二滩水电厂GISⅡ母CT保护掉牌报警原因分析

马德君，赵彦明，孙福

(1.官地水力发电厂，四川西昌615000;2.锦屏水力发电厂，四川西昌615000)

1 事件概述

2008年12月7日，二滩水力发电厂电气班人员开票进行GIS 5014断路器直流电阻试验的定期工作。11∶15，中控室报GIS II母CT保护掉牌报警信号，GISⅡ母CT的位置在5014断路器上，经查，当时的安全措施为5014断路器断开，CT监视继电器常开触点处于常开位置且CT监视继电器直流工作电源未断开(即回路处于工作状态)，此时，只有电气班人员正在进行5014断路器A相的直流电阻测量试验，其他人员未在此断路器上进行工作。

2 初步原因分析

CT保护掉牌必须具备的条件为:在CT监视继电器两端电压超过6 V且时间超过3 s。其接线见图1。

根据CT掉牌条件，结合现场只有电气班在进行该CT直流电阻试验的具体情况，初步分析得出此次GISⅡ母CT保护掉牌报警的原因为试验中在CT监视回路上产生了超过6 V的电压，且持续时间超过3 s。经分析，电压产生的原因有两种可能:

(1)断路器直流电阻测试仪快速升流，使得CT二次侧产生6 V以上的电压。

(2)断路器直流电阻测试仪的输出包含大量的交流电压信号，该电压信号在CT二次侧产生了6 V以上的电压。

3 模拟试验

为查找并验证CT掉牌初步分析的原因，电气班在试验室使用同型号的实物进行了模拟试验。

3.1 试验器材

断路器直流电阻测试仪、母线CT(2000/1A)、高阻继电器(MBP－A2II 1A 50HZ)、CT二次回路监视继电器、AVO交直流信号输出仪、FLUKE示波表、万用表、导线若干。

3.2 试验接线

试验针对CT二次侧短路以及CT二次侧并联高阻继电器和监视继电器(模拟现场实际接线)两种情况，其试验接线情况分别见图2、3。

图2 CT二次侧短路试验接线图

图3 CT二次侧并联高阻继电器及监视继电器试验接线图

3.3 试验数据

(1)对于图2，试验记录了断路器直阻测试仪在不同电流I1情况下母线CT二次侧所流过的电流I2，试验数据见表1。

(2)对于图3，试验记录了断路器直阻测试仪在不同电流I1情况下母线CT二次侧监视继电器所流过的电流I2以及CT二次侧的电压U2、电压信号U2的频率f。试验数据见表2。

(3)试验波形及关系曲线图见图4～10。

表1 CT二次侧短路试验数据表

表2 CT二次侧并联高阻继电器及监视继电器试验数据表

图4 一次侧电流稳步增加时监视继电器上的电压波形图

图5 一次侧电流瞬间增减为100 A(3 s以内)时监视继电器上的电压波形图

图6 CT二次侧短路情况下一次侧电流固定时CT二次侧电流波形图

图7 CT二次侧短路情况下CT二次侧电流与一次侧电流的关系曲线图

图8 一次侧电流为50 A、100 A直流时监视继电器两端电压波形图

图9 CT一次侧电流与二次侧监视继电器两端电压关系曲线图

图10 断路器直流电阻测试仪输出波形测试回路及输出波形图

4 试验数据分析、原因排查及结论

由图4可知，既使进行平稳操作，随着通过CT的一次侧电流的增加，在监视继电器两端也会产生超过6 V的交流电压(最大为10 V左右)。而从图4可知，在进行试验过程中，模拟通过CT一次侧的电流以最快速度增加时监视继电器两端会产生最大幅值达55 V的交流电压，但时间低于3 s。通过以上数据可以判定，断路器直流电阻测试仪快速升流的确使CT二次侧产生的电压很高(远高于6 V)，但时间小于动作时间(3 s)，因此，此次CT掉牌报警的原因不在于快速升流，故排除初步原因分析中的第(1)种可能。

由表1、图6、7可知，当断路器直流电阻测试仪在CT一次侧通过直流电流时，在CT二次侧就会感应出一定数值的电流，而且在一定范围内二次侧电流与一次侧电流基本成正比，说明直流电阻测试仪在试验过程中将在母线CT二次侧产生一定电流，进而由表2、图8、9可知，当断路器直流电阻测试仪在CT一次侧通过直流电流时，在CT二次侧并联的监视继电器上就会流过一定数值的电流，在其两端产生一定幅值、频率为100 Hz的周期性交流电压，说明回路电阻测试仪器的直流输出量中存在交流分量。从图10中可以验证，在回路电阻测试仪输出中含有100 Hz的交流分量，当直流电阻测试仪输出电流大于10 A时，CT监视继电器两端电压均在10 V以上。试验中，当该电压作用约3 s后，CT二次回路监视继电器即动作。

结论:通过对上述试验数据进行分析得知，因回路电阻测试仪器的直流输出量中包含频率为100 Hz的交流分量，在进行断路器直流电阻测试时，该交流分量在CT的二次侧产生了一定数值的100 Hz交流电流，该电流流经监视继电器时，在其两端将产生一定幅值的电压。试验中，当断路器直流电阻测试仪的输出电流为10 A左右时，监视继电器两端将产生一个超过6 V的电压，如该电压作用3 s以上，则监视继电器动作，继而发出CT保护掉牌报警信号。

5 结语

通过此次事件，可以总结出以下经验教训:

(1)工作的安全措施要周全、到位。例如此次工作中，如果将母线CT断线保护回路切掉就不会发生报警。

(2)对试验设备及仪器的功能等情况要清楚。此次事件就是对断路器直流电阻测试仪输出量中含有交流分量不清楚而造成的。

为防止类似事件的发生，在此次模拟试验及原因查找的基础上，对于此类断路器的直流电阻试验工作增加了以下安全措施:选在母线停电检修的时间进行或试验前停掉相关保护(如切断CT监视继电器直流电源)。