变电站二次回路接地不良引起的异常分析

1、收稿日期:2009 10 09作者简介:钱怡梦(1971 ,女,安徽郎溪人,安徽省宣城供电公司,工程师。Te:l 138*朱建宁(1966 ,男,浙江湖州人,安徽省宣城供电公司,高级技师。Te:l 138*变电站二次回路接地不良引起的异常分析钱怡梦,朱建宁(宣城供电公司,安徽 宣城 242000摘 要:本文针对几起在日常工作中遇到的因二次回路接地不良引起的异常进行分析,分析了二次接地不良产生的原因、表现形式以及对正常运行的影响。通过对其产生的原因及查找处理的方法的探讨,为值班人员对基于此类较隐蔽异常的分析查找提供了一个思路。关键词:二次回路;接地;异常;分析中图分类号: T M 645.2 文

2、献标识码: A 文章编号: 1672 9706(201001 0014 05Abnor m al Analysis of Secondary Loop E arthi ng i n Transfor m er Substati onQIA N Yi m eng,Z H U J ian ning(X uancheng P o w er Supp l y C o mpany,X uancheng 242000,Ch i n a A bstract :Through the analysis o f severa l cases caused by abnor m a l secondary l o

3、 op earthing in daily w or k ,the paper explains t h e causes of t h e abnor m a l secondary l o op eart h i n g ,m anifestati o n and its i n fl u ence on nor m al operation ,and g i v es the m ethod o fho w to fi n d and cope w it h the abnor m a l secondary loop eart h i n g .I n th is article a

4、thinking -w ay for transfo r m er substa ti o n operators to ana l y se and search for such ki n d of unobv i o us diso r der and abnor m a lity is pr ov i d ed .K ey words :secondary loop ;earth i n g ;abnor m ality ;analyse变电站内存在很多二次接地点。根据不同的作用可分为工作接地、保护接地及防雷接地等,而保护及自动装置中的接地大多通过导线联接于端子排,并通过二次室的铜排与

5、全站的接地网相联。设备接地点与主地网之间接头较多,加上接地点隐蔽、正常巡视难以观察、地下湿汽对接地网影响大等特点,易造成接头处电阻增大,中性线电位偏移,对运行中的二次设备安全运行形成威胁。下面就现场工作中遇到的几次异常进行分析。1 二次中线电位偏移造成电能计量误差1.1 异常实例某500kV 的变电站两台主变,中压侧220kV 采用双母线接线方式,两条母线并联运行,共有10条出线,所有出线均是双回路送对端220k V 变电站,35kV 为低压无功补偿设备。2009年6月在进行月电能平衡时发现220kV 母线电能不平衡,表1所示为2009年6月变电站220kV 母线电能平衡表。对表1进行平衡分析

6、可知,本月输入207477600k W h 、输出199188000k W h ,差8289600k W h,不平衡4%。(规程规定220k V 电压等级电能不平衡率不大于2%。表2所示为变电站同月两台主变压器的电能平衡表,分析两台主变的电能平衡,不平衡率为0.13%,在合格的范围内。综合表1和表2的数据分析,运行人员判断是变电站某条线路或是某段母线计量出现了偏差。第十五卷 第一期Vo.l 15,No .1安徽电气工程职业技术学院学报J OURNAL OF ANHU I ELECTR I CAL ENGI NEER ING PROFESS I ONAL TECHN I Q UE COLLEGE

7、2010年3月M arch 2010表1 某500kV变电站2009年6月220kV母线电能平衡表线路名称输入电量输出电量月初0时月末24时电量月初0时月末24时电量主变11040.751048.0451*.440.53633600主变2233.466239.195037120011.76511.831580800线路10.130.130998.461011.8935455200线路20.130.1301050.261064.0536405600线路30.130.130799.78815.3641131200线路40.140.140984.691003.248866400线路5433.5643

8、3.56083.5186.467788000线路6438.95438.95053.6759.6915892800线路789.62110.0453908800325.03325.030线路883.73103.3851876000323.1323.10线路90.130.1304.647.086441600线路100003.776.045992800表2 2009年6月变电站两台主变压器电能平衡表线路名称输入电量输出电量月初0时月末24时电量月初0时月末24时电量1#主变高压0.1080.143560000546.755549.99251792000 2#主变高压0.0910.11752000010

