一臺半斷路器是一種沒有多回路集結(jié)點、一個回路由兩臺斷路器供電的雙重連線的多環(huán)形接線，是現(xiàn)在國內(nèi)外大型發(fā)電廠、變電站廣泛應(yīng)用的一種接線。由于一個回路連接著兩臺斷路器，一臺中間開關(guān)連接著兩個回路，使得繼電保護(hù)及二次回路復(fù)雜。《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項重點要求》中指出：一個半斷路器接線的主設(shè)備檢修而相鄰斷路器仍需運行時，應(yīng)特別認(rèn)真做好安全隔離措施。

本文介紹分析了一起近期發(fā)生的一個半斷路器接線方式的變電站，檢修過程中，人為引起二次回路兩點接地，導(dǎo)致變壓器差動保護(hù)誤動的事故，探究引起保護(hù)誤動的各項原因。

事故簡述

某電廠500kV升壓站內(nèi)GIS為雙母線一臺半斷路器接線，事故前運行方式如圖1。1號母線及母線相鄰斷路器1都于檢修狀態(tài)。2號母線及斷路器2、斷路器3處于運行狀態(tài)，公備變由斷路器2供電。公備變高壓側(cè)CT變比2500:1，額定二次電流為54mA。公備變正常運行中，繼電保護(hù)動作，跳開斷路器2，公備變失電。跳閘前，公備變接近額定容量運行。

圖1 事故前運行方式

GIS1號母線氣室及斷路器1氣室進(jìn)行加裝吸附劑改造，改造施工結(jié)束后需要進(jìn)行耐壓試驗。現(xiàn)場試驗人員在耐壓試驗前，準(zhǔn)備將斷路器1的電流互感器二次端子短接后接地。該斷路器的CT為上海MWB互感器有限公司生產(chǎn)的SF6氣體絕緣電流互感器， 二次接線盒位于本體底部，空間位置比較狹小，為了方便短接，試驗人員計劃用銅絲纏繞所有接線柱，后再經(jīng)短接線接地。經(jīng)了解，試驗人員剛剛纏繞了幾個接線端子，還未加接地線，就聽到斷路器2分閘。

原因分析

就地檢查，保護(hù)動作記錄顯示“公備變B相保護(hù)比例差動動作”。提取故障錄波器和保護(hù)動作記錄。微機保護(hù)裝置內(nèi)故障波形如圖2。運行的II支路（斷路器2）所流過電流為正常負(fù)荷電流，然而處于檢修狀態(tài)的I支路（斷路器1）突然出現(xiàn)的電流導(dǎo)致差流增大。并且保護(hù)動作后，I支路仍持續(xù)地出現(xiàn)電流。由于正常運行的斷路器2電流始終沒有突變，并且與故障錄波器內(nèi)顯示電流一致，可以判斷一次系統(tǒng)沒有故障。

圖2 保護(hù)動作時的波形

結(jié)合已知的情況，檢查二次回路，可以判斷這是一起二次回路故障引起的保護(hù)誤動作。電流互感器的接線盒內(nèi)有計量用CT和保護(hù)用CT，由于計量用CT的二次端子在GIS斷路器就地控制箱接地，保護(hù)用CT的二次端子引至控制室內(nèi)的保護(hù)屏接地。試驗人員在用銅絲纏繞端子時，將計量CT的二次端子與保護(hù)CT的二次端子短接，導(dǎo)致繼電保護(hù)的交流回路中出現(xiàn)了兩個接地點。

引起差流的交流回路如圖3。II支路中出現(xiàn)的故障電流正是由于CT回路出現(xiàn)的兩點接地（GIS就地控制柜和控制室內(nèi)保護(hù)屏）所在的地電位不等。[1,2]兩個地電位差ΔU,在繼電保護(hù)裝置的電流輸入回路上形成了電流，正是這個電流導(dǎo)致保護(hù)裝置差流越限而動作。

對比差流與標(biāo)準(zhǔn)正弦波，差流頻率雖然接近工頻50Hz，但是波形畸變較多，差流的波形表明這電流中含有較多的諧波分量，也印證了這個電流是由感應(yīng)電位差形成的本質(zhì)。

圖3 引起差流的交流回路

由于基于差動原理的線路、變壓器、母線保護(hù)普遍采用帶比率制動特性的差動保護(hù)，有較強的抗干擾能力，因此歷年的全國電網(wǎng)繼電保護(hù)運行情況分析中，在二次回路接線錯誤引起誤動的事故中，CT二次回路極性接反、相序接錯等為主要原因，CT二次回路兩點接地，引起差動保護(hù)誤動的事故很少。本次保護(hù)誤動作的直接原因是因為電流回路中出現(xiàn)兩個接地點，此次兩點接地的原因值得我們深入探討。

