二滩水电厂GISⅡ母CT保护掉牌报警原因分析

2011-06-27马德君赵彦明孙福

四川水力发电 2011年2期

马德君，赵彦明，孙福

(1.官地水力发电厂，四川西昌615000;2.锦屏水力发电厂，四川西昌615000)

1 事件概述

2008年12月7日，二滩水力发电厂电气班人员开票进行GIS 5014断路器直流电阻试验的定期工作。11∶15，中控室报GIS II母CT保护掉牌报警信号，GISⅡ母CT的位置在5014断路器上，经查，当时的安全措施为5014断路器断开，CT监视继电器常开触点处于常开位置且CT监视继电器直流工作电源未断开(即回路处于工作状态)，此时，只有电气班人员正在进行5014断路器A相的直流电阻测量试验，其他人员未在此断路器上进行工作。

2 初步原因分析

CT保护掉牌必须具备的条件为:在CT监视继电器两端电压超过6 V且时间超过3 s。其接线见图1。

根据CT掉牌条件，结合现场只有电气班在进行该CT直流电阻试验的具体情况，初步分析得出此次GISⅡ母CT保护掉牌报警的原因为试验中在CT监视回路上产生了超过6 V的电压，且持续时间超过3 s。经分析，电压产生的原因有两种可能:

(1)断路器直流电阻测试仪快速升流，使得CT二次侧产生6 V以上的电压。

(2)断路器直流电阻测试仪的输出包含大量的交流电压信号，该电压信号在CT二次侧产生了6 V以上的电压。

3 模拟试验

为查找并验证CT掉牌初步分析的原因，电气班在试验室使用同型号的实物进行了模拟试验。

3.1 试验器材

断路器直流电阻测试仪、母线CT(2000/1A)、高阻继电器(MBP－A2II 1A 50HZ)、CT二次回路监视继电器、AVO交直流信号输出仪、FLUKE示波表、万用表、导线若干。

3.2 试验接线

试验针对CT二次侧短路以及CT二次侧并联高阻继电器和监视继电器(模拟现场实际接线)两种情况，其试验接线情况分别见图2、3。

图2 CT二次侧短路试验接线图

图3 CT二次侧并联高阻继电器及监视继电器试验接线图

3.3 试验数据

(1)对于图2，试验记录了断路器直阻测试仪在不同电流I1情况下母线CT二次侧所流过的电流I2，试验数据见表1。

(2)对于图3，试验记录了断路器直阻测试仪在不同电流I1情况下母线CT二次侧监视继电器所流过的电流I2以及CT二次侧的电压U2、电压信号U2的频率f。试验数据见表2。

(3)试验波形及关系曲线图见图4～10。

表1 CT二次侧短路试验数据表

表2 CT二次侧并联高阻继电器及监视继电器试验数据表

图4 一次侧电流稳步增加时监视继电器上的电压波形图

图5 一次侧电流瞬间增减为100 A(3 s以内)时监视继电器上的电压波形图

图6 CT二次侧短路情况下一次侧电流固定时CT二次侧电流波形图

图7 CT二次侧短路情况下CT二次侧电流与一次侧电流的关系曲线图

图8 一次侧电流为50 A、100 A直流时监视继电器两端电压波形图

图9 CT一次侧电流与二次侧监视继电器两端电压关系曲线图

图10 断路器直流电阻测试仪输出波形测试回路及输出波形图

4 试验数据分析、原因排查及结论

由图4可知，既使进行平稳操作，随着通过CT的一次侧电流的增加，在监视继电器两端也会产生超过6 V的交流电压(最大为10 V左右)。而从图4可知，在进行试验过程中，模拟通过CT一次侧的电流以最快速度增加时监视继电器两端会产生最大幅值达55 V的交流电压，但时间低于3 s。通过以上数据可以判定，断路器直流电阻测试仪快速升流的确使CT二次侧产生的电压很高(远高于6 V)，但时间小于动作时间(3 s)，因此，此次CT掉牌报警的原因不在于快速升流，故排除初步原因分析中的第(1)种可能。

由表1、图6、7可知，当断路器直流电阻测试仪在CT一次侧通过直流电流时，在CT二次侧就会感应出一定数值的电流，而且在一定范围内二次侧电流与一次侧电流基本成正比，说明直流电阻测试仪在试验过程中将在母线CT二次侧产生一定电流，进而由表2、图8、9可知，当断路器直流电阻测试仪在CT一次侧通过直流电流时，在CT二次侧并联的监视继电器上就会流过一定数值的电流，在其两端产生一定幅值、频率为100 Hz的周期性交流电压，说明回路电阻测试仪器的直流输出量中存在交流分量。从图10中可以验证，在回路电阻测试仪输出中含有100 Hz的交流分量，当直流电阻测试仪输出电流大于10 A时，CT监视继电器两端电压均在10 V以上。试验中，当该电压作用约3 s后，CT二次回路监视继电器即动作。

结论:通过对上述试验数据进行分析得知，因回路电阻测试仪器的直流输出量中包含频率为100 Hz的交流分量，在进行断路器直流电阻测试时，该交流分量在CT的二次侧产生了一定数值的100 Hz交流电流，该电流流经监视继电器时，在其两端将产生一定幅值的电压。试验中，当断路器直流电阻测试仪的输出电流为10 A左右时，监视继电器两端将产生一个超过6 V的电压，如该电压作用3 s以上，则监视继电器动作，继而发出CT保护掉牌报警信号。