一起二次回路两点接地引起保护误动的事件分析

运行与维护
124丨电力系统装备 2020.8
Operation And Maintenance
电力系统装备
Electric Power System Equipment
2020年第8期
2020 No.8
在电力系统中，二次回路对保障系统安全稳定运行起到非常重要的作用。

电流及电压互感器二次回路必须有且只有一点接地，其原因是为了人身和二次设备的安全。

在有电连通的几台（包括一台）电流互感器的二次回路上，必须只能通过一点接于接地网。

因为一个变电所的接地网并非实际的等电位面，因而在不同点间会出现电位差。

如果一个电连通的回路在变电所的不同点同时接地，地网上的电位差将窜入这个连通的回路，有时还造成不应有的分流，从而导致保护装置误动[1]。

本文介绍一起发生在换流站的二次回路两点接地引起交流滤波器大组差动保护与过流保护误动的事件，并提出建议。

1 事件简述
1.1 概况
该换流站为送端换流站，额定输送容量3000 MW ，2007年12月22日双极投运。

500 kV 交流场为一个半断路器接线方式，故障前5031、5032断路器停电检修，5033断路器正常运行。

5032断路器为中断路器，该CT 二次共有9个线圈，分别为：X1第三大组交流滤波器联线保护1、X2第三大组交流滤波器联线保护2、X35 032断路器保护、X4 500 kV#1B 站用变保护2、X5 500 kV#1B 站用变保护1、X6交流就地控制接口屏及3个备用线圈。

第三大组交流滤波器差动保护（87C1）采用西门子公司生产的7UT612保护装置，差动保护定值为0.6A （0s ）；第三大组交流滤波器过流保护（50/51）采用西门子公司生产的7SJ610保护装置，过流保护I 段定值为1A （0.2s ），过流保护II 段定值为0.25A （1s ）。

现场5033、5032断路器的电流回路分别进入7UT612分相差动保护装置后，取合流进入7SJ610过流保护装置。

1.2 故障经过
15时32分48秒，500 kV 第三大组交流滤波器联线保护1中的A 相差动保护和过流保护、B 相差动保护和过流保护相继动作，跳开500 kV 第三大组交流滤波器进线5033断路器及581、582、583交流滤波器小组断路器，500 kV 第三大组交流滤波器退出运行。

1.3 原理简单介绍
差动保护基于电流比较。

在正常工作情况下，保护设备两侧（如图1所示）总是流过同样的电流i （虚线），此电流从保护区域的一端流入，从另一端流出。

如果实际CT 变比一样，在线路端的CT1和CT2可连接成带有二次电流I 的回路，测
量元件M 连接在电气平衡点，在正常工作运行或区外故障时，I 1+I 2=0，继电器不动作；区内故障时，I 1+I 2≠0，继电器动作。

i i i 1
i 1+i 2
i 2
CT2
CT1
I I I 1
I 1+I 2
I 2
M Protected
object
图1 两端差动保护基本原理
过流保护所用电气量取自大组母线上两个进线断路器（即5032、5033）CT 和电流构成，当任一相电流满足下列条件时，保护经延时跳闸或告警。

I ＞I op I op 为动作电流整定值。

2 检查情况及分析
故障发生后相关技术人员立即开展如下检查工作：
（1）核实故障二次回路的接线无异常、端子无松动、无接错现象。

（2）5032断路器CT 的X1端子（5032CT 线圈1）三相对地、相间绝缘正常，数据记录如下。

CT 端子箱至保护屏端子处
保护屏端子至回路封尾处
相间∞M Ω∞M Ω对地
∞M Ω
∞M Ω
（3）从5032断路器保护屏15D ：10、11、12、13端子靠CT 侧使用保护测试仪加量测试（5032CT 线圈3），5032CT 线圈1的A 、B 相电流为零，第三大组交流滤波器大组保护1采样无任何异常变化。

（4）对跳闸的第三大组交流滤波器A 相差流保护、B 相差流保护、过流保护的采样及功能进行了验证，未发现异常，采样测试及功能测试数据如表1-表3：
表1 采样测试
施加电流端子排
对应通道施加量（A ）采样值（kA ）-X6115033断路器CT 0.12/0.12/0.120.12/0.14/0.160.48/0.48/0.480.48/0.56/0.64-X612
5032断路器CT
0.12/0.12/0.120.12/0.14/0.16
0.48/0.48/0.480.48/0.56/0.64
［摘 要］文章通过介绍一起交流滤波器大组差动保护与过流保护的误动事件，从现象及理论分析，找出了引发该事件的原因为同一电流回路中不同电位差的两点接地，总结了经验教训，并提出了建议。

