電流互感器誤差引起事故分析

1、電流互感器誤差引起事故分析 1 事故簡(jiǎn)述2005年6月18日，某110kv變電所35kv線路遭到雷擊，該線路定時(shí)速斷跳閘，重合成功；同時(shí)該110kv變電所分段370斷路器定時(shí)速斷跳閘（重合閘停用），造成35kv段母線失電。2 原因分析及采取措施2.1原因分析該35kv線路與分段370斷路器的保護(hù)定值配置如圖1，從定值的配置分析，保護(hù)的定值是滿足選擇性的，即當(dāng)35kv線路近端故障時(shí)，由該線路速斷保護(hù)切除故障；當(dāng)35kv線路遠(yuǎn)處故障時(shí)，由該線定時(shí)速斷保護(hù)及過流切除故障。分段370斷路器保護(hù)作為35kv線路的后備保護(hù)，只有在35kv線路保護(hù)拒動(dòng)時(shí)才動(dòng)作跳閘。顯然，分段370斷路器保護(hù)越級(jí)跳閘屬于不正

2、確動(dòng)作。故障發(fā)生后，分別從該線路及分段370斷路器保護(hù)裝置本身、開關(guān)機(jī)構(gòu)、接線等方面逐一進(jìn)行了檢查。檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)保護(hù)裝置的采樣精度、定值、跳閘邏輯均正確，由于分段370斷路器定時(shí)速斷、該35kv線路速斷電流定值比較大，一次升流設(shè)備無法達(dá)到該電流值，因此，采用適當(dāng)降低定值后，進(jìn)行一次升流試驗(yàn)的，結(jié)果未發(fā)現(xiàn)問題。查閱有關(guān)資料，該線路于2000年投運(yùn)，投運(yùn)時(shí)曾做過10誤差曲線的校核，2000年8月曾有4次遭雷擊速斷動(dòng)作均正確，2005年1月份該線路保護(hù)裝置更換，但未進(jìn)行10誤差曲線的校核?？紤]到一次升流未能檢測(cè)到分段370斷路器定時(shí)速斷，和35kv線路速斷電流定值下的動(dòng)作情況，因此，進(jìn)行了電流互感器

3、的10誤差校核,以檢查變流是否精確。為了便于比較、分析，列出該線和分段上的電流互感器的伏安特性試驗(yàn)（見表1）、10誤差校核結(jié)果（見表2）。從表1看出伏安特性試驗(yàn)結(jié)果，裝在35kv分段上的電流互感器變比為400/5，它的伏安特性比較高，校核其10誤差要求能夠滿足，而裝在該35kv線路上的電流互感器變比為150/5，它的伏安特性比較低，校核其10誤差要求就不能夠滿足。查閱有關(guān)資料，35kv線路出口故障最大短路電流要達(dá)到3600a，該線上的電流互感器不能正確反映出如此大的故障電流，造成該35kv線路速斷拒動(dòng)，分段370斷路器定時(shí)速斷動(dòng)作。2.2采取措施當(dāng)電流10誤差不滿足要求時(shí)，可采用的解決方法有：

4、增大二次回路連接導(dǎo)線的截面，以減小二次回路總的負(fù)載電阻；選擇變比大的電流互感器，以降低二次電流，從而降低二次電壓；采用兩個(gè)同容量、同變比的電流互感器串聯(lián)使用，以增大輸出容量，此時(shí)電流互感器的等值容量增大一倍，但變比不變；采用飽和電流倍數(shù)高的電流互感器，其伏安特性較高，可以減小勵(lì)磁電流。由于該35kv線路上的電流互感器為lr-35，即套管式電流互感器，二次有多個(gè)抽頭（100/5、150/5、200/5、300/5），可供選擇不同的變比，因此將該電流互感器的變比更換成300/5，35kv線路出口最大短路電流下二次允許最大負(fù)載可達(dá)到2.0。更換后，該線上又多次遭受雷擊，均能正確動(dòng)作。3 校核電流互感

