电流回路多点接地对变压器差动保护的影响

电流回路多点接地对变压器差动保护的影响

李伟

吕梁供电公司，山西吕梁033000

摘要：本文通过现场具体实例，提供了大量的实测数据作佐证，详细地论证了主变差动电流回路多点接地形成的原因，并对其造成变压器差动保护误动的过程做出分析，辅以试验验证，提出解决问题的措施，并强调了差动保护CT回路一点接地及接地点选择的重要意义，对现场工作具有现实指导价值。

关键词：CT回路多点接地；差动保护误动；分析

0引言

在电力系统中，二次回路对保障系统安全运行起到非常重要的作用。系统正常运行情况下，为了保证人身和设备的安全，《电力作业现场安全规程》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。同时为了保证继电保护和自动装置的正确工作，要求电流回路一点接地。但是，变电所电流二次回路连接设备繁多，延伸范围广，常常由于人为的接线错误或一些不可避免的自然规律，如绝缘的老化等，出现在一个电气连接的二次回路中出现多点接地，而且系统的二次回路大部分在室外，绝缘损坏的几率大，多点接地导致保护的不正确动作，造成大面积停电事故在系统屡屡发生。

1主变误动过程分析

某110KV变电站，有一台容量20MVA，电压比121KV/38.5KV/10.5KV，接线组别YN/-yn0/△-12-11的变压器，配置常规BCH-1电磁型差动保护。该主变投运时，向量测试完全正确。经多年运行和多次外部短路故障的考验，无误动情况。2004年，该主变中压侧所带一条35KV出线发生线路短路故障，在35KV线路保护动作的同时，主变差动保护也同时动作跳闸。毫无疑问，这是一次主变差动保护误动事故。

事故后，我们对该主变差动保护外部回路进行仔细的检查，未发现问题。为了分析主变差动保护误动原因，我们将该主变10KV低压侧开关停运，对其110KV、35KV侧差动保护向量进行第一次测试，结果见表一。

从第一次向量测试结果分析得出，该主变110KV、35KV侧电流相位基本没有问题，两侧相角相差1800，但是，110KV、35KV侧B相电流数值明显不平衡，有0.7A差流。而且中性线上也出现了电流，且110KV侧和35KV侧B相电流不平衡电流数值大小正好和中性线上出现的电流数值相等。

通过对主变端子箱所有保护、测量CT回路进行检查后发现，主变后备保护用B相CT开路。将其封死，对其110KV、35KV侧差动保护向量进行第二次测试，结果见表一。

表一：第1次、第2次向量测试结果

从第二次向量测试结果分析得出，主变后备保护B相开路对测量结果有明显影响，B相差流明显减小，但仍然有0.4A差流存在。电流之间的相位基本正确。

从第1、2次向量测试结果电流之间的相位基本正确可以判断CT回路接线没有问题。B相出现的差流和中性线上出现的电流数值说明CT回路存在分流现象。

为了彻底查清问题，我们对该主变10KV侧差动回路进行了检查，在主变10KV开关柜内发现其星形接线N有一处接地点，将其星形接线N接地点解开后，对其110KV、35KV侧差动保护向量进行测试，结果B相差流消失，中性线上电流数值为零。测试结果虽然正确，但分析认为主变10KV开关柜内接地点打开并不能解释主变后备保护B相开路造成B相分流原因。

再将端子箱处其它多组CT（测量、仪表、保护、计量）接地点解开，将所有CT回路接地点改在主控，并恢复原差动回路CT接地点，测试结果完全正确。

由于主变端子箱后备保护B相开路和其它多组CT接地点对测试结果有影响，我们分析认为，主变35KV侧CT内部回路肯定有接地点存在，将所有CT（测量、仪表、保护、计量）回路接地点改在主控室，B相差流消失的原因极可能是因为负荷电流小，分流太小，仪表无法测试出来。

为验证以上分析，对中压侧所有CT回路进行绝缘测试。测试结果表明：CT外部回路接线，即端子箱到保护、测量部分电缆绝缘良好，端子箱到机构端子箱电缆绝缘良好。对CT本身进行测试，发现有多组CT绝缘损坏接地。分析其形成原因认为：我们知道电流互感器倘若二次发生开路，一次电流将全部用于激磁，使铁芯严重饱和。交变的磁通在二次线圈上将感应出很高的电压，其峰值可达几千伏甚至上万伏，这么高的电压作用于二次线圈及二次回路上，将会线圈绝缘因过热而烧坏开路点。原后备保护CT回路B相长期开路，感应的高电压造成该CT绕组绝缘损坏接地。

进一步分析认为，端子箱接地点的解除，只是降低了分流作用，并没有去掉分流作用，在较大负荷下，还会有差流出现，选择高峰负荷测量，对其110KV、35KV侧差动保护向量进行第三次测试，结果见表二。

表二：第3次、第4次向量测试结果

第3次向量测试结果充分说明我们分析问题正确。

后经对中压侧开关套管CT和相应接线进行处理，绝缘测试良好。在大负荷下，对其110KV、35KV侧差动保护向量进行第四次测试，结果如表二。

各相差动继电器差压：UA=40mVUB=90mVUC=40mV,测试结果验证了以上分析是正确的。

简单分析CT内部有接地点其形成机理如下：如下图所示

CT内部有接地点，端子箱有接地点，两个接地点存在地网电阻Rg，端子箱接地点存在时，Rg较小，分流大，B相减少越多，当接地点改在主控时，由于Rg较大，分流明显减弱，相量测试结果正常。另外，CT开路有高压，有较大的入地电流，使分流作用明显，所以测试结果是可解释的。

2结束语

在电力系统中，二次回路对保障系统安全运行起到非常重要的作用。系统正常运行情况下，为了保证人身和设备的安全，《电力作业现场安全规程》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。同时为了保证继电保护和自动装置的正确工作，部颁反措要点要求电流回路一点接地。但是，变电所电流二次回路连接设备繁多，延伸范围广，常常由于人为的接线错误或一些不可避免的自然规律，如绝缘的老化等，出现在一个电气连接的二次回路中出现多点接地，而且系统的二次回路大部分在室外，绝缘损坏的几率大，多点接地导致保护的不正确动作，造成大面积停电事故在系统屡屡发生。

在实际工作中，造成CT回路多点接地主要有以下几点：(1)主控室内控制屏和保护屏分别接地，引起两点接地。(2)10kV开关柜出厂时电流二次回路接地点已和断路器外壳连接，在安装中开关柜与接地网连接，已有一点接地，又在控制室接地，造成电流回路两点接地。(3)在对变电所的改造中，将接地点改接在控制室，将户外端子箱接地点解开，但由于人为疏忽，造成电流回路两点接地。(4)电流二次回路绝缘损坏接地，造成电流回路两点接地。(5)CT绕组绝缘损坏接地

此现场实例表明，不仅是差动保护回路的CT一点接地及接地点选择问题非常重要，其它类型保护CT回路接地问题同样非常关键！在执行部颁反措要点时，应将多组CT回路独立接地，并且统一接地点在主控制室。这样，接地点标志明显，便于检查、管理，不易形成多点接地。即使CT回路绝缘破坏造成多点接地，也能最大程度地减少分流，使影响降到最小。由于CT回路多点接地没有监察装置，使缺陷不能及时发现处理，所以必须非常重视CT回路绝缘测试，应保证定期测试。