一起6KV动力电缆屏蔽层接地错误导致零序保护误动事故分析

一起6KV动力电缆屏蔽层接地错误导致零序保护误动事故分析

赵晓臣

赵晓臣

调兵山煤矸石发电有限责任公司辽宁调兵山112700

摘要：本文针对辽宁调兵山煤矸石发电厂1号机组6KV厂用系统的三眼井变压器零序保护误动作故障的查找过程，分析三眼井变压器零序保护误动作的原因，介绍电缆钢铠接电线与零序电流互感器错误安装时误动的原因并给出正确的安装方法。提出在设备安装施工及设备调试校验时零序保护误动的防范措施，消除设备隐患。

关键词：零序保护；电缆屏蔽层；电流互感器；误动作

电力系统中性点的工作方式主要决定于系统的绝缘水平、供电的可靠性以及继电保护的要求等。通常110kV及以上电压等级电网采用中性点直接接地方式；35kV及以下电压等级电网采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式。在大短路电流接地系统中发生接地故障后，系统中会有零序电流和零序电压，利用这些电气量构成保护接地短路的继电保护装置统称为零序保护。零序保护是利用零序互感器采集零序电流，正常情况下，三相的向量和为零，零序电流互感器无零序电流。当发生故障的时候，三相的向量和不为零，零序电流互感器有零序电流，一旦达到保护动作定值，则保护动作跳闸。2015年5月，调兵山发电厂6KV厂用系统三眼井变压器的综合保护装置零序保护跳闸，检查设备无异常，以前从未出现过这种状况。

1事故原因调查

2015年5月27日13点03分，调兵山发电厂6KV厂用母线室三眼井变压器跳闸，变压器保护装置报高压侧零序保护动作，保护人员立即查看综合保护装置事件报告，保护装置动作记录见表1。

表1：保护装置动作记录

检修人员对变压器一次二次系统进行检查，变压器的综合保护装置在检修期已经完成保护校验，定值准确，采样精度合格，从零序保护动作结果来看，保护正确动作。对二次回路的检查，跳闸回路绝缘良好，不存在偷跳的可能，零序电流互感器二次回路良好，排除电流二次回路问题。对该变压器的6KV段的电源开关进行了检查，用2500V摇表进行测量一次设备均绝缘良好，开关机构无异常。

2事故原因分析

分析零序保护动作原因，由于变压器的一二次设备均没问题，零序保护动作说明综合保护装置确实检测到了零序电流互感器产生的零序电流，在变压器高压开关分闸后检修人员用卡钳表实测零序电流回路确实有零序电流，这说明零序互感器一次侧确流过零序电流。经检查发现厂外灰场隔离变高压侧为三芯动力电缆，电缆钢铠的屏蔽层采用的是两点接地。零序电流互感器装在开关柜底板上面，电缆终端头穿过零序电流互感器后，电缆金属屏蔽接地线没有穿回零序电流互感器，而是直接接地。该动力电缆送电线路较长，两端都接地，屏蔽层接地线中容易出现感应电压，屏蔽线中就会出现电流，电流流过零序电流互感器，将在二次侧感应出零序电流，该电流不是故障电流，造成零序保护误动作。最终可以得出结论是本次变压器高压侧零序保护误动作的主因是电缆屏蔽层接地线未穿回零序电流互感器导致零序保护误动作。

3事故处理

依据中华人民共和国国家标准《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》第6.2.9条规定，三芯电力电缆终端处的金属层必须接地良好；电缆每项钢屏蔽和钢铠应锡焊接地线。电缆通过零序电流互感器时，电缆金属保护层和接地线应对地绝缘，电缆接地点在互感器以下时，接地线应直接接地；接地点在互感器以上时，接地线应穿过互感器接地。

对此问题进行了整改，办理工作票将厂外灰场变压器电源电缆接地线先穿回零序保护CT后再接地（如图1所示），这样就相当于零序电流互感器一次侧中流过的感应电流大小相等，方向相反，两者相互抵消，从而有效防止屏蔽层中电流流过零序电流互感器在二次侧感应出零序电流，造成保护误动。

图1

我们也对我厂的6KV母线室的高压开关进行逐一检查，在检查中发现有些电缆接地线该穿零序电流互感器时未穿，一些不该穿零序电流互感器的反倒穿了。这些都是造成零序保护不能正确动作隐患。如果电缆头未过零序电流互感器前直接接地，就不需要将接地线穿过零序电流互感器了（接线见图2）。

图2

4防止零序保护误动作采取的措施

（1）安装零序电流互感器要注意电流互感器与电缆头位置关系。当零序电流互感器安装在电缆头的上面，电缆屏蔽接地线应穿过零序电流互感器后再接地（见图1），当零序电流互感器安装在电缆头的下面，电缆屏蔽接地线应直接接地，不要穿过零序电流互感器（见图2）。

（2）接地线须采用铜绞线或镀锡铜编织线，接地线的截面不应小于25mm2，接地端必须焊接接地线端子，并正确处理接地线与零序电流互感器的相对位置，接地线必须安装在接地铜排上；

（3）互感器二次绕组及互感器本身都要接地。

（4）检修结束，设备送电前都要对零序保护进行校验，核对保护定值，确保保护正常可靠。

（5）在作业或者处理其他故障时，尽量不要拆动零序电流互感器，不要拆电缆铠甲屏蔽层接地线，如果必须拆除，在作业结束后恢复原样。

（6）加强技改项目的验收管理，提高班组人员业务水平，让有关人员掌握零序电流互感器安装方法和电缆屏蔽层接地线安装方法，保证验收工作一步到位。

5结束语

总之，零序保护误动。拒动原因是现场多重因素综合作用的结果，我们应当仔细分析，认真查找原因，通过分析找到事故原因后，对于一些不相适应的问题，应采用有效措施，避免类似事故的再次发生，确保设备安全稳定的运行。通过正确的配置，选择正确的钢铠接地线穿过零序互感器的方式；按照规范要求对设备进行定期检修，多搞些岗位培训以提高电气操作人员的自身素质，尽可能的减少零序保护的误动作，确保现场设备的安全运行，营造一个良好的供电环境。

本文根据辽宁煤矸石发电有限责任公司1号机组6KV厂用系统的三眼井变压器零序保护误动作事故调查，通过分析找到事故原因，对于一些动力电缆屏蔽层接地线穿零序电流互感器错误问题，采取有效措施，避免类似事故的再次发生，接线改接后保证了继电保护装置采样的准确性和保护动作的可靠性，为我厂设备及机组的稳定运行创造了条件。

参考文献：

[1]中华人民共和国建设部，《GB50168-2006电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》，中国计划出版社，2006

[2]《电气设备运行技术问答》中国电力出版社2011年

[3]国家电网公司《国家电网公司继电保护培训教材》中国电力出版社2010年