［关键词］两点接地；保护误动；原因与分析［中图分类号］TM595 ［文献标志码］A ［文章编号］1001–523X （2020）08–0124–02
Analysis of an Accident Caused by Two-point Grounding of the Secondary Circuit
Zhao Qun
［Abstract ］This article introduces a misoperation event of a large group of differential protection and overcurrent protection of an AC fi lter. From the phenomenon and theoretical analysis, it is found that the cause of the event is two points of different potential differences in the same current loop. Summarized lessons learned and made recommendations.［Keywords ］two-point grounding; protection misoperation; cause and analysis 一起二次回路两点接地引起保护误动的事件分析
赵　群
（中国南方电网有限责任公司超高压输电公司天生桥局，贵州兴义 562400）
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2020.8 电力系统装备丨125
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-X621581断路器CT 0.12/0.12/0.120.12/0.14/0.160.48/0.48/0.480.48/0.56/0.64-X622582断路器CT 0.12/0.12/0.120.12/0.14/0.160.48/0.48/0.480.48/0.56/0.64-X623
583断路器CT
0.12/0.12/0.120.12/0.14/0.16
0.48/0.48/0.480.48/0.56/0.64
表2 差动保护功能检验
施加电流端子排
对应通道施加量（A ）
动作情况-X6125032断路器CT 0.58不动作-X612
5032断路器CT
0.62
动作
表3 过流保护功能检验
施加电流端子排
对应通道施加量（A ）动作情况-X6125032断路器CT 0.23（2S ）不动作-X6125032断路器CT 0.27（2S ）1段动作（996ms ）
-X6125032断路器CT 0.98（0.5S ）不动作-X612
5032断路器CT
1.02（0.5S ）
1段动作（202ms ）
（5）采样板及装置内部无异常
对跳闸的第三大组交流滤波器A 相差流保护、B 相差流保护、过流保护采样板及装置内部进行检验，无异常。

（6）模拟CT 二次绕组两点接地故障，发现异常。

双极直流1000 MW 功率运行时，在5032断路器CT 端子箱处绕组1的X1：1端子接地，用钳表测量接地短接线上的电流，存在一个工频0.35 A 交流电流，过流保护动作，差动保护不动作，发现异常现象。

针对该异常，分别在双极功率变化时进行试验，测量短接线上的电流，数据如下：
双极直流功率短接线上的电流
1000 MW 0.35A 2000 MW 0.71A 2800 MW
1.23A
在直流双极功率2800 MW 运行时，短接线上的电流达到1.23 A ，并且第三大组交流滤波器联线保护1中的A 相差流及过流保护动作，查看故障录波，与故障时刻基本一致。

经现场分析，该窜入保护装置电流是由于接地网不同点之间存在随直流功率变化的电位差，当CT 回路出现两点接地时便会产生电流，其导通回路和故障波形如图2
所示。

短路故障点
二次回路接地点
U 过流保护
5033A 5033B
5033C
5032A
5032B 5032C
5032线圈一
5033线圈一
7UT612
A相差动
B相差动
C相差动
7SJ610
图2 CT 两点接地电流回路图及故障波形分析
为进一步验证分析的正确性，现场开展了两个接地点之间的电位差及电阻测量（直流功率2800 MW 时）：分别在第三大组交流滤波器大组保护1和5032断路器CT 端子箱内划开5032断路器CT 回路A 相端子，然后一端接地，另一端用万用表电压档测量电缆芯对地电压、两接地点之间的电阻值。

根据测量结果，两个接地点之间的交流电压为1.096 V ，两点之间的电阻1.0Ω。

I =U /R =1.096/1.0=1.096 A ，实际测量电流值为1.16 A ，和实际情况基本一致，进一步验证了推测的正确性。

3 结语
电流二次回路两点接地为本次事故的根本原因，而室内二次接地网和主接地网之间的电位差较大，产生较大二次电流也为此埋下了隐患（该换流站无室外二次接地网）。

对于3/2接线的和电流在串有几套保护和自动装置时，也容易出现两点或多点接地。

为减少电流二次回路两点接地的几率，提出以下几点建议：
（1）针对3/2接线方式的站点，应特别注意和电流形成的二次电流回路，在中断路器开展工作时，避免发生多点接地或失去接地点的情况；
（2）通过技术手段用绝缘胶布或专用工具，对工作中不允许触碰或改变状态的端子、压板、空开、把手、装置、元器件等进行包封、隔离；
（3）站内应设置二次接地网，在二次接地网未进行改造前，现场作业应将二次接地网隐患作为二次专业工作风险进行管控，工作前开展风险分析，并制定有效的控制措施及做好技术监督，同时提高人员风险意识。

参考文献
[1] 国家电力调度通信中心.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.。