电流互感器误差引起事故分析

电流互感器误差引起事故分析电流互感器误差引起事故分析 1 事故简述事故简述 2005 年 6 月 18 日 某 110kv 变电所 35kv 线路遭到雷击 该线路定时速断跳闸 重合成功 同时该 110kv 变电所分段 370 断路器定时速断跳闸 重合闸停用 造成 35kv 段母线 失电 2 原因分析及采取措施原因分析及采取措施 2 1 原因分析 该 35kv 线路与分段 370 断路器的保护定值配置如图 1 从 定值的配置分析 保护的定值是满足选择性的 即当 35kv 线路 近端故障时 由该线路速断保护切除故障 当 35kv 线路远处故 障时 由该线定时速断保护及过流切除故障 分段 370 断路器 保护作为 35kv 线路的后备保护 只有在 35kv 线路保护拒动时 才动作跳闸 显然 分段 370 断路器保护越级跳闸属于不正确 动作 故障发生后 分别从该线路及分段 370 断路器保护装置 本身 开关机构 接线等方面逐一进行了检查 检查结果发现 保护装置的采样精度 定值 跳闸逻辑均正确 由于分段 370 断路器定时速断 该 35kv 线路速断电流定值比较大 一次升流 设备无法达到该电流值 因此 采用适当降低定值后 进行一 次升流试验的 结果未发现问题 查阅有关资料 该线路于 2000 年投运 投运时曾做过 10 误差曲线的校核 2000 年 8 月曾有 4 次遭雷击速断动作均正确 2005 年 1 月份该线路保护 装置更换 但未进行 10 误差曲线的校核 考虑到一次升流未 能检测到分段 370 断路器定时速断 和 35kv 线路速断电流定值 下的动作情况 因此 进行了电流互感器的 10 误差校核 以检 查变流是否精确 为了便于比较 分析 列出该线和分段上的 电流互感器的伏安特性试验 见表 1 10 误差校核结果 见表 2 从表 1 看出伏安特性试验结果 装在 35kv 分段上的电流互 感器变比为 400 5 它的伏安特性比较高 校核其 10 误差要 求能够满足 而装在该 35kv 线路上的电流互感器变比为 150 5 它的伏安特性比较低 校核其 10 误差要求就不能够满 足 查阅有关资料 35kv 线路出口故障最大短路电流要达到 3600a 该线上的电流互感器不能正确反映出如此大的故障电流 造成该 35kv 线路速断拒动 分段 370 断路器定时速断动作 2 2 采取措施 当电流 10 误差不满足要求时 可采用的解决方法有 增大二次回路连接导线的截面 以减小二次回路总的负载 电阻 选择变比大的电流互感器 以降低二次电流 从而降低二 次电压 采用两个同容量 同变比的电流互感器串联使用 以增大 输出容量 此时电流互感器的等值容量增大一倍 但变比不变 采用饱和电流倍数高的电流互感器 其伏安特性较高 可 以减小励磁电流 由于该 35kv 线路上的电流互感器为 lr 35 即套管式电流互感器 二次有多个抽头 100 5 150 5 200 5 300 5 可供选择不同的变比 因此 将该电流互感器的变比更换成 300 5 35kv 线路出口最大短路 电流下二次允许最大负载可达到 2 0 更换后 该线上又多次 遭受雷击 均能正确动作 3 校核电流互感器校核电流互感器 10 误差的必要性分析 误差的必要性分析 引起电流互感器的误差 主要因素有电流互感器铁芯材料 及结构 二次负载 一次电流及一次电流的频率 电流互感器 铁芯材料和结构 直接影响铁芯中的各种损耗 因此它对励磁 电流的大小和相位均有影响 将直接影响变比误差和相角误差 如果选型不当 二次回路接入的负载过大 超出了所容许的二 次负载阻抗时 在系统故障时 电流幅值很大 且含有非周期 分量 励磁电流的数值就会大大增加 而使铁芯进入饱和状态 见图 2 当电流互感器饱和之后 其内阻大大减小 极限情况 下近似等于零 一次电流仍为正弦波 而铁芯中的磁通为平顶 波 二次电流波形呈间断波 二次电流大大减小 使互感器的 误差大为增加 这样在系统故障时 保护装置就不能准确的反 映故障电流 就极有可能发生如上的越级跳闸事故 因此 规 定了继电保护用的电流互感器应采用伏安特性陡度大 饱和电 压高的 d 级铁芯 并根据实测二次回路负载 按出口最大短路 电流验算 10 误差应满足要求 4 电流互感器电流互感器 10 误差校核工作中的存在问题及改进意见 误差校核工作中的存在问题及改进意见 4 1 电流互感器 10 误差校核工作中的存在问题 根据反措要点 对电流互感器 10 误差的校核已再三强调 但在实际操作中仍存在盲点和误区 对 110kv 及以上保护 差动保护用的电流互感器饱和问题 是比较重视 但忽略了 35kv 及以下的馈线保护用的电流互感器 10 误差的校核工作 重视新建或新投运设备的 10 误差的校核工作 却忽略定 期复核工作 其实由于上级电网结构变化 短路电流的增大 或保护装置改造引起二次负载电阻的变化 以及由于某种原因 在原电流互感器更换后 可能未更换的电流互感器不满足 10 误差的要求 又未及时校核 就会存在保护拒动或误动的事故 隐患 如上所述的这起越跳事故 就是在该 35kv 线保护装置改 造后 未进行复核导致的 4 2 电流互感器 10 误差校核工作中的改进 充分认识到电流互感器误差对保护的影响 将 35kv 及以下 配电线路 保护用的电流互感器 10 误差校核工作 也应列入 投运时的必校项目 加强技改后的校验管理 特别是保护更换 二次电缆改道 后 必须校核电流互感器是否满足 10 误差曲线的要求 利用停电检修机会 每 2 3 年复核一次 由于 35kv 及以下 配电线路保护面大 可采用近似估算 应按要求校核电流互感器 10 误差的最大短路电流 二次 回路电阻的变化 在保护装置电流定值校验时 应尽可能采用一次升流 以 检测电流互感器通过定值时的准确度 结合定值校验 对电流 回路