110kv大降坪变电站6kv电容柜零序误动作分析

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1、110kV大降坪变电站6kV电容柜零序误动作分析肖志强广东云浮广业硫铁矿集团有限公司供电分公司邮编527343摘要：变电站常采用电容集中补偿方式提高功率因数，高压电容开关柜多设置零序保护装置。在安装电容器高压电缆时，必须把电缆屏蔽接地线穿过零序电流互感器，否则易导致电容柜零序误动作。关键词：零序电流接地保护一、企业概况及内部电网结构广东云浮广业硫铁矿集团有限公司是目前我国最大的现代化露天开采化学矿山企业,年生产硫铁矿能力达300万吨。110kV大降坪变电站于1980年建成并投入运行，是云浮广业硫铁矿集团有限公司的中心变电站。云浮广业硫铁矿集团有限公司电力网络

2、由大降坪变电站两台20000kVA主变压器及其它电力设备构成，主变电压变比为110/35/6.3。示意图（图1）如下：图1其6kV母排单母可分段，连续运行，采用电容集中补偿方式提高功率因数，Ⅰ段由608开关补偿无功功率2160kvar，Ⅱ段由618开关补偿无功功率2000kvar。二、误动作经过2003年4月26日，阴天、下着细雨。18时50分，值班员打开变电场照明电源，约1分钟后35kV变电场一盏水银灯泡爆裂，608、618电容柜开关同时跳闸。经检查，两柜均为零序保护动作，但电容器和电缆均无故障迹象、继电器正常。19时30分，试投608、618电容柜，两柜

3、均运行正常。2003年5月28日上午9时，天晴。110kVⅠ段电压互感器端子箱铁门脱落需要维修，当维修人员用电焊机对端子箱铁门合页进行点焊时，608、618电容柜开关又同时跳闸。经检查，两柜又是零序保护动作，电容器和电缆无故障迹象、继电器正常。10时，110kVⅠ段电压互感器端子箱铁门维修完毕后，试投608、618电容柜成功。三、故障查找2003年5月28日下午，技术人员对608、618柜电容保护装置一二次回路进行检查，发现二次回路接线正确，继电器动作值与定值相同；在检查一次穿芯式零序电流互感器时，发现两柜的电缆接地线均未穿过其铁芯而直接接地，示意图（图2）

4、如下：为验证电容柜开关误动作的原因，技术人员把608电容柜的电缆接地线穿过零序电流互感器9LH的铁芯（见图3），保留618电容柜的原电缆接地方式，把两台电容柜转为冷备用后，投入608、618开关。然后在远离开关柜的变电场对110kVⅠ段电压互感器端子箱外壳进行点焊，结果618开关零序保护动作跳闸，608开关不动作。再把618电容柜的电缆接地线穿过零序电流互感器的铁芯，把608电容柜的电缆接地线恢复为不穿过零序电流互感器的铁芯，重复点焊试验，结果是608开关跳闸，618开关不动作。由此证明，电缆接地线不穿过零序电流互感器铁芯而直接接地是导致电容柜开关误动作的直

5、接原因。四、原因分析电容柜的零序保护装置的作用在于，当电容器发生单相接地或相间接地短路故障时，会在零序电流互感器中感应出零序电流，如果零序电流达到保护整定值，就会引起电容柜开关跳闸。零序电流的产生，往往能说明电容器有故障，或接地、或短路、或损坏，零序保护装置可以及时反应故障并有效防止故障进一步扩大。变电站一次设备的金属外壳、高压电力电缆的屏蔽接地线（钢带）均与地网连接，当地网流过零序电流时，所有连接部分都会有杂散电流经过。从零序电流互感器的安装位置可以看出，如果电缆接地线不穿过零序电流互感器的铁芯而直接接地，一旦地网流过零序电流，电缆接地线的杂散电流将完全穿

6、过互感器铁芯，若电流足够大，必然造成保护动作。反之，如果电缆接地线穿过零序电流互感器铁芯，则接地线电流既进入互感器铁芯又流出互感器铁芯，铁芯感应的电势相互抵消，不论电流有多大，都不会在互感器二次侧产生电流，从而避免了保护的误动作。2003年4月26日因空气和灯头潮湿，变电场水银灯泡爆裂时造成火零线瞬间短路，短路电流进入地网；2003年5月28日维修人员点焊端子箱铁门，同样有零序电流进入地网。由于电容柜的电缆接地线不穿过零序电流互感器铁芯而直接接地，地网的杂散电流由接地线穿过零序电流互感器，而且杂散电流超过了保护一次动作值，故开关跳闸。五、结论变电站常采用电容

7、集中补偿方式提高功率因数，高压电容开关柜多设置零序保护装置。在安装电容器高压电缆时，必须把电缆屏蔽接地线穿过零序电流互感器，否则易导致电容柜零序误动作。2003年5月28日把电容柜的电缆接地线按电气安装标准规范改接后，电容投入运行至今，从未再发生过此类误跳闸事故。参考资料：1《电力系统继电保护》——全国高等教育自学考试指导委员会组编2、《新编保护继电器检验》——电力工业部安全监察及生产协调司组编