电流二次回路两点接地引起主变压器差动保护区外故障误动分析

廖洪涛

（宁东供电公司，银川 750411）

电流二次回路两点接地引起主变压器差动保护区外故障误动分析

廖洪涛

（宁东供电公司，银川 750411）

介绍了一起330 kV主变压器在其所带110 kV线路发生接地故障时，主变压器差动保护动作跳闸事故，从装置录波图中发现差动保护装置在区外动作时B相电流异常增大，结合现场对CT二次回路的检查，发现B相存在两点接地现象。分析了B相两点接地时主变压器差动保护区外故障动作的原因，提出了防范措施。

主变压器；差动保护；区外故障；B相电流；CT两点接地

0 引言

变压器差动保护作为变压器的主保护，主要反应变压器绕组和引出线多相短路、大接地电流系统侧绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路等故障，差动保护动作的正确与否直接影响着变压器运行的稳定性。差动保护电流二次回路（包括变压器各侧二次电流、二次回路）必须经一点接地，若发生两点接地，在区外故障时可能会导致主变压器差动保护误动。

1 事故概况

1.1 变电站情况

某330 kV变电站于2005年投运，共有2台240 MW主变压器，主变压器各侧电压为330，110和35 kV，110 kV系统为双母接线，事故当天母线联络开关在合位，主接线如图1所示。

＃1，＃2主变压器均采用PST1200系列微机主变压器保护装置，第1套保护为二次谐波闭锁原理差动保护+后备保护，第2套保护为谐波对称原理差动保护+后备保护，双套保护分别组屏，文中以A，B屏表述，每面屏的交流电流及交流电压回路相互独立。

112出线为某110 kV变电站备供电源线路，事故当天为热备用状态，重合闸未投入。112开关保护采用CSC-163A微机线路保护装置，配有光纤差动保护，实现全线速动功能。

图1 某变电站一次主接线

1.2 事故过程

2011-04-27 T 17：42，112出线保护启动，分相差动出口，开关跳闸（重合闸未投入）。保护动作电流为27.63A，变压器电压比为750／5，相别A相，故障测距5.406 km。同时，＃1主变压器A屏差动保护动作，主变压器各侧开关跳闸。

2 事故调查

跳闸发生后，相关人员分别对112出线跳闸、＃1主变压器跳闸原因进行调查。

（1）112出线光纤纵差保护动作原因为：线路下方大型混凝土泵车进行沟道垫层灌注作业时，与导线的安全距离不满足规定，线路对其放电，导致开关跳闸。

（2）在对＃1主变压器二次回路检查时发现，＃1主变压器A屏电流二次回路B相两点接地，并且在故障跳闸前，A屏高后备保护有频繁启动现象。＃1主变压器B屏差动及后备保护在跳闸时保护启动，未动作。

3 跳闸原因分析

3.1 保护动作行为分析

2011-04-27 T 17：42，＃1主变压器A屏差动保护动作出口，保护动作报文见表1。主变压器差动保护定值为：差动动作电流0.180 A，比率制动斜率0.5，根据说明书，最小制动电流为高压侧额定电流0.321A。按照装置保护动作电流绘制装置比率制动特性图，如图2所示，＃1主变压器差动保护故障录波如图3所示。

图2 比率制动特性图

从图2可以看出，A相、B相差流均在保护动作范围内，而在图3中可以发现B相电流有异常增大现象，根据装置相位平衡转换公式

B相电流异常增大后，A相、B相差流会受到影响，而C相差流正常。

3.2 保护动作原因分析

主变压器区外中压侧发生A相接地故障时，高压侧及中压侧A相会流过故障穿越电流，对于差动保护回路而言，制动电流将远大于差动电流，从而说明故障不在保护动作区域内，保护不会动作。

表1＃1主变压器差动保护动作报文

图3＃1主变压器差动保护故障录波图

因3311开关电流互感器（CT）户外二次接线盒处B相引出导线绝缘，损坏了接触外壳，导致B相存在两点接地现象，如图4所示。在正常运行时，两接地点之间存在较小的电位差，使高压侧电流发生相应的变化，A屏高后备保护在事故前的频繁启动便是受此影响。当区外接地故障时，由于二次回路两接地点之间存在地电位差，从而产生了零序电流，这一电流以两接地点及装置B相小CT为回路，导致B相电流增大，增加了差动回路中的不平衡电流，使差动保护误动作。

图4 高压侧电流两点接地二次回路图

4 防范措施

（1）实时监控保护装置发出的各种保护信号，分析信号出现的原因。在此次跳闸事故中，如果提早发现＃1主变压器A屏高后备保护频繁启动，及时查找原因，就能避免差动保护误动作。

（2）应提高对CT二次回路的验收、检验质量，严格规范施工工艺，杜绝事故隐患。

（3）全面检查电流互感器二次回路的绝缘是否满足要求，利用通流试验检查二次回路有无异常。

5 结论

当电流二次回路发生两点接地时，可能会导致继电保护装置区内拒动及区外误动。变压器差动保护的重要性决定了一旦差动保护误动或拒动，均会影响系统的安全、稳定运行，影响用电的可靠性。因此，变电站从验收到正常运行阶段，均应加强对设备及回路的检查，动态分析设备有无异常，及时发现问题，避免事故发生，提高保护动作的可靠性和电网的安全性。

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（本文责编：弋洋）

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：B

：1674-1951（2015）01-0055-03

廖洪涛（1979—），男，宁夏银川人，工程师，从事电力系统继电保护工作（E-mail：nxlht_79＠163.com）。

2014-06-16；

2014-10-15