一起电压互感器二次回路缺陷引起保护装置误动事故的分析

第３４卷第６期　２０１２年６月　华电技术　Ｈｕａｄｉａｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏ１．３４　Ｎｏ．６　Ｊｕｎ．２０１２　一起电压互感器二次回路缺陷引起保护装置　误动事故的分析　魏刚，王小琪　（长治供电分公司，山西长治０４６０１１）　摘要：电压互感器的二次回路接线是关系到电网安全的重要因素，如果其中存在缺陷，在一定条件下很容易导致保护　装置的误动。介绍了一起由于电压互感器二次回路缺陷而引起的保护误动事故，分析了误动的原因并提出了相应的解　决措施。　关键词：电压互感器二次回路；保护装置；误动；分析　中图分类号：ＴＭ　７７３　文献标志码：Ｂ　文章编号：１６７４—１９５１（２０１２）０６—００５４—０２　线ｌ　ｌ　０　引言　随着电力系统的不断发展和微机保护装置的普　遍应用，因电压互感器二次回路的缺陷直接或间接　路）由　一　１ｒ　’　引发继电保护及安全自动装置误动，造成开关跳闸　的事故时有发生，导致电网的安全、稳定运行水平下　降，使电力用户供电可靠性受到影响，甚至影响了整　个变电站或电网继电保护的安全、可靠运行　Ｊ。　近来，继电保护人员对电压互感器的二次回路　越来越重视，规定电压互感器二次回路只允许一点　一　●－●－　ｆ—　Ｉ—　Ｉ一　＼Ｌ＿一　潞１　口　ｆ　线路２宁　图１运行接线图　接地。为了降低干扰电压，接地点宜选在保护控制　室内，电压互感器的二次回路及三次回路应在开关　站处分别引出并在保护控制室内一点接地　Ｊ，一定　程度上保证了电压互感器采样的正确性。但在实际　工作中，电压互感器二次回路中出现的缺陷有时直　接影响了保护装置的正确动作，而这些缺陷往往隐　蔽性很强，不易被发现。　２２０ｋＶ线路保护装置录波数据后发现，在１１０　ｋＶ线　路故障的同时，２２０　ｋＶ线路装置纵联方向保护误动　作，导致断路器跳开该线路。　对故障录波图数据进行分析可知，１　１０　ｋＶ线路　故障时，２２０　ｋＶ母线电压以及各个２２０　ｋＶ线路电流　都受到影响，并且２２０　ｋＶ线路保护装置都在故障发　生时有启动记录。误动装置的启动记录与其他装置　启动记录一致，而它的零序电压却与其他装置几乎　反向，导致纵联方向保护的零序方向元件判断为正　向区内故障。由于对侧保护装置判断的也是正向故　１　事故经过　２０１１年６月，某２２０ｋＶ变电站发生了一起２２０　ｋＶ保护装置误动事故，事故前该变电站运行接线图　如图１所示。　在该事故发生时，１１０　ｋＶ线路１发生Ａ相接地　障，所以两侧纵联方向保护动作，无延时地跳开了进　线１两侧的断路器。　故障，１１０ｋＶ线路保护正确动作，跳开故障线路１的　断路器；同时，一条２２０　ｋＶ线路进线１的保护装置　动作，跳开２２０　ｋＶ进线１的断路器。　通过以上分析发现可知，正是因为保护装置采　集到的零序电压反向（保护装置使用的是自产零序　电压），使得保护装置将反向的区外故障判断为区　内的正向故障，从而导致了保护装置的误动作。　２动作情况分析　事故发生后，分别调取２２０　ｋＶ故障录波器和该　３　原因调查及分析　收稿日期：２０１２—０２—２２　经过对２２０ｋＶ　Ｉ母电压互感器极性、变比的测　第６期　魏刚，等：一起电压互感器二次回路缺陷引起保护装置误动事故的分析　・５５・　试，排除了电压互感器损坏的可能性；同时，对保护　装置的采样和动作特性进行试验，也排除了保护装　置出错的可能性，因此，将事故原因定位于二次回路　接线方面。　