9、6.391108.93550880000 1#主变中压1040.751048.0451*.440.53633600 2#主变中压233.466239.195037120011.76511.831580800变电站的200kV母线采用双母线运行方式,运行中不存在旁路带出线等运行方式,本月也未发生200kV母线二次电压失压现象。通过电能数据采集查询所有受端变电站,月电能平衡,均正常。1.2 故障查找及原因分析运行人员首先对二次计量回路进行了检查,从电压互感器端子箱二次计量空开到电能屏,三相电压都正常为100V,测量220kV母差差流与平常一样为正常值。在排除了二次电压、电流回有可能造成异常之后,运

10、行人员又对每条线路进行逐个分析。发现线路五和线路六为双回路,每个月两条出线输出电能基本一致,本月线路五输出电能有所减少,而线路五本月又没有停役过,针对以上情况运行人员对线路五进行重点检查。线路五与其它单元一样电能表使用的是某厂生产的DTSD/DSSD720B三相电子式多功能电能表,该电能表2009年3月通过公司计量中心的检测。图1 DTSD/DSSD720B三相电子电能表原理接钱怡梦,朱建宁:变电站二次回路接地不良引起的异常分析对照原理图运行人员进行了查找,首先用钳型电流表在表计13、46、79端子上测得A 、B 、C 三相二次电流,经折算到一次电流与监控系统测量值一致,说明表计电流回路正常。

11、紧接着运行人员又用高阻抗电压表测得2、5、8表计端子间线电压正常为100V,再测量2、5、8接点与10接点之间相电压时,发现电压只有48V 左右,明显低于57.5V 的正常值。测量端子10与接地点之间约有10V 的电压降。根据原理分析得出,因为加在电能表上的相电压降低,电能表电压线圈产生力距不足,表计感应出的功率输入与实际相比出入较大,从而影响到电能的计量。根据电力部十八项反措第!8.1规定:电流互感器及电压互感器的二次回路必须分别有且只有一点接地。为了防止将二次接地点设在室外,造成二次保护和计量与接地间有电位差,影响到保护和计量的准确无误运行,无论是双母线还是3/2接线,都取消室外的接地点,

12、只在主控室内将零线接地。所以在排除了接地点可能在室外的造成的电位差外,运行人员只能在线路计量回路到室内接地间之间进行查找。检查中发现电压回路在电能屏左端子排的最下层的线路五,它的表计电能中线与零电位接通的端子处于端子排的最后一个,且接头处锈蚀严重,经过测量有明显电压降。其结果造成相电压低于额定值,影响了电能表计的非正常计量。1.3 暴露出的问题及防范措施(1变电站母线电压的监控回路只有在母联测控装置中设有电压报警信号,没有针对计量回路专门低电压报警装置,这是引起电能表长时间欠压运行没有被发现的最主要原因。(2变电站处于江南,天气潮湿多雨,加上电缆与封堵之间存在一定的缝隙,电缆沟内的水气就会进入

13、到计量屏,屏内没有相应的除湿装置,时间一长容易造成端子的锈蚀,在端子上形成电压差。这一现象除了影响计量的准确性外,还可能在必须要接地的保护装置外壳上存在悬浮电位,造成保护装置的损坏和保护误动。(3电能表计的在线巡查一直是运行的薄弱环节,现场使用的DTSD /DSSD 三相电子式多功能电能表只有超压和失压报警,对出现的电压降低不报警也不存档记录,为了防止同类事件的发生,除规定在每次巡视中增加对电能表电压巡检的内容外,并报告生产厂家对表计进行技术改造,要求电能表计要有一对低电压报警信号送到测控装置以便运行人员实时监控。(4变电站的端子受潮,绝缘被击穿造成直流电压下降,情况严重时有可能造成直流接地和

14、保护误动。值班人员除加强在特殊气候条件下对设备的重点巡视,新型封堵材料的使用和大型驱湿机器的投入外,结合多年南方防潮湿经验,采用双层防潮层将会对保护屏内防潮起到很好的作用,现在经过改造的室外端子箱下层与电缆沟之间采用混凝土封堵,上部采用防火堵料进行封堵,并在端子箱的上部设立透气口,已经在现场防潮防凝露工作中收到很好的效果。2 光缆屏蔽线接地不良造成500kV 保护闭锁2.1 异常实例图2所示为某变电站500kV 电气一次接线图,该变电站500kV 系统采用3/2接线,建设初期由一条500kV 线路开断引入所内(图2所示线路1和线路2,线路两套保护全部采用美国SEL 公司的SEL -321高频距

