风电场电缆屏蔽层接地安装不规范 导致零序保护频繁跳闸事故分析
零序保护是利用零序CT采集零序电流,一般的情况下,三相的向量和为零,零序CT无零序电流。当出现故障的时候,三相的向量和不为零,零序CT有零序电流,一旦达到保护动作定值,则保护动作跳闸。根据测试结果看保护设施1n的测点A13、A14之间有零序电流流过,这说明零序CT一次侧确电流流过,零序电流保护装置动作正确。对比测试结果分析发现端子排右测两个测点K1、K2流过的电流的大小几乎相等,方向相反;K1、K2分别接零序CT二次侧绕组两个抽头,怀疑零序CT二次绕组K1、K2之间两点接地。为了验证分析,断开端子排29、30之间的短连片,用高精度相位表测得零序电流数据(附表:3),能确定CT二次绕组K1、K2之间的有一个接地点。
申请调度将3554开关转检修状态,打开开关柜柜门检查零序CT,发现35kV电缆屏蔽层接地线未穿过零序CT直接接地,且搭接在开启式零序CT安装连片上(图3),至此故障原因一目了然,也解释了零序电流随负荷变化而变化的困惑。
与单芯电缆不同,三芯电缆钢铠的屏蔽层采用的是两点接地。零序CT装在开关柜底板上面,电缆终端头穿过零序CT后,电缆金属屏蔽接地线没有穿过零序CT,而是直接接地。场35kV集电线路电缆线路较长,两端都接地,屏蔽层接地线中有可能会出现感应电压,屏蔽层接地线中就会有感应电流,这个感应电流会随着负荷的变化而变化,且屏蔽层接地线搭在开启式CT安装连接片上,电流顺着二次绕组流向二次回路接地点PE;同时感应电流流过零序CT外侧,将在二次侧感应出一个新的零序电流,两个电流叠加之后的电流流过保护设施1n,造成零序保护动作,该电流并非发生接地故障时的零序电流。
最终得出结论是本次3554开关开关柜零序保护动作的主因是电缆屏蔽层接地线安装不规范导致了零序保护误动作。
依据中华人民共和国国家标准《电气装置安装工程电缆线条规定,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,将3554开关柜35kV电缆接地线先穿回零序保护CT后再接地(图4),这样就等于零序电流互感器一次侧中流过的感应电流的大小相等,方向相反,两者相互抵消,从而有很大效果预防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,造成零序保护误动。
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