许康发-继电保护电气二次回路隐患排查过程研究

【摘要】电气设备中的二次回路构成成分主要有电器元件、继电器、连接不同接口设备和电器设备的电缆和导线等，具有运行环境差、点多面广以及接线复杂的特点。继电保护电气二次回路隐患排查与防范对工作人员要求较高。在本文中，作者通过实例分析详细介绍了继电保护电气二次回路隐患排查过程。 【关键词】继电保护；电气设备；二次回路；隐患

1.前言

微机保护装置随着科学技术的发展广泛应用于火力发电厂母线、变压器以及发电机等的保护工作中。微机保护装置日益完善的逻辑执行能力以及闭锁措施大大降低了电气系统各种故障的频繁发生。然而，随着微机保护装置的广泛应用，继电保护电气二次回路的故障频率却日渐增多。针对继电保护电气二次回路存在的隐患问题，相关工作人员应对其进行严格排查，以提高继电保护系统的可靠性。

2.案例概况

我国某500kV变电站乙线路于2011年5月26日16时27分46秒发生一起主二保护二次回路零序反时限保护误动作事件，乙线的5763、5762断路器出现跳闸现象。现场当时正在开展该变电站的安全自动装臵（B套）安装调试工作，其产生零序反时限保护误动作事件的原因为现场安措不到位，结果导致该线的主二保护二次电流回路发生两点接地的情况发生，由于这两个接地点的地电位间存在压差，产生零序电流，最终导致二次回路的零序反时限保护误动作[1]。

3.事件经过及现场工作情况

3.1现场工作情况

发生事故期间，工作人员正在现场的52小室正进行该变电站的安全自动装臵（B套）程序升级、改接线、单站调试工作。计划工作时间为：2011年5月26日至2011年5月28日。26日12时40分，在履行完工作许可手续后，负责人对所有现场工作人员进行安全措施、安全注意事项交待。 3.2现场安措情况

26日13时16分，根据二次措施单的相关要求，工作人员打开安稳装置A426/1ID-22、B426/1ID-23、C426/1ID-24、N426/1ID-28试验端子连接片及其他

所列安全措施，但在划开500kV乙线电流回路N426/1ID-28试验端子连接片时，连片没有效划开，如下图1所示。

图1 安稳B屏电流回路安措示意图

该线的电压回路为本次工作新接入回路，试验人员认为对侧51小室主二保护屏内电压端子应该尚未接线，现场检查时也未发现电压断开点中N600回路已被接入端子（端子N600/UD-8，如图2所示），故而未断开安稳B屏电压N600/1ID-28端子连接片，如图3所示。

图2 主二保护屏电压回路接线示意图

图3 安稳B屏电压回路接线示意图

3.3保护动作情况

2011年5月26日16时27分46秒，该500kV变电站乙线路主二保护零序反时限过流保护动作跳ABC相。该线路的主二保护装臵为CSC-103AFN，根据主二保护装臵波形所示，故障电流为0.11A，已经超过零序反时限过流整定值0.08A，21860ms反时限延时动作，保护出口。

4.事件调查分析

4.1一次设备方面

事件发生后，现场立即对该线间隔一次设备检查，调查结果并未发现异常。同时该500kV变电站对于此线路的主一保护并没有保护启动报告，因此工作人员基本排除一次设备故障原因[2]。 4.2二次设备及回路方面 4.2.1保护动作情况分析

作业人员在实施安自（B套）装臵现场安全措施后开始工作，16时14分完成装臵程序升级工作，作业人员使用博电LM3361继电保护测试仪加入电流、电压量对本期新接入安稳（B套）装置的500kV甲线、500kV乙线进行采样精度校准试验，作业人员完成500kV甲线采样精度试验后，换线进行500kV乙线采样试验，测试仪处于空载状态尚未开始加量[3]。

表1 现场安自（B套）装臵调试采样精度校准试验装置记录

RCS-992AM 装置跳闸报告 报告序号 起动时间 000 2011年05月26日17时26分14秒885毫秒 001 2011年05月26日17时26分26秒539毫秒 002 2011年05月26日17时26分42秒297毫秒 03 2011年05月26日17时27分41秒049毫秒 004 2011年05月26日17时28分47秒013毫秒 000ms 000ms 起动 有功:-3.00MW 有功:1729.00MW 起动 有功:-4.00MW 试验仪未上电，试验仪无输出。起动时间与永甘乙线主二保护时间17:28:47:011对应。此时现场将接于甲线试验回路转接于乙线。 005 2011年05月26日17时28分57秒211毫秒 000ms 起动 有功:-2.00MW 有功:1.00MW 安自装置1个启动复归周期 抄录永甘甲线采样精度，完成试验仪断电 000ms 000ms 起动 有功:-2.00MW 有功:-1.00MW 起动 有功:-3.00MW 试验仪上电，加三相电流（0.5A）、电压（57.7V） B套安自装置永甘甲线电压空开未合上试验仪断电 相对时间 动作元件 000ms 起动 有功:-2.00MW 备注说明现场工作情况 试验仪上电，加三相电流（0.5A） 、电压（57.7V）

