專利名稱：地電流入侵差動模擬通道導(dǎo)致其誤動的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地電流入侵差動模擬通道導(dǎo)致其誤動的檢測方法，屬 于電力系統(tǒng)變電站保護技術(shù)領(lǐng)域。
(二)
背景技術(shù)：
變壓器差動保護的目的是在變壓器內(nèi)部出現(xiàn)故障時，無延時跳開變壓 器各側(cè)斷路器，保護變壓器本體、各側(cè)引線和套管，并躲開勵磁涌流、區(qū) 外故障引起的穿越陛電流的影響。但近幾年來電力系統(tǒng)出現(xiàn)的地電流入侵 差動保護模擬量通道并導(dǎo)致其誤動作等問題，造成了多次變電站與發(fā)電機 組的大面積停電事故，給電網(wǎng)的穩(wěn)定運行帶來了嚴(yán)重威脅。
例如，發(fā)電廠出現(xiàn)了地電流入侵保護模擬量通道母線差動保護的誤動
跳閘，嚴(yán)重影響了機組的正常運行。2004年7月24日13時42分，萊蕪 電廠110KV六南線0. 95km處A相遭雷擊，六南線3911開關(guān)保護零序I段 與過流I段出口動作，六南線開關(guān)跳閘。同時，llOkVII母線母差保護動作， 連接于110kVII母線的設(shè)備包括ttl主變3901開關(guān)、tt3主變110kV側(cè)3903 開關(guān)、高壓備用廠變3900開關(guān)、六銀線3912開關(guān)、六谷線3916開關(guān)、六 萊線3917開關(guān)全部跳閘，電廠內(nèi)外系統(tǒng)一片混亂。
再如，500kV濱州等變電站，出現(xiàn)了地電流入侵保護模擬量通道導(dǎo)致 變壓器差動保護誤動跳閘的問題，影響了電網(wǎng)的安全運行。2004年6月10 日12時56分，220kV華雙線發(fā)生C相單相接地故障，500kV濱州站井3主 變壓器B屏差動保護在區(qū)外線路發(fā)生單項接地故障時誤動跳閘，經(jīng)檢査發(fā) 現(xiàn)該變壓器35kV側(cè)C相CT 二次側(cè)C4401對地的絕緣損壞，如此導(dǎo)致CT 二次C4401， N4401兩點接地。當(dāng)線路上發(fā)生接地故障時由于地電流的作用 引起變電站地電位的變化，在差動保護電流輸入端C4401、 N4401之間外加 了一個電壓Au，該電壓產(chǎn)生一個附加的電流AI，其數(shù)值達到了保護的整 定值，造成了保護的誤動作。
地電流入侵差動保護模擬量通道導(dǎo)致其誤動作的問題由來已久，之前 的資料中雖有相關(guān)報道，但其故障的類型、解決與分析的問題思路相差甚 遠。類似于上述實例所講的運行變電站內(nèi)出現(xiàn)的，電力系統(tǒng)故障的地電流 入侵差動保護模擬量通道并導(dǎo)致其誤動作的問題，長期以來一直沒有合適的方法判斷并確認這一故障的原因。
發(fā)明內(nèi)容
因此，針對目前無法判斷并確認地電流入侵差動保護模擬量通道導(dǎo)致 其誤動作的問題，本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種地電流入侵差動模擬通道導(dǎo) 致其誤動的檢測方法，能夠找到并確認這種導(dǎo)致差動模擬通道誤動跳閘的 原因是地電流入侵差動保護模擬量通道所造成的，利于后續(xù)工作的展開。 為了實現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案 該發(fā)明地電流入侵差動模擬通道導(dǎo)致其誤動的檢測方法，在變電站差 動保護動作后，并在確認差動保護裝置動作信號正常的條件下進行包含如 下步驟的檢測工作
1) 檢測CT 二次回路是否存在除設(shè)計接地點之外的第二接地點；
2) 確認所說的第二接地點位于變壓器的中性點附近；
