关于PT-CT二次回路接地-等电位-反措(学术参考)
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继电保护PT二次回路多点接地隐患及预防措施摘要:现如今,我国是社会经济快速发展的新时期,人们的生活水平在不断的提高,电压互感器(PotentialTransformer,简称PT)类似于变压器,是用来进行高低电压变换的仪器,用于给测量仪表和继电保护装置提供电压。
若用于继电保护装置的PT二次回路存在隐患或者不满足要求,则有可能直接地或者间接地导致继电保护装置误动,造成开关跳闸,进而引发严重的大范围停电,造成无法挽回的损失。
因此,高度重视并及时排查、预防继电保护PT二次回路多点接地的隐患,对保障电力系统的稳定安全运行具有重大的意义。
从PT二次回路多点接地入手,深入分析继电保护二次回路可能存在的隐患,并提出对应的预防措施,有效地避免事故发生,对电力生产实际提供指导作用。
关键词:PT;继电保护;二次回路;接地隐患;预防措施引言经济水平的提升,使电力设备成为人们生活、工作中必不可少的元素,但是用量的增加也导致超负荷运行问题,电力设备运行过程中因为缺少稳定性而引发安全问题。
为了提高电气设备运行安全性,可以采用继电保护二次回路。
目前在继电保护二次回路运行过程中,如何提高可靠性是需要解决的问题,下面以宁夏鸳鸯湖电厂为例展开讨论。
1二次回路的基本概念发电厂和变电站的电气设备按其用途及功能不同,一般分为一次电气设备和二次电气设备2大类。
其中,一次设备通常由强电设备组成,包括发电、配电、变电设备,如发电、变电所中的断路器、变压器、发电机。
由这些一次设备搭建的回路为一次回路。
二次设备通常由弱电设备组成,用于对一次设备进行监测、控制、保护及调节。
由二次设备搭建的回路称为二次回路或二次接线,通过一次回路的监察、测量来反映一次回路的工作状态并控制一次回路。
二次回路包括测量仪表、继电保护装置、自动装置、远动装置、操作电源、控制和信号器具及控制电缆等。
虽然二次回路不是电气部分的主体,但对安全可靠地生产起着重要的作用。
与一次回路相比,二次回路设备众多,且需要用成千上万根导线相互连接;因此,要了解二次回路,首先要知道二次设备的符号和图形。
发电机运行过程中测量CT二次回路接地分析摘要:近年来火电厂陆续发生了几起由发电机二次回路表计参数异常,造成火电机组跳机;或人为误判断导致非计划停机事故。
一方面影响发电厂发电连续性和经济性,另一方面会进一步会造成环保指标超标,甚至导致电厂发电设备损坏,严重影响电力系统的安全稳定运行。
关键词:异常;接地电流;系统单相接地;接地点0 引言某电厂#6发电机组在运行过程中,发现发电机定子电流三相不平衡,负荷296MW,定子电流A、B、C三相分别为8.59KA、4.69KA、8.67KA,负序电流956A,查看发变组保护负序电流参数显示正常,因此初步分析为发电机表计CT回路出现异常。
1 发电机运行测量CT二次回路异常现象某电厂#6发电机组采用哈尔滨电机厂生产水氢氢300MW发电机[1],型号:QFSN-300-2,服役24年,2019年10月8日发现发电机有功负荷从150MW到300MW加负荷过程中,发电机三相电流不平衡逐渐增大,有功增加到296MW,DCS显示发电机三相电流分别为8.59KA、4.69KA、8.67KA;负序电流956A。
查看发变组保护各参数显示正常。
发电机有功负荷从300MW到150MW减负荷过程中,发电机三相电流不平衡逐渐减小;有功减到150MW,DCS显示发电机三相电流分别为4.6KA、4.59KA、4.62KA;负序电流99A。
运行参数趋于正常。
发电机运行状态低负荷时,定子电流、负序电流参数正常,高负荷时定子电流、负序电流出现异常。
异常现象出现必定与发电机的运行状态有关。