15、离保护组成双高频保护。2005年6月二期扩建,新投入一条500kV 线路,该线路采用了南端RCS931-D 光纤纵差和ABBREL561 光纤纵差组成线路的双光纤保护。图2 变电站500kV 电气一次接线图安徽电气工程职业技术学院学报 第十五卷 第一期REL561光纤分相电流差动保护,是瑞典ABB 公司较成熟的产品,在500kV 变电站得到广泛的运用,具有灵敏性高、适用于短线路保护、可在串补线路使用、不受系统振荡影响、弱电源不影响保护动作、动作灵敏度最高、具理想的选相功能、在非全相运行时可保持对故障测量的灵敏度等特点,但该保护主要缺点就是需要快速和可靠的通信通道。2005年线路3新线路投入不久

16、ABB 保护经常发!REL561保护通道异常,!保护闭锁信号,该线路两侧REL561主保护均同时退出运行。总调多次下令现场查找,因是间隙性故障,故障检测十分困难。2.2 故障检查及原因分析新投入线路3线路保护是华东网调的典型配置:RCS931D 第一套分相电流差动和REL561第二套分相电流差动保护,两套保护通过两侧的各自的光端机与导线中的OPG W 光纤通道组成专用通道光纤分相电流差动保护如图3 所示。图3 500KV 线路专用光纤接线图设备投运后第一套分相电流差动保护一直运行正常,第二套经常发!REL561保护通道异常,!保护闭锁信号,保护能立刻复归信号并解除闭锁。继保人员与厂家维护人员对

17、本保护进行了详细的检查。(1首先在保护装置和信息管理机上进行了详细的保护定值核对,排除了保护定值漂移及定值区滑区现象。(2REL561保护有很强的自检功能,检测是否发生装置内部故障,通过核对自检报告,得出的结论是装置内每一安装模块包括CP U 、存贮器及内部时钟均运行正常。(3由图3知道专用光纤保护直接联通两端保护,通道不存在复用的问题,所以就不存在站内通信通道故障,如果是复用通道可以将保护在站内经PC M 自环,用以检测站内通道是否正常。(4根据图3分析整套保护通道节点,通过计算两套直接光纤连接的衰耗(线路全长52km 如下:0.4dB /k M 单模,0.4*52=208安装和老化等考虑裕

18、度0.1/k M,0.1*52=5.2接线盒衰耗,1dB /每个接头2dB 连接点裕度,0.5dB /接头2dB 最大总衰耗30dB计算结果与保护人员实测的结果相一致,都小于保护通道告警启动值,证明保护的衰耗在正常范围内。保护闭锁与通道无关。由于马上就要进行同一串的二号主变安装,REL561屏内预放了许多电缆,现场情况比较杂乱。参与查找的运行人员与正常运行的同线路的RCS931对比,现场保护屏内实际接线如图4所示,其中接地铜排在保护屏的最下层,全屏内所有二次接地都联接到接地铜排上,且通过接地铜排与主地网相联,REL561保护专用光纤外的屏蔽层也是联接这上面并接地。检查发现REL561保护的光纤

19、的屏蔽铜网并没有用固定在接地铜排上,只是简单地缠绕在保护屏内接地体上如图4所示,而且屏内接地铜排上间断地用广告纸做了标识,屏蔽线与接地体只有很小的接触,这样就造成了屏内温度升高后,屏蔽线不能与地网接触。为了防止电磁干扰通讯采用屏蔽层的电缆并且将屏蔽层良好接地。静电屏蔽的原理是在屏蔽罩接地后干扰电流经屏蔽外层流入大地。利用屏蔽层反射、吸收及集肤效应的机理来抵消电磁干扰及电磁辐射。频率越高,屏蔽层的效果越明显。一方面高频电路的信号在传递中会产生严重的电磁辐射,数字信号的传输会严重的衰减,另一方面线路运行中三相电流不平衡加上其它原因,线路会产生零序电流及其它高频分量,这些分量会在两端同时接地的屏蔽线中流过。当屏蔽电缆与接地体接触不正常时,流过的这些分量就会在断口处发生波形