3) 根據(jù)變電站故障錄波資料數(shù)據(jù)，確定變電站的出線和/或相鄰系統(tǒng)在 上述變電站差動保護動作前瞬間發(fā)生了系統(tǒng)接地故障；并且
4) 檢測與兩個接地點相關(guān)的一組CT，對其兩個二次繞組電流進行比
較，判斷是否兩者幅值差>10%、相位差>5°;
若存在上述第二接地點，且該第二接地點位于變壓器中性點附近，并
存在上述系統(tǒng)接地故障，以及兩個二次繞組電流的幅值差〉10。/。、相位差 〉5°，則確認為地電流入侵差動模擬通道導(dǎo)致其誤動。
根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案可知，本發(fā)明通過檢測第二接地點，以及根據(jù)
系統(tǒng)故障記錄資料和對兩個CT 二次繞組進行電流測試來確認是否是地電 流入侵差動模擬通道導(dǎo)致其誤動，檢測方法簡便，可以在短時間內(nèi)完成檢 測。另一方面，如果存在第二接地點，且該第二接地點位于變壓器中性點 附近，也就是CT 二次兩個接地點形成后，接地故障電流可以在兩個接地 點之間形成較大的電位差，導(dǎo)致系統(tǒng)接地故障電流直接分流到變壓器差動 保護的模擬量輸入通道，參與正常的采樣、計算等程序，到達設(shè)定值后產(chǎn)生保護動作，采用檢測所述第二接地點的方式具有準(zhǔn)確性高的特點；而本 方案步驟3)和4)則用于進一步確認模擬量輸入通道誤動的原因是地電流 入侵造成的，從而可以準(zhǔn)確的確認這一原因，為后續(xù)的故障處理提供依據(jù)，
并據(jù)此有針對性地提供相應(yīng)的防范措施。
上述地電流入侵差動模擬通道導(dǎo)致其誤動的檢測方法，所說的兩個二 次繞組為差動保護電路和故障錄波系統(tǒng)。
所述第二接地點的檢測方法是首先斷開設(shè)定接地點，其后通過對地絕 緣電阻法檢測CT 二次回路除該設(shè)定接地點外是否還存在對地絕緣電阻為 0MQ的點。
所說中性點附近指與中性點間的絕緣電阻為OM Q的區(qū)域。。
(四)


下面結(jié)合說明書附圖來具體說明一下本發(fā)明的技術(shù)方案，使本領(lǐng)域的 技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明，其中
圖1為220kV華雙故障時的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為500kV濱州變電站一次系統(tǒng)圖。
圖3為主變差動保護原理接線圖。
圖4為主變差動保護展開接線圖。
圖5為CT 二次電流已進入保護的動作區(qū)。
圖6為零序電流在二次回路中被抵消。
圖7為當(dāng)系統(tǒng)單相接地故障時地電流進入保護。
圖8為雷電對地放電回路。
具體實施方式
本實施例通過具體分析濱州站的變壓器差動保護在區(qū)外線路發(fā)生單
項接地故障時誤動跳閘，展示了在尋找故障的檢測方法、在確定地電流入 侵保護模擬量通道導(dǎo)致其誤動作的原因。
參見說明書附圖1，途中粗線為500kV線路，細線為220kV線路。500kV 濱州站弁3主變壓器B屏差動保護在區(qū)外線路發(fā)生單項接地故障時誤動跳 閘，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)該變壓器35kV側(cè)C相CT 二次側(cè)C4401對地的絕緣損壞， 如此導(dǎo)致CT 二次C4401, N4401兩點接地。當(dāng)線路上發(fā)生接地故障時由 于地電流的作用引起變電站地電位的變化，在差動保護電流輸入端C4401、N4401之間外加了一個電壓Au，該電壓產(chǎn)生一個附加的電流AI，其數(shù)值 達到了保護的整定值，造成了保護的誤動作。