2 发电机运行测量CT二次回路接地判断发电机中性点有四组CT分别为:保护两组、备用、测量一组。
从发电机运行状态可以看出,发电机定子B相电流、负序电流表,且能同时增大或减小,也不可能同时出现问题。
因此排除测量表计问题。
图1为发电机测量CT二次回路负荷接线示意图。
图1 发电机测量CT二次回路负荷接线示意图怀疑负序电流变送器线性异常,更换发电机B相负序电流变送器后,异常现象并未消除。
继电保护 PT二次回路多点接地隐患及预防措施摘要:PT是变电站重要设备之一,可对电压进行科学监测,并实现高低电压转换。
同时PT还能将高电压和对应工作人员隔离开,实现安全电力管理。
大多数变电站的继电保护装置需通过PT采集电压量作为判断依据。
此时,若二次回路出现问题,就会导致继电保护装置误判、误动、拒动等,影响人员对装置运行情况的判断,威胁电网的安全稳定运行,更威胁到人们生命安全。
下文对PT二次回路多点接地隐患现象进行排查分析,提出对应的预防措施,进一步保障电网安全。
关键词:继电保护;PT二次回路;接地隐患;预防措施变电站保护屏、端子箱等屏柜内部通常用端子排来实现二次回路电缆线的转接和连接。
在继电保护校验、保护改造、抢修故障排除等过程中,端子排处二次回路发生误碰或者松动引起故障等事故常有发生。
常规接线端子排的隐患已经造成继电保护可靠性下降,但是并没有引起相关人员的重视,也没有任何防误措施。
传统做法是在二次回路工作中加强监护,做好相关安全措施,施工时提高接线质量。
但由于保护人员技术、技能水平原因,继电保护在端子排处故障率很难降低到零。
1 PT二次回路接地要求电网二次回路必须接地,以此确保相关操作人员及设备安全,避免在一、二次绝缘击穿后高压对设备及人员造成危害。
此外,通过PT二次接地,可以为相关测量、保护装置提供相电压差基准。
关于PT二次回路接地的要求:PT二次回路必须有且只有一点接地。
若回路无接地点,那么接在互感器的高压电压将通过互感器一、二次线圈的电容及回路,形成分压,导致高压进入二次回路。
而若存在一接地点,则二次回路没有对地电容,人员操作及设备运行安全度将大大提高。
若PT二次回路出现多点接地,此时当电网接地时,电流经大地,将导致电压零点偏移,易导致电压畸变,进而导致保护装置误判、失效。
生产实际中,经过控制室的零相小母线联通PT二次回路,在控制室将零相小母线一点接地,各PT二次中性点在开关位置接地点均需要断开。
一、互感器的安全接地①电流互感器的二次回路必须有且只能有一点接地,一般在端子箱经端子排接地。
但对于有几组电流互感器连接在一起的保护装置,如母差保护、各种双断路器主接线的保护等,则应在保护屏上经端子排接地。
②电压互感器的二次回路只允许有一点接地,接地点宜设在控制室内。
独立的、与其它互感器无电联系的电压互感器也可在开关场实现一点接地。
为保证接地可靠,各电压互感器的中性线不得接有可能断开的开关或熔断器等。
③已在控制室一点接地的电压互感器二次线圈,必要时,可在开关场将二次线圈中性点经放电间隙或氧化锌阀片接地,应经常维护检查防止出现两点接地的情况。
④来自电压互感器二次的四根开关场引出线中的零线和电压互感器三次的两根开关场引出线中的N线必须分开,不得共用。
二、电压互感器的接线方式电压互感器的接线方式很多,常见的有以下几种:如图所示①用一台单相电压互感器来测量某一相对地电压或相间电压的接线方式。
图①中上面示意接线方式多用于110~220kV系统,下面的图多用于3~35kV系统。
②用两台单相互感器接成不完全星形,也称V—V接线,用来测量各相间电压,但不能测相对地电压,广泛应用在20kV以下中性点不接地或经消弧线圈接地的电网中。
③用三台单相三绕组电压互感器构成YN、yn、d0或YN、y、d0的接线形式,广泛应用于3~220kV系统中,其二次绕组用于测量相间电压和相对地电压,辅助二次绕组接成开口三角形,供接入交流电网绝缘监视仪表和继电器用。