1 CT變比選擇

本次事故中兩個接地點之間的電位差并不大，形成的差動電流也僅有60mA，但是由于變壓器的二次額定電Ie為54mA，導(dǎo)致差動電流達(dá)到1.11 Ie,滿足動作條件而跳閘。

可見CT變比選擇的不合理，使得整定值過小，導(dǎo)致最終保護(hù)裝置抗干擾的能力下降，是本次保護(hù)誤動的重要原因之一。根據(jù)負(fù)載的額定容量選擇合理的CT變比抽頭，使CT處于合理的工作范圍，不僅可以減少CT的誤差，也可以提高感應(yīng)電產(chǎn)生誤動的門檻。

2 安全隔絕措施

一個半斷路器的接線方式，運行方式靈活，但這種接線方式導(dǎo)致處于檢修狀態(tài)的斷路器的電流互感器仍然接入運行設(shè)備的繼電保護(hù)裝置。國家標(biāo)準(zhǔn)《電流互感器》中對于CT一次耐壓試驗時，二次端子有明確的短接接地要求。但是國標(biāo)并沒有對如何執(zhí)行“短接接地”措施作細(xì)致的說明。現(xiàn)場試驗人員正是在機械地執(zhí)行“短接接地”的防護(hù)措施過程中導(dǎo)致了保護(hù)誤動作。

實際上對于接入運行設(shè)備繼電保護(hù)裝置的電流互感器，耐壓試驗時，在進(jìn)行二次端子短接接地前，首先需要將待試驗的CT與繼電保護(hù)裝置的電流輸入回路斷開。因為即使二次端子短接接地，如果沒有斷開回路，耐壓試驗可能引起的故障電流仍然可以通過分流進(jìn)入運行中的保護(hù)裝置，無法起到防止運行設(shè)備誤跳的作用。本次事故中，試驗的電流互感器沒有和運行的繼電保護(hù)裝置隔離，是誤動的原因之一。

3 保護(hù)用CT接地點選擇

電流互感器的二次回路應(yīng)有且只能有一個接地點，宜在配電裝置處經(jīng)端子接地。由幾組電流互感器繞組組合且有電路直接聯(lián)系的保護(hù)回路，如差動保護(hù)，電流互感器二次回路的接地點宜在控制室。

斷路器1的兩組CT回路接地點選擇看似都合理。目前設(shè)計單位也是按照差動保護(hù)的電流回路在保護(hù)屏接地的原則設(shè)計。值得注意的是：規(guī)程中要求的接地點選擇在控制室的電流互感器繞組組合要求有電氣的直接聯(lián)系。

對于過去常用的電磁型差動保護(hù)，往往通過二次接線回路構(gòu)成合成差電流，這種情況下必須在控制室一點接地，從而保證有電路聯(lián)系的各個CT僅有一個接地點。但是對于目前廣泛使用的微機型繼電保護(hù)，合成差流和差動計算都是通過保護(hù)裝置的微機部分實現(xiàn)的，電流采樣回路往往是獨立的。對于微機繼電保護(hù)，即使是差動保護(hù)，CT的接地點也應(yīng)當(dāng)選擇在GIS就地控制柜，目前設(shè)計單位對于差動保護(hù)的電流回路設(shè)計，仍然保持著電磁型保護(hù)時代的接地點選擇方式是不合理的。

總結(jié)

安全科學(xué)中事故鏈理論認(rèn)為大事故極少由一個原因引起，而是在多個條件同時滿足的情況下，由相關(guān)誘發(fā)因素誘發(fā)而產(chǎn)生的。這些同時滿足的條件就像鏈條一樣把各個環(huán)節(jié)連接在一起，任何一個條件不滿足事故就不會發(fā)生。

本次保護(hù)誤動事故正是遵循這樣的規(guī)律。不合理的CT變比選擇，加上不恰當(dāng)?shù)碾娏骰芈方拥攸c的選擇，當(dāng)遇到試驗人員的錯誤操作時，最終導(dǎo)致了誤跳運行設(shè)備。試驗人員誤操作是保護(hù)誤動的直接原因，是導(dǎo)致事故的最后一個環(huán)節(jié)。

繼電保護(hù)工作人員，進(jìn)行事故分析時，不能僅僅滿足于分析出直接原因，阻止最后一個環(huán)節(jié)，因為阻斷任何一個環(huán)節(jié)，都能避免保護(hù)的誤動。深入的分析引起保護(hù)誤動事故的各個環(huán)節(jié)對于避免設(shè)備的非計劃停運是非常必要的。

本文編自《電氣技術(shù)》，標(biāo)題為“GIS耐壓試驗隔絕措施引起保護(hù)誤動的原因分析”，作者為汪可為。