一起6KV厂用电系统零序保护拒动原因分析

寇予飞　寇予龙

[摘 要]针对某电厂6KV厂用电系统在运行中出现零序保护拒动的异常现象，基于运行数据对异常原因进行了综合分析，简述了处理过程，并提出了处理对策。

[关键词]6KV厂用电系统 零序保护拒动 原因分析 处理对策

中图分类号：TM855；TM452 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）28-0071-01

0 引言

某电厂两台300MW机组，采用单元制接线。每台机组设一台高厂变为本机提供6KV厂用电；设置一台启备变作为6KV公用负荷的电源和两台机组6kV厂用电的备用电源。启备变型号为SFFZ9—50000/220，额定容量50000/31500-31500KVA，额定电压为（230±8*1.25%）/6.3-6.3，联结组标号YNyn0—yn0+d，中性点接地电阻采用金属箱式封闭结构，螺栓固定，架空布置，运行中无法打开，中性点接地电阻为100Ω。

XX年08月12日18时06分，DCS “6KV OB段接地”“6KV OB段消谐装置动作”报警发出，查看6KV OB段A、B、C相电压分别为：0KV、6.3KV、6.3KV（正常为3.6KV、3.6KV、3.6KV）；至继电保护室检查发现：启备变微机保护装置上显示6KV OB分支零序电流为0.006A；故障录波器录得6KV OB段故障数据：Ia=0.30A，Ic=0.30A，I0=0.00A，Ua=0.00V，Ub=105V，Uc=105V，U0=105 V；至6KV公用段配电室检查发现：6KV OB段消谐装置有谐振报警和接地报警，6KV OB段各负荷开关高压带电显示装置上A相指示灯均不亮，而B、C两相带电显示指示灯明显比6KVOA段A、B、C三相亮度高，各运行负荷开关微机保护装置上显示的零序电流为：“二期施工电源二” 0.09A，其余均为0.005A至0.008A不等；为进一步确认是否接地，值班员至就地用点温计测启备变A、B分支中性点100欧接地电阻箱四周温度，A侧为38.4℃，B侧为38.8℃，B分支中性点接地电阻箱无明显发热现象。因 “二期施工电源二”零序电流较其它负荷高一数量级，于是将其断电，故障现象随即消失。

经查，二期施工人员在进行挖掘机取土工作时，挖掘斗碰伤上海电建用施工变高压侧地埋电缆中部，导致电缆A相绝缘损坏，导电部分铜线外漏于土地上，直接接地（上海电建用施工变为“二期施工电源二”线路所带六台施工变之一），而“二期施工电源二”零序保护未动作，也未越级跳开启备变低压侧OB分支开关。

1 原因分析

1.1 查询DCS上6KV OB段母线电压变化曲线：18：06， 6KV OB段A相电压开始出现波动，具有明显的弧光放电谐振的特征，6KV OB段消谐装置也确实有谐振报警和接地报警出现，和电压曲线相吻合，18：11，A相电压变为零，B、C想电压分别升高至6.2KV稳定，从这一现象分析，此次事故是6KV电缆绝缘破坏发生间隙性弧光接地导致谐振，5分钟后绝缘彻底损坏发展为稳定性的接地。后来通过询问具体接地情况，确认为二期在施工时破坏了高压电缆。

1.2 查询故障录波器，有欠电压启动和过电压启动的记录， 6KV OB段故障数据显示：Ia=0.30A，Ic=0.30A，I0=0.00A，Ua=0.00V，Ub=105V，Uc=105V，U0=105 V。录波器录取6KV OB段故障电压正常，故障电流变化不明显，看不出零序电流。

1.3 6KV OB段上各负荷开关零序CT变比为60：1，零序电流保护定值为0.2A，保护动作电流折算至一次侧为0.2*60=12A，延时0.5S，动作于跳闸。故障发生时，6KV OB段上所有负荷零序电流均较小，未达到各负荷开关零序保护动作值，保护正确未动。