用一台三相五柱式电压互感器代替上述三个单相三绕组电压互感器构成的接线,除铁芯外,其形式与图③基本相同,一般只用于3~15KV系统。
④电容式电压互感器接线形式类似方式③,只是一次测电压从分压电容器引出,适用于110~500kV系统中。
在中性点不接地或经消弧线圈接地的系统中,为了测量相对地电压,PT一次绕组必须接成星形接地的方式。
在3~60kV电网中,通常采用三只单相三绕组电压互感器或者一只三相五柱式电压互感器的接线形式。
互感器二次回路两点接地引发的事故分析及防范措施【摘要】在我国当前社会发展形势下,社会对用电需求量不断增加,促进了电力事业的发展。
电作为我国社会发展的一种重要能源,它既有其重要性,也有其危险性。
互感器作为电力系统中的一种重要设备,互感器是电力系统安全运行的保障,然而互感器在运行过程中受多种因素的影响,会引发各种安全事故,为此,本文就互感器二次回路两点接地引发的事故进行分析,并针对事故提出相应的防范措施。
【关键词】互感器;二次回路;两点接地;事故;防范措施0.引言随着经济的不断发展,我国对电力资源的需求逐渐增加,电力资源需求量的增加,就会加重我国供电系统的工作任务。
在我国电力企业的电力系统中,互感器作为电力系统安全运行必不可少的一部分,互感器二次回路的接地设置直接关系到电力系统的安全性,然而在我国当前互感器二次回路接地工作中,很容易出现回路两点接地的问题,这种接地方式受多种因素的影响,很容易引发安全事故,进而威胁到整个电力系统的安全。
在这个竞争日益激烈的市场环境下,电力企业要想取得经济效益,就必须重视互感器的二次回路接地设置,并采取有效的措施,消除互感器二次回路两点接地中存在的安全隐患,从而保障电力系统的安全运行。
1.互感器二次回路两点接地引发的事故分析互感器是电流互感器和电压互感器的统称。
互感器能将高电压变成低电压、大电流变成小电流,用于量测或保护系统。
而二次回路是由二次设备互相连接,构成对一次设备进行监测、控制、调节和保护的电气回路。
在当今社会发展形势下,互感器作为电力系统中不可或缺的一部分,互感器对电力系统的安全运行有着至关重要的作用。
随着人们对用电需求的增长,电力系统的工作负荷也在逐渐增加,在电力系统中,互感器能够起到调节电流、电压的作用[1]。
而互感器二次回路大部分都是在室外,分布范围较广,连接设备较多,常常由于运行时间过长造成绝缘老化或认为因素在交流电压、交流电流的二次回路中出现两点接地,另外,传感器二次回路在自然因素的影响下,也会对二次回路的绝缘层造成影响,一旦互感器二次回路出现两点接地,就会造成电力系统中的继电保护装置起不到应有的功效,从而引导开关跳闸、停电等事故。
PT二次回路N线多点接地的影响分析及控制措施鉴于PT二次回路N线多点接地可能会导致继电保护误动或拒动,本地区电网对110kV及以上电压等级变电站PT二次回路N线多点接地情况进行了排查和处理,本文从原理上定性分析了PT二次回路N线多点接地导致保护误动或拒动的原因,接着着重提出防范PT二次回路N线多点接地的相关控制措施,旨在对相关人员在控制和处理多点接地等方面有所帮助和借鉴。
标签:电压互感器;二次回路;多点接地;控制措施本文先从原理上定性分析了PT二次回路N线两点接地对继电保护装置造成误动或拒动的原因,接着着重提出防止PT二次回路N线多点接地的相关防范控制措施,旨在能够为相关人员在电压互感器二次回路规划设计、基建施工、投产验收、运维管理以及多点接地处理等方面有所帮助和借鉴。
1 影响分析下面以电压互感器A相为例分析PT二次回路N线两点接地对继电保护装置的影响。
多点接地类似。
