继电保护培训

第二讲：CT、PT回路异常对继电保护的影响

主要内容：1.CT饱和对保护的影响；2.CT、PT二次多点接地对保护的影响；3.直流系统干扰对保护的影响

一、 CT饱和对保护的影响 1. CT饱和原理介绍（由二次负载向CT看，CT等效为电流源，内阻很大，不考虑漏磁） CT暂态饱和的实质是励磁磁路饱和导致的。

如上等效电路图，电流互感器基本穿变原理：由于Zm＞＞Zr，所以I3分流很小，I1=I2； CT穿变误差实际上就是受到励磁支路阻抗的影响，即I3的分流大小影响。CT出现饱和时，其励磁阻抗Zm大大减小，导致I3分流增大，从而导致保护装置采样的电流I2，与实际电流I1之间存在较大差异。也就相当于二次负载回路电压Ude升高，导致励磁回路特性变化。 CT励磁磁通特性：全偏移特性；无偏移特性。与一次电流I中的分周期分量大小及一次电流本身的非周期分量的衰减时间常数有关，还与CT二次回路本身的时间常数有关。 变压器空载合闸时出现的励磁涌流的波形，明确显示了非周期分量衰减的过程，由开始的急剧偏向坐标轴的一侧，逐渐衰减为对称波形。励磁涌流波形中出现的间断现象，正是由于CT二次电流一部分进入励磁回路。

CT的磁通非周期分量叠加周期分量。如下图，在Фm以上的磁通，由于饱和而被削平，只有下半部分保留。

CT的饱和主要取决于非周期分量的大小和时间常数。

CT剩磁问题：微机保护作为CT的二次负载几乎为纯电阻负载。断路器一般在电流过零点跳闸，此时CT励磁回路磁通最大。切除故障后，CT内剩磁最多。再次发生故障时，CT磁通方向与剩磁相同，磁通叠加将有可能到达饱和值，容易因此CT暂态饱和。

CT消除剩磁的方法：在做完伏安特性后，在拐点附近反复升降电压几次，可以起到消磁作用。

CT回路测绝缘：既要检查本CT二次回路对地绝缘，也要检查不同CT二次回路之间绝缘良好。

2. N相断线；A、B、C相断线及短路对于CT的影响

N相断线：由于CT回路饱和，可能导致区外故障时差动保护误动。

N线断线或回路接触电阻大：N线断线时，A相发生区外接地故障。由于该相二次电流Ia没有回流通路，导致二次电流全部或大部分进入励磁回路，作为励磁电流使励磁回路饱和。饱和后Zm变的很小，励磁回路分流非常大，导致进入保护装置的电流很小，又因为差动保护的对侧CT二次回路正常，Ia幅值正常，两侧出现差流，差动保护误动。同理N线回路接触电阻大，导致二次负载两端电压升高，励磁回路饱和，Zm减小，分流增大，同时还可能导致非故障相差动保护误动。因为通过电阻回路高电压同样加在了非故障相的Zm两端。

注：CT为电流源，从负荷侧向CT内部看，其内阻非常大，因此Ia不可能通过B、C相二次回路回流。所以N线断线后，Ia没有流通回路。

注意：线路发生接地故障时，又叠加N线断线，可能导致故障相CT保护。接地故障时产生零序电流，零序电流需要通过N线流通，不能从A/B/C线流通，所以导致CT饱和。线路发生不接地故障时，即使发生N线断线，也不会导致CT保护，因为没有零序电流，即使N线断线三相电流互为通路流通。

CT断线的异常情况：由于CT二次回路间歇性断线，导致二次电流波形出现间歇性削顶波，导致差动保护频繁启动，由于时间很短没有达到从启动到出口的延时时间，CT断线也不会报警（断线时间很短）。

3.A、B、C相二次回路电缆接地

两点接地，地网电位差引入电压源，产生复加电流。形成的电压源加在了二次负载两端，导致电压升高，再叠加区外故障，有可能造成CT饱和，差动保护误动。

4.故障分析：

条件：线路L1/L2配有光纤差动保护，三段距离保护，零序Ⅱ、Ⅲ段保护；线路两端断路器重合闸方式为单重；变电站A/B/C母线为双母线接线，配有母差保护和失灵保护。 故障信息：在DL1开关出口近端发生线路A相单相接地故障，DL1的A相因机械故障无法跳开。 问题：（1）.请按照时间先后顺序列出故障发生后各时段保护动作情况？ 答：t1时段：A站光纤差动保护选相A相动作，发信号跳DL1的A相开关；距离Ⅰ段动作。 B站光纤差动保护选相A相动作，发信号跳DL4的A相开关。