B套安自在2011年5月26日仅有以上动作报文记录，由此也可推断判定为在对甲线进行精度校验时未影响线路正常运行，当将试验接线改到乙线后，才发生乙线跳闸的故障。其中CSC-103AFN保护零序反时限动作公式如下：

TKIdIset1RTS （1）

其中：Id为短路电流；K为凌雪反时限时间系数；R为零序反时限指数定值；

Iset为零序反时限电流定值；Ts为零序反时限延时定值 [4]。

代入动作电流Id为0.1118A到标准反时限动作公式，可计算出动作时间

T0.140.11180.080.0210.14此理论计算值与装臵实际动作值非20845ms，

1.0067161常接近，因此保护装臵动作正确，需要查找主二保护零序电流产生的来源。  4.2.2对跳闸原因的分析和查找

5月27日15时至28日17时，事件调查组在现场通过对动作行为及录波图进行分析，同时从现场安措执行未到位情况来看，判断该变电站500kV乙线主二保护电流回路存在两点接地的情况或保护测试仪存在对地有空载输出的情况，可能是产生零序电流的原因。现场用测试仪型号为博电PONOVO-LM3361。

整个工作过程为：（a）用万用表及兆欧表进行试验装置电源接地端、外壳与试验装置输出的电流、电压N相绝缘测量。测量结果为绝缘良好，排除了试验装置通过内部接地的可能；（b）用万用表检查发现试验装置输出端的电流N相与电压N相接通；（c）检查试验装置在空载状态下输出量情况。对试验装置通电后，保持空载状态，测量发现试验装置输出电压N相对地有0.92V的电压，用试验线与地进行短接，不会产生电流。排除了试验装置在空载状态下对该变电站500kV乙线主二保护电流回路提供电流的可能；（d）用兆欧表对安稳装置内部电压、电流回路进行绝缘测量，测量结果为对地绝缘良好。排除了通过安稳装置内部接地的可能；（e）模拟事件发生时现场实际情况。将试验装置输出的电流、电压，接至安稳装置B套500kV乙线试验端子上。用备用电缆模拟安稳装臵B套500kV乙线电流接线端子外部的接线情况：一侧接至试验端子电流N相，另一侧接至500kV乙线主二保护屏静态接地网处（与该间隔主二保护电流N相为同一接地点）。此时整个电流、电压二次回路通过两点接地、以及试验设备相连的电流、电压N 相，形成了一个闭合的通路。在试验装臵空载、关闭的状态下，用钳形表测量出电流、电压N 相均有0.08A 电流（由于模拟故障用的电缆截面为2.5平方毫米,实际电缆为4平方毫米,模拟用电缆阻抗大于实际运行中的电缆阻抗，加上地电位可能受电磁环境的影响发生变化，故测得的电流比本次事件发生时的0.11A电流稍小）。断开电压回路N相的连接线后，测得PT接地点与CT接地点之间有0.256V电位差。判断该电流为导致保护误动的原因，两个接地点之间的电位差为产生电流的电压

源。

5.该事件暴露的问题

根据以上继电保护电气二次回路发生故障的情况，可以发现在实际工作当中存在如下两个方面的问题：（1）工作在进行现场调试时安措实施不到位。安稳装置调试人员在安措实施后未对安措执行到位情况进行检查，未发现电流N端子下层连接片没有断开[5]。安稳装置调试人员在检查该500kV变电站的乙线主二保护屏中的电压回路断开点时，未发现N600已经接入运行端子。此两处安全措施任一处做到位，均可避免此次事件的发生。（2）作业人员工作经验不足，对作业中存在的风险分析、回路状况摸底不全面，致使未能意识到此隐患可能导致的后果。调试单位与施工单位未沟通衔接充分，导致未投产设备电缆误接入运行端子。

4.结语

在对继电保护电气二次回路隐患进行排查时，应对二次回路的各接线端子进行重点检查,特别是要对二次端子盒内的接线进行详细检查,认真校核二次端子的型号以及准确度等级，确保继电保护电气二次回路的安全性。此外，为了确保工作安全，应提高工作人员的安全意识，加强现场调试时安措实施的监督管理工作，还应加强培养工作人员的基本工作技能。 【参考文献】

[1]孔华东、蔡泽祥、邹俊雄.基于开关网络的继电保护二次回路逻辑的模型与算法[J].继电器,2009,(12):57-58.

[2]王树春、赵志江.变电所二次回路设计中的注意事项[J].继电器,2010,(09):22-24.

[3]程文英、董红、高金锴.继电保护二次回路隐患排查及防范[J].吉林电力,2011,(17):102-105.

[4]谭永湛.继电保护二次回路检修维护中的若干问题分析[J].企业技术开发(学术版),2011,(07):99-101.

[5]胡泰.一起 220kV 变电站全站失压事故分析及预防措施[J].电力系统保护与控制,2008,(24):81-85.

[6]徐锦钢、沈緐、马林东.基于DSP的嵌入式视频监控系统设计[J].江西电力职业技术学院学报,2010,(04):62-66.