其故障現(xiàn)象如下2004年6月10日12時56分，220kV華雙線發(fā)生 C相單相接地故障，故障時的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖l。同時濱州站弁3主變保護B 屏差動保護動作；#3主變5012、 5013、 203開關(guān)跳閘；弁3所用變低壓側(cè) 401開關(guān)跳閘；#3主變壓器停電。濱州站的系統(tǒng)情況見圖2。
故障時濱州站天氣晴好，站內(nèi)無任何操作。#3主變壓器帶有功負荷 126.9MW、無功負荷53.9Mvar。高壓側(cè)電流150A、中壓側(cè)電流350A、低 壓側(cè)只帶#3所用變壓器運行，電流接近0A。
保護室內(nèi)3號主變保護B屏上"II跳閘動作"、"保護2動作"、"跳閘 位置"、"保護動作"指示燈亮，液晶顯示屏顯示"差動動作"，保護打印報 告為C相故障。
保護打印報告所提供的故障瞬間B屏差動保護低壓側(cè)電流與A屏比 較，差別較大，A屏為O.OIA， B屏為5.3A，所以重點對#3主變室外的 二次回路絕緣以及B屏差動保護裝置的采樣回路進行了檢査，結(jié)果如下。
弁3主變保護B屏差動保護裝置采樣試驗結(jié)果正確。
#3主變C相本體低壓側(cè)套管CT 二次接線端子至主變本體端子箱的 電纜中Tlc-2S1線芯對地絕緣為零，電流互感器二次線圈絕緣均異常。
#3主變C相本體低壓側(cè)套管CT 二次回路通電情況。在甩開上述接 地線芯的條件下，對CT 二次回路通電時B屏差動保護裝置顯示采樣值與 所加電流一致；CT二次回路帶上述接地線芯后，在CT 二次側(cè)通入14.0A 電流時，保護裝置顯示采樣值為5.4A，說明接地線芯有明顯分流。更換備 用芯后絕緣正常，在CT 二次側(cè)通入10.0A電流時，保護裝置所顯示的采 樣值為IO.OA。
檢查結(jié)果表明3號主變B屏差動保護存在誤動現(xiàn)象。
在此需要看一下主變差動保護的接線與原理，主變差動保護為比例制 動原理的微機保護，其原理接線見圖3、展開接線見圖4。
1、正常及區(qū)外接地故障時
系統(tǒng)正常及區(qū)外接地故障時，變壓器三側(cè)零序電流處于平衡狀態(tài) 500kV側(cè)三相差電流一3i01二0; 220kV側(cè)三相差電流一3i02i; 35kV側(cè)靠接線慮掉了零序電流；因此，系統(tǒng)正常及區(qū)外接地故障時保護不會動作。 2、區(qū)內(nèi)接地故障時
當(dāng)變壓器發(fā)生差動保護的區(qū)內(nèi)接地故障時，三相差電流-0，數(shù)值達
到定值時保護動作跳閘，其動作特性見圖5。
下面是對差動保護誤動的原因分析
1、 主變35kV側(cè)輸入B屏的電流進入了保護的動作區(qū)
主變35kV側(cè)CT 二次輸入B屏的5.3A電流己進入保護的動作區(qū)，因 此保護裝置動作是毫無疑問的，關(guān)鍵是弄清楚5.3A的電流時怎樣產(chǎn)生的。 從原理上講35kV側(cè)為負荷側(cè)，當(dāng)220kV系統(tǒng)發(fā)生故障時，該側(cè)不可能提 供短路電流；再者35kV側(cè)CT二次不反映零序電流，因為220kV單相接 地故障時35kV側(cè)三角形中形成的環(huán)流正好使兩者在二次線中抵消，零序 電流被抵消的電路見圖6。
2、 35kV側(cè)的二次電流是CT兩點接地造成的
35kV側(cè)CT 二次的電流是CT兩點接地引起的，并非是由一次電流感 應(yīng)到二次的結(jié)果。假如是一次電流感應(yīng)到二次的話，兩個保護屏得到的數(shù) 據(jù)基本是對一致的，但現(xiàn)在只有B屏有電流而A屏沒有。
