电流二次回路两点接地对继电保护的影响

电流二次回路两点接地对继电保护的影响

王彦龙

国网新疆检修公司

摘要：随着近些年来我国电气化设备的不断增多，对电力的依赖性不断加强，同时也极大的促进了我国电力系统的不断升级。在电力系统运行过程中由于继电保护二次回路问题引发的一系列故障也逐渐引起了人们的重视。如何对这些故障问题进行解决，保证电力系统的稳定运行已经成为现阶段研究的重点。本文阐述电流互感器二次回路两点接地产生的原因及危害，结合一起母线保护误动事故的实例，说明了交流电流二次回路两点接地对继电保护的影响，最后提出了防范和整改措施。

关键词：继电保护；二次回路；两点接地；预控措施

规程规定电流互感器二次回路的一个电气连接必须有一个可靠的接地点。当几组有电联系的电流互感器二次回路连接构成一套保护装置时，宜在保护屏上设置一个公共的可靠接地点。交流电流二次回路也不允许存在多点接地。以下分析了交流电流二次回路两点接地的原因和危害，提出了切实可行的防范与整改措施。

1.两点接地的原因及危害

1.1两点接地的原因

1）电缆绝缘击穿，设备老化等原因，造成电流二次回路绝缘损坏接地；

2）设备定检预试过程中，电流端子N线未可靠划开，如图1所示，实验过程中由于保护测

试仪电流N与电压N端在装置内部短接，导致电流回路两点接地：

图1现场两点接地示意图

3）误碰电流二次回路，造成电流回路两点接地；

4）误设计、误施工等人为原因造成电流回路两点接地。

1.2两点接地的危害

交流电流二次回路发生两点或多点接地时，会引起保护装置或相关自动装置的不正确动作。如果在电流互感器二次侧存在两点接地，并且接地点正好在保护装置或相关自动装置的继电器电流线圈两侧，那么两接地点与地电网将形成并联回路。一方面，会使电流线圈短路，系统内发生故障时，流过继电器线圈的电流远小于电流互感器二次通入的故障电流，从而造成内部故障时保护的拒动。另一方面，在外部发生接地故障或者有雷电压侵入地网时，两接地点间可能有较大的电位差，从而在继电器线圈中产生比较的额外电流，使流过继电器线圈的电流远大于电流互感器二次侧通入的电流，继而造成外部故障时保护的误动。

2.两点接地造成保护误动

由CT二次回路两点接地造成的误动主要是差动保护的误动。这种情况下，两个接地点往往相隔比较远，一般是一个在保护室，一个在开关场。在地网电位差或是区外故障影响下，两个相隔较远的接地点会形成环流从而在差动保护装置内造成差流，引起保护误动。

如图二所示为某站主变保护的电流二次接线示意图。保护装置为某公司RCS-978主变保护，由于CT为90年代的老CT，设计不合理，在CT主体二次接线盒内进入飞鸟并筑成鸟巢，致使主变中压侧的一个CT绕组产生了两点接地。由CT二次电缆很长（约100米），地网老化较严重，在CT本体的接地点与保护室内保护屏上的接地点1之间产生了电位差，继而在主变中压侧电流回路中产生了零序电流，造成主变零序差动保护误动作，后来为了证实此跳闸原因，又人为模拟故障时状况，测得数据如下：

中压侧零序电流0.83A（有效值）；

中压侧二次绕组电阻1.2Ω（含二次电缆电阻）。

可见，由于微机保护中CT二次回路阻抗很小，即使有很小的压差，也会造成很大的环流，从而造成差动保护误动作，图三所示的又是一个例子。

图三所示的是某站一条500KV线路纵差保护的二次电流回路在CT本体接线中的部分，保护为某公司RCS-931光纤纵差保护，该CT在设计中为防止二次开路，在接线盒中加装了放电间隙，可以在CT二次开路时起保护作用。但是由于在CT安装施工过程中，在对CT本体接线盒电缆进口封堵时使用了过多的防火油泥，造成了放电间隙对接线盒间歇性短路。咋运行过程中，931保护时发差电流异常信号。在停电检修时，更是由于两点接地造成保护跳闸（所产生的差动电流为0.37A，差动高定值为0.23A）。所幸由于保护工作人员的细心检查，发现了上述缺陷，并做了相应处理，并未造成事故的扩大。

