PT二次回路多点接地引起保护误动的原因分析

董万光，时殿军，刘福涛

(国网山东省电力公司聊城供电公司，山东 聊城 252000)

PT二次回路多点接地引起保护误动的原因分析

董万光，时殿军，刘福涛

(国网山东省电力公司聊城供电公司，山东 聊城 252000)

介绍了因PT(电压互感器)二次回路故障引起的继电保护装置误动或拒动事件，分析了PT二次回路多点接地引发的继电保护装置误跳闸事故原因，提出了相应的防范措施，对保障电网及继电保护装置安全运行具有一定的参考价值。

PT二次回路；保护误动；多点接地

PT(电压互感器)二次电压是反映电力设备运行工况的最主要参数之一，也是电力系统继电保护装置及各种安全自动装置正常运行的必备条件。准确输入电压量是继电保护装置在电网异常时正确动作的关键。然而，在电压互感器运行过程中PT二次回路异常，尤其是多点接地，可能会导致保护装置的闭锁、误动或拒动，造成二次系统向一次系统反充电，严重危害电网的安全运行和检修人员的人身安全。

1 引起保护误动的原因

1.1 PT二次回路2点接地

某站220 kV线路采用双重化保护配置，第1套装置主保护为纵联差动保护，第2套装置主保护为纵联距离保护。当线路远端发生区内单相接地故障时，第1套装置纵联差动保护正确动作，故障切除，第2套装置纵联距离保护、纵联零序保护均未动作。由该保护装置的故障波形图可知，零序电压波形发生了畸变，三次谐波含量较大，约占75 %。保护装置方向元件判断发生区外故障，闭锁保护。

现场检查保护用PT回路接地点，发现第2套保护PT二次回路存在2个接地点，分别为发电机电子间同期屏和网控室计量屏，由此可以判断PT二次回路2点接地是引起保护拒动的根本原因。

1.2 PT二次回路中性点多点接地

某站220 kV线路保护配置为：第1套主保护为纵联差动保护，第2套主保护为纵联距离保护。线路发生区外故障时，线路第2套保护误动跳闸。

由该保护装置故障波形图可知，保护装置采集到零序电压发生畸变，三次谐波含量明显。B相接地故障期间，B相电压异常升高，远超额定值，自产零序电压滞后零序电流约165°，保护方向元件处于正向动作区，判为线路区内故障，误发跳闸令。

现场检查PT二次回路接地点，发现PT中性线电流为1.15 A，站内PT二次回路中性线N存在多点接地。线路故障时，PT二次中性线的多个接地点间流经故障电流，在接地点间的中性线上产生偏移电压，该偏移电压与B相电压叠加后引起B相电压异常升高，最终导致保护误动。

2 保护误动原因分析

正常情况下，PT二次回路只允许1点接地。《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》及GB/T 14285—2006《继电保护和安全自动装置技术规程》中均已作出明确规定：PT二次回路只允许1点接地，接地点宜设在控制室内；独立的、与其他互感器无电联系的PT，也可在开关场实现1点接地；为保证接地可靠，各电压互感器的中性线不得接有可能断开的开关或熔断器等。二次回路在控制室一点接地后，保护装置采集到的电压能够正确反映线路二次电压，如图1所示。

图1中Ua为保护装置采到的电压，为PT二次侧电压。PT二次中性线两点接地后，近变电站处发生接地故障，一次电流通过PT二次回路分流，在PT两接地点中产生压降。该压降与PT二次侧电压Ua'叠加，造成保护装置处电压中性点电位发生偏移，如图2所示。

图1 PT二次回路一点接示意

图2 PT二次回路两点接示意

正常情况下，当保护装置采集到的零序电压3U0与零序电流3I0相角满足-192°≤∠3U0-3I0≤-12°时，保护装置判为正方向故障，向对侧保护发出允许跳闸指令。当PT中性线有2个接地点时，保护装置采到的电压Ua=Ua'+ΔU，其中：ΔU为PT两点接地时(系统发生故障)二次回路中性线上产生的偏移电压。这个偏移电压将对保护装置方向元件产生干扰，严重情况下将导致保护装置不正确动作。

总之，在变电站内或出口发生接地故障时，PT二次各接地点会流过零序电流从而产生电位差，同相位的电位差叠加到相电压上，会导致各相电压产生幅值和相位变化，进而引起阻抗元件和方向元件拒动或误动。

3 判别多点接地的方法

PT二次回路多点接地试验接线如图3所示。

PT二次回路多点接地的试验方法如下：

(1) 未打开N600前，在N600(A)与地(B)点可靠接入刀闸K，并处于合位；

(2) 未打开N600前，完成电路接线，确保滑线电阻处于最小位置(0)处；

(3) 确认接线准确无误后，解开N600接地点，打开刀闸K，慢慢增大电阻，观察并记录电压表、电流表读数，操作刀闸和滑线电阻时必须佩戴绝缘手套，并站在绝缘垫上。

各组中性点对地电流随滑线电阻阻值的增大而减小，这说明对地回路中有附加电压源的存在。试验时系统无故障，表明附加电压源很小，电流虽有变化但不明显。发生接地故障时，ΔU会增大，N600小母线上也不是等电位，各保护屏接在N600不同点，附加到各保护屏N线上的附加电势不同，因而只有2回零序纵联保护误动。

4 防范措施

一般情况下，导致继电保护装置不正确动作的根本原因是：接地故障造成PT接地点间产生偏移电压，当PT二次回路存在多个接地点时，保护方向元件极有可能误判，导致保护装置的闭锁、误动或拒动。DL400—1991《继电保护和安全自动装置技术规定》中规定：“PT二次侧中性点或绕组引出端之一，应接地”，“PT二次回路只允许有一处接地”。因此，为防止多点接地，PT二次回路应严格按照反措及相关规定执行。

(1) 加强对新建、改造工程的设计审核，认真检查PT二次回路的一点接地情况，确保设计图纸与对应二次回路接线一致。

(2) 提高施工质量，强化现场复查工作，避免改造、扩建厂站的PT在投运、验收期间因施工质量等因素造成二次回路多点接地。

(3) 对老旧变电站开展全站PT二次回路接地方式检查工作，确保其二次回路有且只有1点接地，避免出现多点接地。

(4) 定期对PT进行N600接地线电流值测试、PT中性点电压检测等工作，确保PT二次回路有且只有1点接地。

(5) 对有中性点放电间隙的PT，可选用动作或失效时有明显标志的避雷器，以便对其运行状态进行监控。定期检查并加强巡视力度，发现异常应立即处理。

(6) 加强对运行维护人员进行PT二次回路接地知识的培训，结合实际案例，提高安全认识，增强防范意识。

5 结束语

PT二次回路对电网的安全稳定运行起着重要作用，其发生接地故障时易被忽视且不易检查，会带来严重后果，故应确保PT二次回路有且仅有1个可靠的接地点。在变电站基建、改造、运行维护等各环节，应采取相应的防范措施，消除多点接地隐患，避免因二次回路多点接地问题引起继电保护装置发生事故，从而确保电网安全、稳定运行，提高供电系统的可靠性。

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13 梁初按．电压互感器二次侧两点接地引发的事故教训[J].江西电力，2004(4).

2014-06-25。

董万光(1983-)，男，工程师，主要从事电力设备高压试验研究工作，email：mangniu521@163.com。

时殿军(1972-)，男，高级技师，主要从事电力系统继电保护系统研究工作。

刘福涛(1973-)，男，工程师，主要从事变电设备运行维护与管理工作。