申雪娜

摘 要：隨著我國(guó)電網(wǎng)“西電東送、南北互供、全國(guó)聯(lián)網(wǎng)”戰(zhàn)略的實(shí)施，適合遠(yuǎn)距離、大功率輸電的高壓輸電技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。高壓、特高壓輸電工程的應(yīng)用在提高了我國(guó)電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性和靈活性的同時(shí)也帶來一些新的問題。其中對(duì)高壓、特高壓輸電線路的繼電保護(hù)方面提出了更高的要求，不但要求對(duì)保護(hù)原理要理解，而且必須結(jié)合相關(guān)設(shè)備的工作情況綜合分析。文章針對(duì)一起實(shí)際電流互感器故障案例進(jìn)行分析，并提出相關(guān)指導(dǎo)建議。

關(guān)鍵詞：電流互感器；故障；故障錄波

引言

某新建500kV開關(guān)站，其一次系統(tǒng)為一個(gè)半開關(guān)接線方式。2002年4月投產(chǎn)運(yùn)行，同年4月22日，一電流互感器內(nèi)部發(fā)生故障，與之相關(guān)的同一母線上的兩套母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作；與之相關(guān)的兩套線路保護(hù)中的一套主保護(hù)動(dòng)作，該站僅運(yùn)行的三個(gè)開關(guān)三相跳閘。故障過程中，保護(hù)動(dòng)作行為，故障錄波記錄等反映出諸多難以解釋的現(xiàn)象，后經(jīng)對(duì)故障電流互感器進(jìn)行解剖分析，方得正確結(jié)論。

1 故障時(shí)系統(tǒng)的運(yùn)行方式和各保護(hù)電流回路的接入

500kV線路L1經(jīng)5033開關(guān)送500kV 2#母線，再經(jīng)5043開關(guān)送L2線路，因系統(tǒng)500kV母線電壓高，1#電抗器經(jīng)5063開關(guān)掛500kV 2#母線運(yùn)行。

故障發(fā)生后，該站運(yùn)行值班人員，根據(jù)綜自系統(tǒng)事故報(bào)文和保護(hù)裝置動(dòng)作信號(hào)，結(jié)合故障錄波圖進(jìn)行分析后，初步判斷為C相近區(qū)故障，故障點(diǎn)應(yīng)在500kV2#母線上，或L1線路出線近端。并組織運(yùn)行人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行巡視檢查，未發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。隨后與L1線路對(duì)側(cè)變電站聯(lián)系，了解對(duì)側(cè)保護(hù)動(dòng)作情況和錄波資料。對(duì)側(cè)情況如下：L1線路L90光纖差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作：C相跳閘，約0.8秒后，C相重合閘于永久性故障，L90保護(hù)和ALPS保護(hù)均加速三相跳閘，故障測(cè)距為45.8KM（全長(zhǎng)44.7KM）故障電流7000A。此時(shí)，繼電保護(hù)專業(yè)人員也趕到現(xiàn)場(chǎng)，綜合各方資料分析，認(rèn)為故障點(diǎn)應(yīng)在母線保護(hù)與L1線路保護(hù)范圍的共公部位，即電流互感器內(nèi)部，又根據(jù)L1線路保護(hù)僅一套動(dòng)作，另一套未動(dòng)作，判斷故障點(diǎn)在L1線路兩套保護(hù)所引用電流互感器的兩二次繞組之間，為證明分析結(jié)論的正確性，當(dāng)即組織高壓試驗(yàn)人員，對(duì)5033開關(guān)電流互感器進(jìn)行絕緣檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)C相絕緣電阻值偏小，絕緣檢查結(jié)果進(jìn)一步證明電流互感器內(nèi)部主絕緣擊穿。運(yùn)行人員即與調(diào)度聯(lián)系。改變運(yùn)行方式，將5033開關(guān)電流互感器退出運(yùn)行。L1，L2線路和500kV 2#母線恢復(fù)送電。

3 初步分析中的幾個(gè)疑點(diǎn)