3.故障实例

500kV某变电站500kV某线线路发生B相瞬时性故障，线路主一保护电流差动保护动作出口，线路主二保护光纤纵联距离、零序保护动作出口，5461、5462断路器保护B相失灵重跳、自动重合闸出口。保护正确动作，线路重合成功。5461断路器重合闸动作约10ms后，500kV第Ⅰ组母线第一套保护A相差动动作出口。

根据对保护装置及故障采样数据的检查分析，排除了母线保护装置故障导致母线保护误动的可能性。为检查当时是否存在直流串扰的情况，在5461断路器端子箱端子排，对500kVⅠ组母线第一套母线差动保护用A相电流回路A350与大地所形成的回路中，瞬间加入2.8V的直流脉冲，模拟直流脉冲串入母差回路的扰动试验，电流采样最大值为1.31A。母差保护装置动作，即直流脉冲电流有可能导致母差保护误动作，但从录波波形上看，与当时母差的采样波形不完全一致（呈明显直流特征），当时直流回路录波也未发现94第43卷交流电流二次回路两点接地对继电保护的影响2015年增刊2波动，因此可排除直流串扰的可能。

图2直流脉冲正极性输入通道采样波形

图3直流脉冲负极性输入通道采样波形

排除设备问题后，发现A相（A350）绝缘较低，只有0.3MΩ。进一步检查发现5461断路器端子箱至5461断路器A相电流互感器本体电缆WXB61－313芯（A350）弯折部分与底座有压痕现象，导致电缆绝缘下降，母差电流较故障录波电流值偏大很多。现场再次模拟TA两点接地干扰试验。在5461断路器端子箱端子排，对500kVⅠ组母线第一套母线差动保护用的5461断路器间隔的A、B、C350三相电流回路分别人工接地与保护屏电流回路中性线接地形成回路。经便携式故障录波器监测，干扰电流采样最大值峰值为80mA左右。波形如下：

图4500kV开关场感应电压输入波形

测试结果：当时试验情况下TA回路两点接地采样电流为0.08A，呈工频正旋波形，小于母差保护启动定值0.25A，装置未动作。但可以看出，CT二次回路两点接地时，在母差保护回路的确会产生干扰电流。

通过对录波数据及近期线路跳闸分析，推断此次母差保护动作的原因为：电缆WXB61－313芯弯折部分与底座有压痕，导致5461断路器端子箱至A相电流互感器本体电缆WXB61313电缆A350对地绝缘降低；500kV某线线路B相单瞬故障重合闸动作时，系统中产生一个频率和幅值较高的冲击电量，频率很高的冲击电量通过CT传递到电流回路二次侧，使绝缘已降低的A相电流回路（A350）绝缘击穿，导致二次电流回路两点接地后，较大暂态地网电流造成母差保护出口动作。

图5电流回路两点接地示意图

4预控措施

1）在各个环节中，严格执行相关反措要求，从根本上消除CT二次回路两点接地的隐患。

2）改进一次设备二次接线盒样形设计。

3）定期监测变电站接地网运行状况。

4）定检工作中应加强保护电压、电流回路绝缘检查项目。

5）装设交流电流二次回路两点接地在线监测装置。

5结束语

综上所述，结合一起典型事故，分析了CT二次回路两点接地的原因、危害以及可能的预控措施，为继电保护进行隐患排查、误动预控、事故调查以及装置改进提供了依据。

参考文献：

［1］国家电力调度通信中心.国家电网公司继电保护培训教材［M］.北京：中国电力出版社，2009.

［2］赵勇，石光，刘巍.电流回路两点接地引起变压器差动保护误动分析［J］.华中电力，2010，（23）：43.

［3］毕艳华，张涛，李娜.浅谈交流电流二次回路两点接地的预控［J］.2013（12）：23.