電流互感器誤差引起事故分析
發布時間:2008/9/4 0:00:00 訪問次數:807
1 事故簡述
2005年6月18日, 某110 kv變電所35 kv線路遭到雷擊,該線路定時速斷跳閘,重合成功;同時該110 kv變電所分段370斷路器定時速斷跳閘(重合閘停用),造成35 kvⅱ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斷路器的保護定值配置如圖1,從定值的配置分析,保護的定值是滿足選擇性的,即當35kv線路近端故障時,由該線路速斷保護切除故障;當35kv線路遠處故障時,由該線定時速斷保護及過流切除故障。分段370斷路器保護作為35 kv線路的后備保護,只有在35 kv線路保護拒動時才動作跳閘。顯然,分段370斷路器保護越級跳閘屬于不正確動作。故障發生后,分別從該線路及分段370斷路器保護裝置本身、開關機構、接線等方面逐一進行了檢查。檢查結果發現保護裝置的采樣精度、定值、跳閘邏輯均正確,由于分段370斷路器定時速斷、該35 kv線路速斷電流定值比較大,一次升流設備無法達到該電流值,因此,采用適當降低定值后,進行一次升流試驗的,結果未發現問題。查閱有關資料,該線路于2000年投運,投運時曾做過10%誤差曲線的校核,2000年8月曾有4次遭雷擊速斷動作均正確,2005年1月份該線路保護裝置更換,但未進行10%誤差曲線的校核。考慮到一次升流未能檢測到分段370斷路器定時速斷,和35 kv線路速斷電流定值下的動作情況,因此,進行了電流互感器的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(見表1)、10%誤差校核結果(見表2)。
從表1看出伏安特性試驗結果,裝在35 kv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35 kv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。查閱有關資料, 35 kv線路出口故障最大短路電流要達到3600 a,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35 kv線路速斷拒動,分段370斷路器定時速斷動作。
2.2 采取措施
當電流10%誤差不滿足要求時,可采用的解決方法有:
增大二次回路連接導線的截面,以減小二次回路總的負載電阻;
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;
采用兩個同容量、同變比的電流互感器串聯使用,以增大輸出容量,此時電流互感器的等值容量增大一倍,但變比不變;
采用飽和電流倍數高的電流互感器,其伏安特性較高,可以減小勵磁電流。由于該35 kv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300/5,35 kv線路出口最大短路電流下二次允許最大負載可達到2.0 ω。更換后,該線上又多次遭受雷擊,均能正確動作。
3 校核電流互感器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構、二次負載、一次電流及一次電流的頻率。電流互感器鐵芯材料和結構,直接影響鐵芯中的各種損耗,因此它對勵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,二次回路接入的負載過大,超出了所容許的二次負載阻抗時,在系統故障時,電流幅值很大,且含有非周期分量,勵磁電流的數值就會大大增加,而使鐵芯進入飽和狀態,見圖2。當電流互感器飽和之后,其內阻大大減小,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。這樣在系統故障時,保護裝置就不能準確的反映故障電流,就極有可能發生如上的越級跳閘事故。因此,規定了繼電保護用的電流互感器應采用伏安特性陡度大、飽和電壓高的“d”級鐵芯,并根據實測二次回路負載,按出口最大短路電流驗算10%誤差應滿足要求。
4 電流互感器10%誤差校核工作中的存在問題及改進意見
4.1 電流互感器10%誤差校核工作中的存在問題
根據反措要點,對電流互感器10%誤差的校核已再三強調。但在實際操作中仍存在盲點和誤區。
對110 kv及以上保護、差動保護用的電流互感器飽和問題是比較重視,但忽略了35 kv及以下的饋線保護用的電流互感器10%誤差的校核工作。
重視新建或新投運設備的10%誤差的校核工作,卻忽略定期復核工作。其實由于上級電網結構變化,短路電流的增大,或保護裝置改造引起二次負載電阻的變化,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%
1 事故簡述
2005年6月18日, 某110 kv變電所35 kv線路遭到雷擊,該線路定時速斷跳閘,重合成功;同時該110 kv變電所分段370斷路器定時速斷跳閘(重合閘停用),造成35 kvⅱ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斷路器的保護定值配置如圖1,從定值的配置分析,保護的定值是滿足選擇性的,即當35kv線路近端故障時,由該線路速斷保護切除故障;當35kv線路遠處故障時,由該線定時速斷保護及過流切除故障。分段370斷路器保護作為35 kv線路的后備保護,只有在35 kv線路保護拒動時才動作跳閘。顯然,分段370斷路器保護越級跳閘屬于不正確動作。故障發生后,分別從該線路及分段370斷路器保護裝置本身、開關機構、接線等方面逐一進行了檢查。檢查結果發現保護裝置的采樣精度、定值、跳閘邏輯均正確,由于分段370斷路器定時速斷、該35 kv線路速斷電流定值比較大,一次升流設備無法達到該電流值,因此,采用適當降低定值后,進行一次升流試驗的,結果未發現問題。查閱有關資料,該線路于2000年投運,投運時曾做過10%誤差曲線的校核,2000年8月曾有4次遭雷擊速斷動作均正確,2005年1月份該線路保護裝置更換,但未進行10%誤差曲線的校核。考慮到一次升流未能檢測到分段370斷路器定時速斷,和35 kv線路速斷電流定值下的動作情況,因此,進行了電流互感器的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(見表1)、10%誤差校核結果(見表2)。
從表1看出伏安特性試驗結果,裝在35 kv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35 kv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。查閱有關資料, 35 kv線路出口故障最大短路電流要達到3600 a,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35 kv線路速斷拒動,分段370斷路器定時速斷動作。
2.2 采取措施
當電流10%誤差不滿足要求時,可采用的解決方法有:
增大二次回路連接導線的截面,以減小二次回路總的負載電阻;
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;
采用兩個同容量、同變比的電流互感器串聯使用,以增大輸出容量,此時電流互感器的等值容量增大一倍,但變比不變;
采用飽和電流倍數高的電流互感器,其伏安特性較高,可以減小勵磁電流。由于該35 kv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300/5,35 kv線路出口最大短路電流下二次允許最大負載可達到2.0 ω。更換后,該線上又多次遭受雷擊,均能正確動作。
3 校核電流互感器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構、二次負載、一次電流及一次電流的頻率。電流互感器鐵芯材料和結構,直接影響鐵芯中的各種損耗,因此它對勵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,二次回路接入的負載過大,超出了所容許的二次負載阻抗時,在系統故障時,電流幅值很大,且含有非周期分量,勵磁電流的數值就會大大增加,而使鐵芯進入飽和狀態,見圖2。當電流互感器飽和之后,其內阻大大減小,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。這樣在系統故障時,保護裝置就不能準確的反映故障電流,就極有可能發生如上的越級跳閘事故。因此,規定了繼電保護用的電流互感器應采用伏安特性陡度大、飽和電壓高的“d”級鐵芯,并根據實測二次回路負載,按出口最大短路電流驗算10%誤差應滿足要求。
4 電流互感器10%誤差校核工作中的存在問題及改進意見
4.1 電流互感器10%誤差校核工作中的存在問題
根據反措要點,對電流互感器10%誤差的校核已再三強調。但在實際操作中仍存在盲點和誤區。
對110 kv及以上保護、差動保護用的電流互感器飽和問題是比較重視,但忽略了35 kv及以下的饋線保護用的電流互感器10%誤差的校核工作。
重視新建或新投運設備的10%誤差的校核工作,卻忽略定期復核工作。其實由于上級電網結構變化,短路電流的增大,或保護裝置改造引起二次負載電阻的變化,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%
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