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电气技术|区外故障导致继电保护越级误动的问题分析与预防( 三 )



电气技术|区外故障导致继电保护越级误动的问题分析与预防
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图7 电流互感器等效示意电路

电气技术|区外故障导致继电保护越级误动的问题分析与预防
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图8 电流互感器传变特性
根据欧姆定律计算可知1号主变35kV侧的开口电压UL约为33.44V ， 10kV侧的开口电压UL约为26.609V 。
2.3 CT励磁特性试验验证及原因分析
依据试验人员对1号主变10kV侧的CT进行励磁特性实验结果 ， 当励磁电流为20mA时 ， UL为8V；即当UL为8V时该CT进入饱和状态 ， 但由故障电流折算出的UL为26.609V ， 已经远超过8V ， CT进入严重饱和状态；35kV侧的CT励磁特性试验结果为 ， 当励磁电流为200mA时 ， UL为57V ， 57V大于33.44V；即当发生故障时1号主变35kV侧的CT未饱和 ， 处于正常的传变特性范围内 ， 能够正确采样故障电流大小 。
根据025断路器保护测控装置定值单可知 ， 过流Ⅰ段保护定值为14A ， 延时为0.1s ， 重合闸时间为1s 。
在10kV 025断路器间隔过流Ⅰ段保护0.1s延时过程中 ， 故障电流流过1号主变10kV侧CT ， 导致该侧的CT饱和 ， 不能正确传变故障电流大小 ， 但主变35kV侧的CT可以正确传变故障电流 。
最终35kV 1号主变高压侧和低压侧产生较大差流 。

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根据35kV 1号主变保护测控装置（型号CSC- 326GF）说明书可知 ， 故障点处于差动保护动作范围内 ， 故主变比率差动保护动作 。
2.4 案例2结论分析
保护人员到达现场后对10kV 025断路器间隔、35kV 1号主变保护间隔相关二次回路进行检查 ， 并确认不存在故障 ， 根据相关保护动作信息及试验人员的CT测试结果综合判断分析 ， 可确认为本次35kV 1号主变比率差动保护动作跳闸是由于10kV 025出线间隔送电过程中线路存在三相短路故障 ， 导致10kV 025间隔保护测控装置过流Ⅰ段保护动作跳闸 。
由于过流Ⅰ段保护动作有0.1s的延时 ， 进而故障电流穿越35kV 1号主变本体 ， 但是1号主变低压侧CT抗饱和能力不足 ， 很快进入饱和区内 ， 引发主变高压侧和低压侧产生较大差流 ， 故主变比率差动保护动作出口跳开301和001断路器 ， 主变保护测控装置属于正确动作 。 3 预防措施
1）针对部分电流互感器流过故障电流时容易饱和的问题 ， 可采用直接更换一次设备CT的方法 ， 重新安装变比合适、传变特性满足要求的CT即可 ， 或者调整CT使用的绕组变比 。
2）通过继电保护的保护范围、时间搭配的调整临时代替一次设备的更换 。
如案例1中的35kV 2号主变低后备保护限时速断电流T1出口时间设置为大于10kV 2号电容器保护过流Ⅱ段时间定值 ， 或者将2号电容器保护过流Ⅰ段动作定值根据CT易饱和的特点进行适当调整 ， 避免出现过流Ⅰ段定值过大保护永远不会动作的问题；案例2中由于过流Ⅰ段保护动作有0.1s的延时 ， 故为了防止主变比率差动保护提前动作 ， 可将主变保护的差动保护功能退出 ， 完善主变保护的高后备和低后备功能 ， 从而避免故障电流穿越后引起保护越级误动的风险 。
3）根据最近的电流互感器传变特性研究分析成果 ， 引入先进的CT饱和检测方法 ， 除了研究CT稳态情况下的传变特性 ， 更应该关注CT暂态饱和时的励磁特性 ， 搭建相关仿真模型深入研究 。 研发应对CT暂态饱和的方案 ， 比如针对CT的磁滞效应 ， 深入研究CT剩磁衰减规律 ， 提出剩磁抑制措施等基础性研究成果 ， 或拓展研究其他防止CT饱和的预防性控制措施 。 4 结论
本文通过对两起35kV变电站越级跳闸事件的分析 ， 根据现场相关试验数据、保护动作记录等信息 ， 深入分析了电流互感器励磁饱和导致继电保护越级跳闸动作的原因 ， 分别依据现场保护动作记录、实验数据分析确定事件原因 ， 为类似事件的调查分析过程提供参考 ， 并提出预防措施 ， 以促进电网系统的稳定运行 。


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