Page 83 - 电力与能源2021年第三期

冉 月, 等: 一起电缆金属屏蔽层接地线安装错误引起保护越级动作事故分析 3 5
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状况下, 电缆金属屏蔽层上存在感应电流, 通过接
地线流入大地, 若此时接地线穿过电流互感器, 电
流互感器测得电流I=i+i' ( i 为电缆导体电流, i'
为接地线电流), 不是线路的实际电流。为中和接
地线上的电流, 采用再次反向穿过电流互感器接
地的措施。此时I=i+i'-i'=i , 测量电流即为电
缆导体通过电流。 图 6 线路 G 各相电流波形
如果金属屏蔽接地线穿过零序电流互感器而
未反穿回来接地, 零序电流i 0=i a+i b+i c 正常
,
情况下测出来的零序电流实际上是三相不平衡电
流。在线路发生接地故障时, 由于屏蔽层和接地
线为铜导体, 阻抗小, 接地线上会流过方向与零序
电流相反的大电流, 在电流互感器的测量中抵消 图 7 3 号主变 35kV 六段电流波形
一部分导体零序电流 [ 4 ] , 造成电流互感器i 0 的测 根据图 6 和图 7 , 令 T 2 时 刻 为 故 障 发 生 时
量值小于实际值, 线路保护可能无法检测出接地 刻, T 1 时刻为故障发生后 300ms时刻。由此可
故障, 造成保护越级, 扩大事故范围。 以看出, T 1 时刻, 线路 G 互感器测得零序电流为
129A , 即通过大地回流的零序电流I A 为 129A ,
4 事故分析 3 号主变低压侧流变接线正常, 接地变零序电流

本次事故线路 G 发生 A 相接地故障时, 故障 为 853A , 因此流过线路 G 的 A 相零序电流实际
电流分布情况如图 5 所示。 约为 853A 。
流过三相屏蔽层总电流为
I f =I 0 测 -I A =I a1 +I b +I c =724A
已知电缆总长约 11.5km , 对电缆进行耐压
试验, 得到故障点距站内约 3km 处。由于屏蔽
层为铜网结构, 电阻与长度成正比, 可计算得出 A
相接地点左侧屏蔽层流过零序电流为
//
I a1 =I f× R b R c+R a2 =
//
R a1 +R b R c+R a2
11.5
+8.5
2
724× =598 ( A )
11.5
3+ +8.5
图 5 A 相接地故障时零序电流分布情况 2
,
零序电流为I A 通过接地变、 大地以及屏蔽 A 相接地点右侧屏蔽层流过零序电流为
层形成零序电流的通路。三相屏蔽层两端接地, I a2 =I f-I a1 =724-598=126 ( A )
一部分零序电流通过电缆三相屏蔽层流回系统, B , C 相屏蔽层流过电流相等为
分别为 A 相 故 障 点 两 侧 的 I a1 I a2 B 相 屏 蔽 层 1
, ,
I b =I c = I a2 =63 ( A )
I b C 相屏蔽层I c 另一部分通过大地I d 流回系 2
,
,
统 [ 5-7 ] 。电缆屏蔽层是铜网线, 是导电性能较好的 线路 G 电流互感器测得其 A 相电流的测量
导体, 绝大部分故障电流通过屏蔽层流回系统, 此 值为 480A , 可得 A 相实际电流为
时电流互感器的零序感应电流等于未经过本线路 I A ' =I A +I a1 =480+598=1078 ( A )
屏蔽层流回的零序电流, 应为 经运行组后台查询得到, 故障时 35kV 六段
( 1 ) 上线路 F 空冲电流约 30A , 所以 35kV 六段 A
I 0 测 =I A -I a1 -I b -I c
调取现场故障线路 G 和 3 号主变低压侧的 相电流理论上应为
故障录波情况如图 6 和图 7 所示。 I=I A '+30=1078+30=1108 ( A )