PT二次回路N线一点接地时,如图1所示,进入保护装置A相的电压为UA,同理进入保护装置B相电压为UB,C相电压为UC,自产3U0为UA + UB + UC。
PT二次回路N线两点接地时,如图2所示,当变电站近端发生接地短路故障时,故障电流较大,因此在N线就会产生一个电位差ΔU,所以进入保护装置A相的电压已不是UA,而变为UA’,即UA’= UA +ΔU。
同理进入保护装置B相的电压变为UB’= UB +ΔU,进入保护装置C相的电压变为UC’= UC +ΔU。
从而自产3U0,变为3U0 = UA’+ UB’+ UC’= UA + UB + UC + 3ΔU。
而PT二次回路N线一点接地时,则不会产生上述的ΔU,因此进入保护装置的各相电压也不会叠加ΔU,自产3U0也不会叠加3倍的ΔU。
因此,在PT二次回路N线多点接地时,当变电站近端发生接地短路故障时,因故障电流较大,所以在中性点就会产生上述的电位差ΔU,相当于中性点电压产生了偏移,使得进入保护装置的各相电压并不是实际故障相的电压,而是叠加了电位差ΔU以后的电压,从而导致各相电压的幅值和相位均发生了变化,而保护装置自产的零序电压也相应地叠加了3倍的ΔU,其相位也相应地发生了变化。
电压互感器:1、独立的、与其它电压互感器二次回路没有电的联系的二次回路中性线,应在开关场实现一点接地,包括重合闸和检同期装置用电压互感器二次回路。
2、公用电压互感器的二次回路只允许在控制室内有一点接地。
3、用于发电机定子接地保护的发电机中性点电压互感器二次侧接地点应设在接地保护柜内。
4、线路电压抽取用电压互感器的二次回路及高压电容器组的放电电压互感器的二次回路应在开关场一点接地。
5、所有PT的中性点均引至中控室中的某一保护柜内全站一点接地。
电流互感器:1、公用电流互感器二次绕组的二次回路只允许、且必须在相关保护屏内一点接地。
接地点设在直接连接的保护屏端子排外侧端子。
【释义】公用电流互感器二次绕组的情况包括:差动保护、各种双断路器主接线的保护直接进行物理并接的电流和回路。
2、独立的、与其它电流互感器二次回路没有电的联系的二次回路应在开关场一点接地。
【释义】电流互感器二次绕组在开关场接地更适宜,当一次绕组击穿时,接地线最短,限制高电压传入二次回路最有效。
3、开口三角不设置熔断器,用于励磁的电压互感器不用熔断器。
关于接地:1.电压互感器N相用4mm2的双色线接至接地母排上,并在接地线两侧悬挂“全站TV N600唯一接地点,不得拆除”的标示牌。
2.开关场的端子箱内应设置截面不少于100 mm2的裸铜排,并使用截面不少于100 mm2 的铜缆与电缆沟道内的等电位接地网连接。
3.装设静态保护和控制装置的屏柜地面下宜用截面不小于100mm2的接地铜排直接连接构成等电位接地母线。
接地母线应首末可靠连接成环网,并用截面不小于50mm2、不少于4 根铜排与厂、站的接地网直接连接。
4.静态保护和控制装置的屏柜下部应设有截面不小于100mm2的接地铜排。
屏柜上装置的接地端子应用截面不小于4mm2的多股铜线和接地铜排相连。
接地铜排应用截面不小于50mm2的铜排与地面下的等电位接地母线相连。
5.所有二次电缆的屏蔽层应使用截面不小于4mm2多股铜质软导线可靠连接到等电位接地网的铜排上。
6.差动保护电流回路应采用4MM2的电缆。
7.应将升压站金属穿管的上端与设备底座良好焊接,下端就近与主接地网良好焊接。
8.公用电压互感器的二次绕组的二次回路只允许有一处接地,接地点宜设在控制室内。
独立的、与其他电压互感器二次回路没有电气联系的应在配电设备区一点接地。
9.公用电流互感器二次绕组的二次回路只允许在相关保护屏、柜内一点接地。
独立的、与其他电流互感器二次回路没有电气联系的应在配电设备区一点接地。
10.屏蔽电缆的屏蔽层应在开关场和控制室内两端接地。
在控制室内屏蔽层宜在保护屏上接于屏柜内的接地铜排;在开关场屏蔽层应在与高压设备有一定距离的端子箱接地。