5、器10誤差的必要性分析引起電流互感器的誤差，主要因素有電流互感器鐵芯材料及結(jié)構(gòu)、二次負(fù)載、一次電流及一次電流的頻率。電流互感器鐵芯材料和結(jié)構(gòu)，直接影響鐵芯中的各種損耗，因此它對(duì)勵(lì)磁電流的大小和相位均有影響，將直接影響變比誤差和相角誤差。如果選型不當(dāng)，二次回路接入的負(fù)載過大，超出了所容許的二次負(fù)載阻抗時(shí)，在系統(tǒng)故障時(shí)，電流幅值很大，且含有非周期分量，勵(lì)磁電流的數(shù)值就會(huì)大大增加，而使鐵芯進(jìn)入飽和狀態(tài)，見圖2。當(dāng)電流互感器飽和之后，其內(nèi)阻大大減小，極限情況下近似等于零，一次電流仍為正弦波，而鐵芯中的磁通為平頂波，二次電流波形呈間斷波，二次電流大大減小，使互感器的誤差大為增加。這樣在系統(tǒng)故障時(shí)，保護(hù)裝

6、置就不能準(zhǔn)確的反映故障電流，就極有可能發(fā)生如上的越級(jí)跳閘事故。因此，規(guī)定了繼電保護(hù)用的電流互感器應(yīng)采用伏安特性陡度大、飽和電壓高的“d”級(jí)鐵芯，并根據(jù)實(shí)測(cè)二次回路負(fù)載，按出口最大短路電流驗(yàn)算10誤差應(yīng)滿足要求。4 電流互感器10誤差校核工作中的存在問題及改進(jìn)意見4.1電流互感器10誤差校核工作中的存在問題根據(jù)反措要點(diǎn)，對(duì)電流互感器10誤差的校核已再三強(qiáng)調(diào)。但在實(shí)際操作中仍存在盲點(diǎn)和誤區(qū)。對(duì)110kv及以上保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)用的電流互感器飽和問題是比較重視，但忽略了35kv及以下的饋線保護(hù)用的電流互感器10誤差的校核工作。重視新建或新投運(yùn)設(shè)備的10誤差的校核工作，卻忽略定期復(fù)核工作。其實(shí)由于上級(jí)電網(wǎng)

7、結(jié)構(gòu)變化，短路電流的增大，或保護(hù)裝置改造引起二次負(fù)載電阻的變化，以及由于某種原因，在原電流互感器更換后，可能未更換的電流互感器不滿足10誤差的要求，又未及時(shí)校核，就會(huì)存在保護(hù)拒動(dòng)或誤動(dòng)的事故隱患。如上所述的這起越跳事故，就是在該35kv線保護(hù)裝置改造后，未進(jìn)行復(fù)核導(dǎo)致的。4.2電流互感器10誤差校核工作中的改進(jìn)充分認(rèn)識(shí)到電流互感器誤差對(duì)保護(hù)的影響，將35kv及以下配電線路，保護(hù)用的電流互感器10誤差校核工作，也應(yīng)列入投運(yùn)時(shí)的必校項(xiàng)目。加強(qiáng)技改后的校驗(yàn)管理，特別是保護(hù)更換、二次電纜改道后，必須校核電流互感器是否滿足10誤差曲線的要求。利用停電檢修機(jī)會(huì)，每23年復(fù)核一次。由于35kv及以下配電線路保護(hù)面大，可采用近似估算。應(yīng)按要求校核電流互感器10誤差的最大短路電流、二次回路電阻的變化。在保護(hù)裝置電流定值校驗(yàn)時(shí)，應(yīng)盡可能采用一次升流，以檢測(cè)電流互感器通過定值時(shí)的準(zhǔn)確度。結(jié)合定值校驗(yàn)，對(duì)電流回路中的接線全面檢查