當(dāng)220kV系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，兩點接地的保護輸入CT回路從 地電流中得到分流，此分得的電流值正是起動保護并使之動作的電流。單 相接地故障時的電流分布電路見圖6。
3、 二次回路的第二接地點是二次絕緣擊穿所致 當(dāng)雷電對地放電或220kV系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，變電站地網(wǎng)中有
電流流過，見圖7。此時變壓器側(cè)二次電纜外層對CT固有接地點(位于 保護室)的電位不再是零，變壓器中性點處電位升高最大，在絕緣薄弱的 環(huán)節(jié)被擊穿，造成了 CT二次回路的第二個接地點，這是導(dǎo)致保護誤動作 的根源所在。
4、 結(jié)論
綜上所述，可以得到如下結(jié)論
是一次系統(tǒng)接地故障使地電位提高導(dǎo)致了 C4401的電纜線絕緣的損壞。
是一次系統(tǒng)接地的短路電流直接輸入差動保護并使其動作，造成了#3 主變跳閘。
權(quán)利要求
1.一種地電流入侵差動模擬通道導(dǎo)致其誤動的檢測方法，其特征在于在變電站差動保護動作后，并在確認差動保護裝置動作信號正常的條件下進行包含如下步驟的檢測工作1)檢測CT二次回路是否存在除設(shè)計接地點之外的第二接地點；2)確認所說的第二接地點位于變壓器的中性點附近；3)根據(jù)變電站故障錄波資料數(shù)據(jù)，確定變電站的出線和/或相鄰系統(tǒng)在上述變電站差動保護動作前瞬間發(fā)生了系統(tǒng)接地故障；并且4)檢測與兩個接地點相關(guān)的一組CT，對其兩個二次繞組電流進行比較，判斷是否兩者幅值差＞10％、相位差＞5°；若存在上述第二接地點，且該第二接地點位于變壓器中性點附近，并存在上述系統(tǒng)接地故障，以及兩個二次繞組電流的幅值差＞10％、相位差＞5°，則確認為地電流入侵差動模擬通道導(dǎo)致其誤動。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地電流入侵差動模擬通道導(dǎo)致其誤動 的檢測方法，其特征在于所說的兩個二次繞組為差動保護電路和故 障錄波系統(tǒng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地電流入侵差動模擬通道導(dǎo)致其誤動 的檢測方法，其特征在于所述第二接地點的檢測方法是首先斷開設(shè) 定接地點，其后通過對地絕緣電阻法檢測CT 二次回路除該設(shè)定接地 點外是否還存在對地絕緣電阻為0MQ的點。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的地電流入侵差動模擬通道導(dǎo)致其誤動 的檢測方法，其特征在于所說中性點附近指與中性點間的絕緣電阻 為0MQ的區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種地電流入侵差動模擬通道導(dǎo)致其誤動的檢測方法。若CT二次回路存在第二接地點，且該第二接地點位于變壓器中性點附近，并存在上述系統(tǒng)接地故障，以及兩個二次繞組電流的幅值差＞10％、相位差＞5°，則確認為地電流入侵差動模擬通道導(dǎo)致其誤動。本發(fā)明能夠找到并確認這種導(dǎo)致差動模擬通道誤動跳閘的原因是地電流入侵差動保護模擬量通道所造成的，利于后續(xù)工作的展開。
文檔編號G01R31/02GK101556300SQ20091001488
公開日2009年10月14日 申請日期2009年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月11日
發(fā)明者井雨剛, 劉延華, 周大洲, 張國輝, 牟旭濤, 昕 王, 濤 王, 王大鵬, 蘇文博, 高廣玲 申請人:山東電力研究院