互感器每相二次回路经两芯屏蔽电缆从高压箱体引至端子箱,该电缆屏蔽层在高压箱体和端子箱两端接地。
11.保护室与通信室之间所用(通讯)信号传输电缆,应采用双绞双屏蔽电缆,屏蔽层在两端分别接地。
12.传送音频信号应采用屏蔽双绞线,其屏蔽层应在两端接地。
13.传送数字信号的保护与通信设备间的距离大于50m 时,应采用光缆。
14.对于低频、低电平模拟信号的电缆,如热电偶用电缆,屏蔽层不得构成两点或多点接地,宜用集中式一点接地。
屏蔽层必须在最不平衡端或电路本身接地处一点接地。
15.对于双层屏蔽电缆,内屏蔽应一端接地,外屏蔽应两端接地。
16.电缆屏蔽层的型式宜为铜带屏蔽。
17.模拟量及脉冲量弱电信号输入回路电缆应选用对绞屏蔽电缆,芯线截面不宜小于0.75mm2。
交流采样的信号电缆,芯线截面不宜小于2.5mm2;18.19.20.21.南方电网要求如下:1.电缆接地线整理直径均匀,并用热缩套管保护。
保护及相关二次回路和高频收发信机的电缆屏蔽层应使用截面不小于4 mm2多股铜质软导线可靠连接到等电位接地网的铜排上。
2.电压互感器二、三次绕组的N线在端子箱分开,用不同电缆引出到控制室。
来自开关场电压互感器二次的四根引入线ABCN和电压互感器开口三角绕组的两根引入线LN均应使用各自独立的电缆。
3.全站各电压等级TV N600只能有一个接地点,该接地点应接至等电位接地母线,在接地线两侧分别悬挂“全站TV N600唯一接地点,不得拆除”的标示牌。
4.己在控制室一点接地的电压互感器二次线圈,宜在开关场将二次线圈中性点经放电间隙或氧化锌阀片接地,其击穿电压峰值应大于30·Imax伏(Imax为电网接地故障时通过变电站的可能最大接地电流有效值,单位为kA)。
应定期检查放电间隙或氧化锌阀片,防止造成电压二次回路多点接地的现象。
---升压站端子箱内加击穿保险JBO-220。
5.差动保护电流回路应采用4MM2的电缆。
6.应在主控室、保护室、敷设二次电缆的沟道、开关场的就地端子箱及保护用结合滤波器等处,使用截面不小于100 mm2的裸铜排(缆)敷设与主接地网紧密连接的等电位接地网。
7.在主控室、保护室柜屏下层的电缆室内,按柜屏布置的方向敷设100 mm2的专用铜排(缆),将该专用铜排(缆)首末端连接,形成保护室内的等电位接地网。
保护室内的等电位接地网必须用至少4根以上、截面不小于50mm2的铜排(缆)与厂、站的主接地网在电缆竖井处可靠连接。
8.沿二次电缆的沟道敷设截面不少于100 mm2的裸铜排(缆),构建室外的等电位接地网等电位接地网。
9.分散布置的保护就地站、通信室与集控室之间,应使用截面不少于100 mm2的、紧密与厂、站主接地网相连接的铜排(缆)将保护就地站与集控室的等电位接地网可靠连接。
10.开关场的就地端子箱内应设置截面不少于100 mm2的裸铜排,并使用截面不少于100 mm2 的铜缆与电缆沟道内的等电位接地网连接。
11.静态保护和控制装置的屏柜下部应设有截面不小于100 mm2的接地铜排。
屏柜上装置的接地端子应用截面不小于4mm2的多股铜线和接地铜排相连。
接地铜排应用截面不小于50mm2的铜缆与保护室内的等电位接地网相连。
---各个屏柜及箱体的下部均需设置等电位铜排,截面不小于100 mm2。
此专用接地铜排首末端同时联接,然后该接地网的一点与控制室按地网联通。
12.在开关场的变压器、断路器、隔离刀闸、结合滤波器和电流、电压互感器等设备的二次电缆应经金属管从一次设备的接线盒(箱)引至就地端子箱,并将金属管的上端与上述设备的底座和金属外壳良好焊接,下端就近与主接地网良好焊接。
在就地端子箱处将这些二次电缆的屏蔽层使用截面不小于 4 mm2多股铜质软导线可靠单端连接至等电位接地网的铜排上。