对２２０　ｋＶ　Ｉ母电压互感器二次回路进行检查，　各组电压的接线都正确，保护、测量、计量的Ｎ相均　由单独的电缆引至主控室，在主控室一点接地且接　地良好　ｊ。由于保护误动的原因是零序电压异常，　所以对电压互感器二次回路的Ｎ相接线进行了重　点检查，发现其二次回路的保护、测量、计量的Ｎ相　虽然都是分别由不同电缆引至主控室一点接地，但　在端子箱处的Ｎ相也进行了短接。同时，对二次电　缆的走向进行分析，发现计量的二次电缆与保护、测　量的二次电缆相距较远，形成了一个闭环状接线。　２２０ｋＶ　Ｉ母电压互感器的二次回路接线情况如图２　所示。　ＹＨＡ　Ａ６３０　／ＶＶ、，＼＿—Ｅｊ—／　ＹＨＢ　，　Ｂ６３０　＿，ＶＶＶ＼＿—　ｊ　ＹＨＣ　Ｃ６３０　＿，ｖｖｖ　—　ｊ｝＿／　ＹＨａ　Ａ６３０　＿，Ｖｖｖ＼＿—　；｝　ＹＨｂ　Ｂ６３０　／ｖ＾ｎ＾——Ｅ　Ｃ６３０　，　图２二次回路接线图　根据法拉第电磁感应定律，放在变化磁通量中　的导体会产生电动势，这种现象称为电磁感应现象，　电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的磁通　变化率成正比。感应电动势用占表示，即占：　ｎＬｌ＠／Ａｔ＿４　（式中：ｎ为感应线圈匝数；Ａ￣／Ａｔ为磁通　量的变化率）。　在１１０ｋＶ线路发生故障时，变电站中磁场发生　了变化，使得保护用的电压互感器二次回路的Ｎ相　中产生了一个感应电动势　，由于误动线路的保护　装置使用的是自产零序电压３Ｕ　，经过叠加，导致　计算出的零序电压失真，方向反向，形成３Ｕ　，使得　本来在３Ｕｏ动作区外的３厶进入了３　。的动作区，　导致了保护装置的误动。其零序电压向量图如图３　所示。　根据以上推断，将保护与计量Ｎ相在端子箱的　短接线断开，解开了Ｎ相的闭环状接线，该线路运　行至今，没有再出现过误动的情况。以上分析可以　解释此次故障的所有特征，证明了分析的正确性。　３Ｕ０　图３零序电压向量图　４　结束语　电压互感器二次回路的缺陷是造成此次事故的　根本原因，经过对该地区所辖变电站的调查研究发　现，这种缺陷具有一定的普遍性，尤其是在运行时间　较长的变电站中比较常见。当变电站中的磁场发生　变化时，这种缺陷就会在一定条件下造成保护装置　的误动作。　为了保证电网的安全、稳定运行，应该将所有线　路端子箱上的电压互感器二次回路保护、测量、计量　Ｎ相的短接线去掉，从而将２条电缆分开，保证这３　组回路的Ｎ相只在主控室短接后一点接地。这样，　就可有效避免本文中类似故障的发生。　参考文献：　［１］陈杰云．一起２２０　ｋＶ线路保护误动事故的分析和处理　［Ｊ］．南方电网技术，２００８（１）：６７—７４．　［２］国家电网公司．国家电网公司十八项电网重大反事故措　施［Ｍ］．北京：中国电力出版社，２００５．　［３］国家电力调度中心．电力系统继电保护实用技术问答　［Ｍ］．北京：中国电力出版社，１９９７．　［４］ＤＬ／Ｔ　５１３６－－２００１，火力发电厂、变电所二次接线设计技　术规程［Ｓ］．　（编辑：刘芳）　作者简介：　魏刚（１９８５一），男，山西沁县人，工学硕士，从事继电保　护技术研究工作（Ｅ—ｍａｉｌ：ｗｅｉｇａｎｇ１２３１９９＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｒｎ．ｃｎ）。　王小琪（１９７４～），男，山西长治人，国家电网技术专家，　高级工程师，从事继电保护技术研究及管理方面的工作。