两例互感器绕组极性标错引起保护误动分析
1.事故概况:2012年6月,我县某企业35kV变电站一条10kV直供分厂线路,过电流Ⅱ段保护,在天气无风、无雨,设备及负荷正常的情况下,接连发生六次动作跳闸。经反复的详细检查和线路的巡视及绝缘摇测,没发现线路有不同相接地和短路现象。核对电流互感器变比和保护定值以及对保护装置作传动试验,均没发现问题。
2.原因分析:该线路保护采用简单的两段式过电流保护,电流互感器倍率为400/5,过电流Ⅰ段为无时限电流速断保护,Ⅱ段为定时限过电流保护,过电流保护的启动元件KA3、KA4、KA5接于不完全星形接线的电流回路,如图1所示。
这种接线在A、C相极性相同,也即一次L1与二次K1同极性(或一次L2与二次K2同极性时,中性线所流过的电流:
ÍN=ÍA+ÍC=-ÍB, ÍN=ÍA+ÍC=-ÍB所以KA4元件所反映的是B相电流的绝对值,其向量关系如图2所示:
当A、C相极性不同时(如C相极性接反,即图1中K1与K2互换,)这样带*号的极性端正好与A 相的相反,这时Íc电流的方向与原来正好相差1800,从图3的相量图可以看出,中性线电流ÍN=(ÍA-ÍC),其幅值等于ÍA+ÍC的倍。根据该线路最大负荷电流为380A,过电流Ⅱ段保护一次整定值为570A,约为最大负荷电流的1.5倍,二次整定值为7.125A,当该厂用负荷接近到最大负荷值380A时,流过过电流Ⅱ段保护装置的二次电流动作值
式中:Idzj—过电流保护二次整定值;I1—最大负荷电流;
NCT—电流互感器变比;
IZN—电流互感器绕组极性接错时中性线实际电流倍数。
最后经过认真详细的接线检查核对,发现就是C相电流互感器二次绕组的K1与K2两线头的接线端子套管头尾穿错,造成在进行A、C相绕组连线时接错,导致极性接线错误。
3.处理措施:我们把C相电流互感器二次绕组的K1与K2两线头接线端子套管对调连接后,又重新测定了 A、C两相电流互感器一次和二次绕组的极性并进行正确连接,再未发生过因此原因而误动跳闸现象。
二、电压互感器开口三角辅助绕组极性接反引起误报信号
在10~35kV中性点非直接接地系统中,为实现对系统的绝缘监视,广泛采用三个单相电压互感器构成的Yo/Yo/△ 开口三角接线,当高压电网的绝缘正常时,由于电网中三相电压是对称的,开口三角绕组两端的电压为零(实际上由于三相电压不完全对称,开口三角形两端上会有一很小的不平衡电压存在);当高压电网发生单相接地故障时,在开口三角形两端就会产生一定的零序电压,使接地保护装置动作并发出声光信号。但在实际使用过程中,往往由于安装、检修试验中的疏忽,造成三个单相电压互感器辅助二次线圈的极性接线不正确,引起绝缘监察装置或零序保护误动作。
1.异常概况:
我县某企业35kV变电站建成后进行试送电运行,当35kVⅠ段母线电压互感器带电运行后,接在35kVⅠ段母线上的台型号为JDZJ6——35W2单相电压互感器(电压比为)构成的35kV系统绝缘监察装置动作,中央信号报出“35kVⅠ段母线接地”的声、光信号,接线如图4所示:
经检查,该厂35kVⅠ段、Ⅱ母线上的三相相电压表指示为21.36kV,线电压指示为37kV,表计指示正常。向该厂供电的相距约15km的丹阳110kV变电站的35kV系统也无单相接地故障发生和信号
报出;所内高压设备及电力线路运行正常,无异常现象发生;最后拆
下电压互感器开口三角辅助绕组与外部的电气连线,对继电保护及自动装置按绝缘监察装置的20V动作电压进行检验,也未发现异常 。
2.原因分析:
根据出现的异常,经过矢量分析,矢量分析如图5、图6所示:图5为35kV电压互感器开口三角绕组极性正确时的矢量图:
图6为35kV电压互感器开口三角绕组C相极性接反时的矢量图:
根据矢量分析,当电压互感器开口三角接线的绕组中C相绕组极性接反,则在系统正常的情况下,电压互感器开口三角辅助绕组二次引线N、L的两端电压:
得出的结论为很有可能是35kV电压互感器开口三角辅助绕组有一相绕组内部极性接反,此66.7V的电压远大于继电保护及自动装置按绝缘监察装置的20V动作电压,这必然造成35kV绝缘监察装置动作,导致中央信号声、光报警。
3.处理措施:我们把C相电压互感器辅助二次绕组两端的引线进行对调,又重新分别测定了三个电压互感器辅助绕组的极性,恢复电压互感器开口三角辅助绕组所有电气连线,再次将35kVⅠ段母线电压互感器送电后,电压互感器开口三角辅助绕组二次引线N、L两端的零序不平衡电压约2.7V左右,中央信号装置也再未因此发生过误报“35kVⅠ段接地”的声、光信号。
三、今后对策
凡新安装或检修更换的电气设备,施工安装及检修单位在安装、检修更换的过程中,要严格按照《电气设备交接及预防性试验规程》的要求,必须进行相关项目的试验。切实做到“应试必试,试必试好”。更不要认为变电站的一、二次设备都是国内知名度很高的企业生产的,设备内部接线不会有错。实践证明,厂家安装接线人员,有时疏忽,也会接错接线。因而对继电保护及安全自动装置在安装或更换的过程中,对其电流、电压互感器绕组回路的极性试验和核查装置外部接线工作十分重要,来不得半点的马虎。否则,将会在设备投入运行后,无疑会给电气运行人员在进行异常分析时,带来许多假象和迷惑,造成误判断。同时也给线路运行管理单位造成许多无谓的线路、设备巡视检查的麻烦和用户的停电损失。两起事例,启示可谓深刻,教训须当牢记。
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