系统故障造成。

图1 电气接线图

对发变组保护A柜进行测试，采样及动作情况都正确无误，可以排除保护装置本身误动可能性。

由于造成比率差动动作的C相电流几乎没有非周分量、幅值较大、波形平滑、无毛刺，可以排除回路受电磁干扰的可能性［2－3］。

对发变组A柜各侧电流回路进行绝缘测试，发现主变高压侧电流绝缘为零，分相分段测试，升压站电流互感器本体C相绝缘为零，进一步排查，本体接线盒处电缆破损，刀伤明显。综合以上判断为电流二次回路故障造成保护装置误动。

2 事故原因分析

2.1 波形分析

如表1及图2示，主变高压侧A相、B相电流无变化，C相电流增大，主变低压侧及厂变高压侧各相均无变化；如表2及图3示，主变高压侧A相校正电流无变化，B相、C相校正电流故障后都增大且两者幅值不等，主变低压侧及厂变高压侧各相校正电流无变化；如图4示，主变A相无差流，B相、C相均有差流且C相差流较大。

表1 主变电流A

表2 主变差流及校正后电流

图2 主变高压侧电流

图3 主变高压侧校正电流

图4 主变差动电流

2.2 相量分析

发变组保护RCS－985A内部软件采用星角变换，即高压侧星型电流校正后和低压侧及厂变高压侧电流进行计算得到差动和制动电流。主变高压侧A相、B相电流无变化，由保护内部的校正方法知高压侧A相校正电流也应无变化，这点从表2及图3可以证实。地电位差作用在C相产生的附加电流和C相本身的负荷电流不同相位且使C相电流增大，故校正后的B相、C相电流也增大，两者相位接近为150°，从表2及图3也可以证实。综合以上，主变高压侧各相电流及校正后各相电流相量应如图5所示。图中：IA为主变高压侧A相电流；IB为主变高压侧B相电流；IC为附加电流与负荷电流叠加之后的主变高压侧C相电流；

IA′为主变高压侧A相校正电流，；IB′为主变高压侧B相校正电流，；IC′为主变高压侧C相校正电流，。

图5 主变高压侧及校正后各相电流相量图

2.3 定量计算

由于引起差动保护动作的是C相，忽略C相附加电流与负荷电流相位差的影响，分析如下，主变高压侧校正电流为1.02Ie；主变低压侧校正电流为0.63Ie，厂变高压侧校正电流为0.03Ie，那么C相制动量为

该制动量下C相需要差动电流量为

式中：Id为差动电流；Kb1为比率差动制动系数；Ir为制动电流；Icdqd为差动电流启动定值；Kbl1为起始比率差动斜率定值；Kbl2为最大比率差动斜率定值；n为最大斜率时制动电流倍数，固定取6。取Kbl2=0.7；Kbl1=0.1；Icdqd=0.3。式（1）可简化为

将Ir＝0.84代入，即当Id＞0.42时差动保护动作，保护装置实际差流为0.43Ie，满足动作条件，故主变比率差动保护动作，发变组比率差动与此类似。

2.4 C相电流增大原因

升压站主变高压侧C相电流互感器本体出线电缆绝缘层破损，电缆铜芯接地，由于保护室和升压站地网电位不同，在C相产生了附加电流，造成C相电流增大，地电位差对TA回路的的影响如图6所示。

图6 地电位差对TA回路的影响

3 现场试验及改进措施

现场试验是事故验证的关键，在停机状态，TA回路除在保护柜可靠接地外，在升压站电流互感器C相另外模拟一处接地点，发变组保护屏上显示A相差流为0.01Ie、B相差流为0.07Ie、C相差流为0.08Ie；将升压站等电位网通过一根120 mm2的铜缆与主地网可靠连接后，模拟同样的条件，发变组保护屏上显示A相差流为0.02Ie、B相差流为0.00Ie、C相差流为0.01Ie，以上的试验可以验证地网连接不充分时，地电位差会产生额外的差动电流，甚至造成保护误动作。