1.4 启备变低压侧OB分支零序电流保护定值为1.82A，零序CT变比为50/5，保护动作电流折算至一次侧为18.2A，延时1.0 S跳B分支开关，延时1.5 S跳启备变高压侧开关（跳闸线圈Ⅰ、Ⅱ）、跳启备变低压侧OA、OB分支开关、启动失灵保护。故障发生时，6KV OB分支零序电流为0.006A ，未达到零序保护动作值，保护正确未动。

1.5 从理论上分析，当6KV OB段上某负荷发生金属性接地时，流过启备变低压侧OB分支中性点100Ω电阻的零序电流应为6300/1.732/100=36.37A，该负荷开关零序保护首先应动作于跳闸，否则启备变低压侧OB分支开关也应动作于跳闸，就地接地电阻箱应有较严重的发热现象。但实际情况是负荷开关、分支开关零序保护均未动作，且接地电阻箱没有发热现象，符合中性点不接地系统发生单相接地故障时的现象：流过非故障线路的零序电流为线路本身对地电容电流，流过故障线路的零序电流为系统非故障线路对地电容电流之和，故障相电压降为与大地等电位即0V，中性点电压升至相电压，非故障相电压升至线电压，线电压对称关系保持不变。

综合分析，启备变6KV OB分支中性点、接地电阻和接地点之间某个位置实际在断开，即中性点实际可能已不接地（悬空），变成了一个不接地系统，即使发生金属性接地也不能形成零序通路，零序电流近似为零。

2 处理对策

2.1 对“二期施工电源二”开关零序保护从CT根部加电流进行试验，结果证实“二期施工电源二”零序保护接线、定值、保护装置不存在问题。

2.2 申请调度停运启备变。

2.3 启备变停运后，对6KV OB段分支零序电流保护从CT根部加电流进行试验，结果证实6KV OB段分支零序电流保护接线、定值、保护装置不存在问题。

2.4 同时检查6KV OB分支中性点接地电阻箱，以判断接地电阻100Ω是否正常，是否影响到故障零序电流偏小导致零序保护不动作。

2.5 打开接地电阻箱后发现：6KV OB分支中性点与接地电阻相接后悬空，未接地。

2.6 根据设计说明，分支中性点通过100Ω接地电阻后，应通过接地线穿过电阻箱右下方零序CT（用于启动计数器）后可靠接地。立即将接地电阻可靠接地。

2.7 同时对6KV OA分支中性点接地电阻箱进行检查，存在同样问题，将接地电阻可靠接地。

2.8 利用#1、#2机停机机会，检查#1、#2高厂变6KV A、B分支中性点接地电阻存在同样问题，立即对其进行了改正。

3 几点思考

3.1 #1、#2高厂变、启备变在安装施工过程中，未严格按照施工图纸进行，导致变压器低压分支中性点接地电阻实际未接地。

3.2 #1、#2高厂变、启备变已投运数年，在历次大小修中，因检修不到位，也未能及时发现此类隐患。

3.3 #1、#2高厂变、启备变中性点接地电阻采用金属箱式封闭结构，螺栓固定，架空布置，运行中无法打开，从而导致设备存在的安装隐患未能及时发现。

4 结束语

6KV厂用电系统采用100Ω中阻接地， 目的就是为使零序保护可靠、灵敏地动作。所以当6KV厂用电系统发生单相接地时，可以快速地切除故障，而不是像不接地系统一样以牺牲设备寿命为代价维持运行。中阻接地系统如果不能快速切除故障，极易发生火烧联营地事故。所以，我们只有在确保设备接线正确，保护整定、投入无误的前提下，方能保证在设备发生故障时，保护能可靠地、有选择地、灵敏地将故障切除。

作者简介

寇予飞（1977—），女，汉族，河南郑州人，从事电厂运行管理工作，工程师；寇予龙（1984—），女，汉族，河南郑州人，从事电厂电气二次检修工作，助理工程师。endprint