從保護(hù)動(dòng)作情況和電流互感器主絕緣的試驗(yàn)結(jié)果分析，確定為電流互感器內(nèi)部故障，已無疑問。然而卻有以下幾個(gè)疑難問題無法解釋：

其一：L1線路對(duì)測(cè)故障錄波檢測(cè)的故障電流為7000A，而L1線路本側(cè)錄波器檢測(cè)的故障電流僅為1.65×1600=2640A，兩側(cè)該子故障電流相距甚遠(yuǎn)。因D1點(diǎn)（CT的繞組）故障兩側(cè)電流應(yīng)相等。

其二：L1線路本側(cè)與L90光纖差動(dòng)保護(hù)共用一個(gè)二次繞組的ALPS距離保護(hù)I段，在相當(dāng)于出口故障時(shí)，為何不動(dòng)作。

其三：第一次故障切除后，本側(cè)500kV 2#母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，已將5033、5043、5063開關(guān)三相跳閘，開關(guān)也未重合閘。若故障點(diǎn)在初步分析中的D1點(diǎn)，則L1線路對(duì)側(cè)重合閘時(shí)，本側(cè)L90保護(hù)與ALPS保護(hù)應(yīng)無故障電流流過。為何能后加速動(dòng)作。

4 電流互感器解剖情況介紹

為查清故障的原因，正確分析保護(hù)的動(dòng)作行為，我們配合電流互感器生產(chǎn)廠家對(duì)故障電流互感器進(jìn)行解體檢查。情況如下：該故障電流互感器為倒置式結(jié)構(gòu)，解體發(fā)現(xiàn)，電流互感器上部有一通過絕緣桿固定二次繞組箱的四個(gè)螺栓之一，在長(zhǎng)途運(yùn)輸途中斷落，在設(shè)備吊裝時(shí)，該斷裂的螺栓隨機(jī)落在套管上部法蘭盤邊緣，形成局部電場(chǎng)不均勻放電，繼而使周圍絕緣介質(zhì)絕緣降低，導(dǎo)致互感器主繞組對(duì)地放電，放電原理圖如圖1所示。

故障時(shí)，該電流互感器一次繞組為串聯(lián)接線方式，變化為1600/1，解體發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)處于圖二中的D2點(diǎn)。

5 幾點(diǎn)建議

從此次電流互感器內(nèi)部故障和近年來電網(wǎng)故障的統(tǒng)計(jì)分析可見高壓電網(wǎng)的故障，可謂千奇百怪，各種意想不到的故障均會(huì)發(fā)生。而我們?nèi)魏我惶妆Ｗo(hù)裝置在原理應(yīng)用上不可能面面俱到。各生產(chǎn)廠家的保護(hù)裝置在原理上均有所長(zhǎng)。因此，提出以下幾點(diǎn)建議：

（1）設(shè)計(jì)部門在進(jìn)行高壓線路保護(hù)設(shè)計(jì)選型時(shí)，兩套主保護(hù)應(yīng)選用不同原理的保護(hù)裝置（包含不同廠家），以便其在運(yùn)行中原理互補(bǔ)，保障系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）設(shè)計(jì)部門在進(jìn)行電流互感器設(shè)計(jì)選型時(shí)，能否與相關(guān)專業(yè)部門聯(lián)系，選用固定變比的電流互感器。也可以選用一次固定不變，變比由二次側(cè)抽頭切換的電流互感器。以避免上述故障對(duì)系統(tǒng)的影響。

（3）通過上述故障的分析，對(duì)從事繼電保護(hù)工作的同志提出了更高的要求，一些故障，單靠保護(hù)原理分析很難說清，必須結(jié)合相關(guān)設(shè)備的工作情況綜合分析。這就要求我們不但要了解相關(guān)設(shè)備的工作原理，還要了解其工藝結(jié)構(gòu)，以使我們?cè)诮窈蟮氖鹿史治鲋猩僮邚澛?。因此，要加?qiáng)對(duì)繼電保護(hù)人員相關(guān)專業(yè)知識(shí)的培訓(xùn)。

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