结合现场实际，提出以下解决措施：将发变组保护装置中控制字“TA断线闭锁差动保护”投入，在继保运行规程中没有明确规定，TA断线后保护应动作，可以将该控制字投入，以免电流二次回路故障跳机事故发生；运行中可以在电流回路接地线上测量电流判断回路情况，正常应为20～40 mA，如果地线的电流大于100 mA，应重点检查；升压站等电位网通过一根120 mm2的铜缆与主地网可靠连接，降低升压站地网与保护室地网电位差；重视二次回路的绝缘监测工作，利用停机机会，尤其在空气湿度比较大的天气对保护装置及二次回路进行绝缘测试，以便发现潜在隐患；提高二次回路施工工艺，避免出现割伤电缆的情况。

4 结语

分析说明TA两点接地是造成保护误动的原因，从现场情况来看，TA本体接线盒空间狭小，电流回路又采用硬线，在施工中易造成损伤，在设备选型、施工工艺上有待改进，在保护整定、等电位地网敷设、绝缘监督等方面避免保护误动。

［1］GB 14285—2006继电保护和安全自动装置技术规程［S］．

［2］马伟明，张磊，孟进．独立电力系统及其电力电子装置的电磁兼容［M］．北京：科学出版社，2007.

［3］刘培国，侯冬云．电磁兼容基础［M］．北京：电子工业出版社，2008.

图2 曹集台区低压供电线路示意

2.1 计算结果

以3月供售电量数据进行计算，表计损失为160 kWh，导线损耗为3 038 kWh，理论线损率为14.01%。

2.2 投资和效益分析

方案1：理论线损率下降到8.42%。该方案优点是投资少。

方案2：理论线损率下降到4.74%，较方案1有明显降低。

方案3：理论线损率下降到3.51%。但该方案投资较大。

综上分析，完成表箱相别的调整迫在眉睫，而更换导线则是投资大见效小的改造措施。最终确定采用变动变压器位置和调整相别同时进行的方案2。改造后，5月曹集台区实际完成线损率为5.86%，效益明显。

3 结语

通过分析对比，编制并实施了配网技术降损的最佳改造方案，调整了部分变压器的安装位置，统一规划了低压线路，充分解决了低压台区的三相负荷分布不平衡的问题。实际运行结果表明，使用该方法后明显降低了线损，改善了电网运行状况，提高了用户用电质量和企业经济效益。为制定切实可行的线损考核指标以及建设及改造新农网提供了强有力的理论和现实依据。

参考文献

［1］袁慧梅，郭喜庆，于海波.中压配电网线损计算新方法［J］.电力系统自动化，2002，26（11）：50－53.

［2］国家电网公司农电工作部.县供电企业线损管理规范管理辅导［M］.北京：中国电力出版社，2006.

［3］崔晓青.浅谈10 kV线路线损实时分析［J］.山东电力技术，2009，36（6）：33－34.

［4］余卫国，熊幼京，周新风.电力网技术线损分析及降损对策［J］.电网技术，2006，30（18）：54－57.

［5］DL／T 686—1999电力网电能损耗计算导则［S］.

［6］蔡树锦.三相负荷不平衡对线损的影响［J］.农村电气化，2002（4）：23－24.

［7］刘祥文.负荷中心的确定方法［J］.南昌航空工业学院学报，1998（1）：63－68.

收稿日期：2015-01-15

作者简介：

闫海庆（1977），男，工程师，从事输配电技术相关工作；

刘晓红（1978），女，从事继电保护相关工作；

于森（1985），男，从事线损管理相关工作；

赵爱玲（1973），女，从事线损管理相关工作；

王洪星（1978），男，工程师，从事配电技术相关工作。

Analysis of a Generator Transformer Unit Protection Maloperation Caused by TA Two-point Grounding

LI Bo，MENG Qingdang，ZHAO Ming，MA Jia，SUN Xiaoyun
（Huanengchaohu Power Plant Co.Ltd，Chaohu 238015，China）

Two－point grounding of the current loop in relay protection causes incorrect actions.We confirm that TA two－point grounding is the cause of the incorrect action of protection device.The conclusion is reached by adopting the method of wave form analysis，vector analysis，quantitative calculation and circuit test.for a relay protection misoperation accident Also，corresponding measures combined with the actual situation are put forward.

TA two－point grounding；waveform analysis；earth potential difference；misoperation

TM774

B

1007－9904（2015）05－0074－04

2014－12－12

李博（1984），男，工程师，现从事电厂继电保护工作。