13.保护室与通信室之间所用信号传输电缆,应采用双绞双屏蔽电缆,屏蔽层在两端分别接地。
14.继电保护二次回路应按下列要求接地:公用电压互感器的二次绕组的二次回路只允许有一处接地,接地点宜设在控制室内。
独立的、与其他电压互感器二次回路没有电气联系的应在配电设备区一点接地。
为保证接地可靠,各电压互感器的中性线不得接有可能断开的开关或熔断器等。
来自电压互感器二次绕组和开口三角绕组应使用各自独立的电缆分别引到控制室或保护室。
独立的、与其他电流互感器二次回路没有电气联系的应在配电设备区一点接地。
公用电流互感器二次绕组的二次回路只允许在相关保护屏、柜内一点接地。
对于微机型继电保护装置屏柜内的交流供电电源(照明、打印机和调制解调器)的N 线不允许接入等电位专用铜排。
遵守保护装置24V开入电源不出保护室的原则,以免引进干扰。
15.宜取消电压互感器二次B相接地方式,或改为经隔离变压器实现同步并列。
16.变压器中性点应有两根与主地网不同干线连接的接地引下线,并且每根接地引下线均应符合热稳定校核的要求。
重要设备及设备架构等宜有两根与主地网不同干线连接的接地引下线,并且每根接地引下线均应符合热稳定校核的要求。
连接引线应便于定期进行检查测试。
17.用于集成电路型,微机型保护的电流、电压和信号接点引入线,应采用屏蔽电缆,屏蔽层在开关场与控制室同时接地。
关于电压互感器二次回路接地:《国家电网公司十八项电网重大反事故措施(试行)继保专业反措》中规定:重视继电保护二次回路的接地问题,并定期检查这些接地点的可靠性和有效性。
继电保护二次回路接地,应满足以下要求:1、公用电压互感器的二次回路只允许在控制室内有一点接地,为保证接地可靠,各电压互感器的中性线不得接有可能断开的开关或熔断器等。
己在控制室一点接地的电压互感器二次线圈,宜在开关场将二次线圈中性点经放电间隙或氧化锌阀片接地,其击穿电压峰值应大于30·Imax伏(Imax为电网接地故障时通过变电站的可能最大接地电流有效值,单位为kA)。
应定期检查放电间隙或氧化锌阀片,防止造成电压二次回路多点接地的现象。
2、公用电流互感器二次绕组二次回路只允许、且必须在相关保护柜屏内一点接地。
独立的、与其他电压互感器和电流互感器的二次回路没有电气联系的二次回路应在开关场一点接地。
3、微机型继电保护装置柜屏内的交流供电电源(照明、打印机和调制解调器)的中性线(零线)不应接入等电位接地网。
附:电力工业部电安生[1994]191 号文《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》,电压互感器二次侧如为星形接线,应将中性点接地,B 相接地方式宜取消。
《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》8. 仪用互感器及其二次回路8.1 电流互感器及电压互感器的二次回路必须分别有且只能有一点接地。
8.2 由几组电流互感器二次组合的电流回路,如差动保护、各种双断路器主结线的保护电流回路,其接地点宜选在控制室。
8.3 经控制室零相小母线(N600)联通的几组电压互感器二次回路,只应在控制室将N600一点接地,各电压互感器二次中性点在开关场的接地点应断开;为保证接地可靠,各电压互感器的中性线不得接有可能断开的开关或接触器等。
8.4 已在控制室一点接地的电压互感器二次线卷,如认为必要,可以在开关场将二次线卷中性点经放电间隙或氧化锌阀片接地,其击穿电压峰值应大于30Imax伏,Imax为电网接地故障时通过变电所的可能最大接地电流有效值,单位为千安。
8.5 宜取消电压互感器二次B相接地方式,或改为经隔离变压器实现同步并列。
8.6 独立的、与其他互感器二次回路没有电的联系的电流或电压互感器二次回路,可以在控制室内也可以在开关场实现一点接地。