t2时段：A站DL1的失灵保护动作，第一时间跳DL1开关三相和母联开关。（由于DL1

的A相失灵未跳开）

B站无保护动作。

t3时段：A站失灵动作跳开相邻开关DL2/DL3/DL1三相。

B站DL1失灵启动远跳对侧DL4三相，同时重合闸放电（闭锁重合闸）。 （2）.发生上述故障时，DL2侧CT的N线断线，有何后果？

答：由于DL2侧CT的N线断线，导致其CT饱和，C站光纤差动保护可能误动。 F处为A相接地故障，则C站A相光纤差动保护可能误动。

F处单相接地故障：C站光纤差动保护选相跳故障相，然后重合闸，如果故障为瞬时故障则恢复运行。如果重合于永久故障，则C站差动再次动作，同时加速保护也会动作跳三相。 F处为两相短路接地：C站光纤差动保护动作跳三相，不启动重合闸。 F处为不接地故障：C站光纤差动保护不会误动。

5.PT中性线N600回路两点接地问题

N600回路两点接地，可能导致使用相电压的保护在系统接地故障时误动。（包括变压器过激磁保护）两个接地点（距离较远），发生接地故障时地网流经很大的电流，在两个接地点之间形成电位差。产生复加电压源叠加在相电压回路，引起相对地电压扰动，相对地电压升

高很多。

测量N600回路多点接地方法：

（1） 定期使用钳形电流表测量N600回路电流，如果发生较大的电流升高，则应该采取

措施查找多点接地。

（2） 带电实测法。

K-刀闸

R0-电流表内阻

R测-滑线变阻器电阻 方法：合上刀闸K，断开N600回路接地线，断开K，小幅调节滑线变阻器（R测要尽量小1-2Ω范围，保证PT的N线还有接地性），如果电流表测量值始终恒定，则只有一个接地点，如果电流表测量值有明显变化则说

明还有接地点。

6.PT的N线断线会导致相、线电压畸变，变压器过激磁保护和线路过电压保护会误动。

由于电容耦合窜入电压，二次回路接地取消了耦合电容C1/C2的影响。由于PT二次负载Z很大，PT的N线断线后，电压都降落在Z上，相电压升高，可能引起过激磁误动作。 7.PT一次断线；开口三角断线/短路影响 发电机匝间短路保护专用PT（纵向3U0），应防止PT一次保险熔断后保护误动作。

现场问题：某厂出现3U0电压（20V左右），但

是PT一次回路没有异常和断线，为什么？ 可能的原因：PT二次绕组由于某些部位磨损等原因发生接地，与N线接地点之间形成回路，相当于此相二次绕组被短路，铜耗增加，影响PT铁芯特性发生变化，通过磁路反应到开口三角绕组，出现3U0。

三、直流回路干扰问题

1．非电量保护信号不应通过光耦开入，应采用继电器直跳方式出口。但是继电器直跳回路

直流系统接地或窜入交流，都有可能因长电缆分布电容的充放电过程造成继电器误动。

2.直流系统干扰原理分析

如下图所示，直流系统等效电路图。

直流系统绝缘监察系统原理：有接地点，所以直流正负极对地有电位差。 R5/R6很大，有几十千欧；R3/R3很小，几欧；R1中间继电器线圈电阻。

图中3点接地时，3点电压从-110V（直流220V系统）降为0V。由于电容C1和C2两端在正常时已经储存了电荷，电容两端电压不能突变，所以C1+R1+R2和C2+R2形成两个放电回路。由于放电时间常数不同，C1回路放电时间长，放电过程使中间继电器线圈回路电压从110V变为0V，可能导致继电器误动。 长电缆电容效应，分布电容并联相加，电容变大，放电能量就变大，中间继电器越容易误动。 同理，在3点有交流电源窜入时，窜入正弦交流电压，由于电压的交变，直流系统产生反复的瞬时接地，导致分布电容反复多次充放电过程，可能将长电缆末端中间继电器驱动。 防范措施：非电量直跳继电器动作电压要求在55%-70%之间，启动功率要求大于5W。

四、电缆屏蔽层接地问题 五、发变组保护整定计算

第三讲：电力系统短路分析和发变组保护原理

主要内容：1.短路计算；2.标幺值；3.发变组保护原理