智能變電站電流互感器的優(yōu)化配置分析

潘寧

摘 要：當保護用電流互感器在運行中出現(xiàn)故障時，斷路器的內(nèi)部故障會出現(xiàn)保護死角，保護故障的修復就需要依靠有延時的失靈保護設備，如果失靈保護設備感受不到故障電流而沒有啟動，就會對整個電網(wǎng)的安全造成巨大的威脅。現(xiàn)有的智能變電站保護用電流互感器的配置方案存在一定缺陷，本文介紹了從保護用電互感器的配置方案、系統(tǒng)運行以及保護配置等方面提出對電流互感器配置問題的解決方案，以提要系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與可靠性。

關(guān)鍵詞：智能變電站；電流互感器；配置問題；解決措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.176

1 前言

電流互感器與保護用電流互感器是電流互感器中兩種不同的使用功能。在同一臺電流互感器上有時會同時兼有兩種功能與用途。本文主要針對保護用電流互感器，作出相關(guān)探討。

按照電流互感器的不同功能，測量用電流互感器的安裝不能與電路中的高壓回路直接連接，在安裝中注意與測量儀表相配合，才能使測量用電流互感器能夠穩(wěn)定、準確的對線路中的電流量、電流功率與電能進行測量；保護用電流互感器的安裝要注意與繼電保護裝置相互配合，這樣，在電力系統(tǒng)的線路運行出現(xiàn)故障時，能夠及時準確的將短路、電流過量等故障信息傳遞到電流保護與控制裝置中。

2 電流互感器的配置方案中常見的問題

電力系統(tǒng)的繼電保護的實現(xiàn)是由繼電保護裝置及其相關(guān)的二次回路所構(gòu)成的一個整體進行工作的。而在繼電保護裝置的實際運行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)由于各種因素的影響，使得單套的繼電保護裝置退出運行，無法完成對電力系統(tǒng)的有效保護。主要影響因素有保護定值的修改、系統(tǒng)軟件升級、合并單元發(fā)生異常等，當這些情況發(fā)生時，最為理想的狀態(tài)就是區(qū)域故障內(nèi)的雙重化配置中的另外一套機電保護設備能夠盡快的予以切除，保障線路安全。因此在現(xiàn)代的繼電保護裝置安裝使用規(guī)定中對電流互感器的二次繞組的分配工作做出了明確的規(guī)定，以避免出現(xiàn)保護死角。

例如，在某一方案中，將繼電保護的雙重化配置保護沒有按照規(guī)定安裝在斷路器的內(nèi)部實現(xiàn)交叉重疊，當設備中的某一裝置或者線路等出現(xiàn)突發(fā)故障，退出運行，就會在斷路器的內(nèi)部出現(xiàn)保護死角，直接對電網(wǎng)系統(tǒng)的完全運行造成影響。

在繼電保護裝置配置過程中還有另外一種情況，就是斷路器的每側(cè)，TPY 繞組只有一組，這種情況與上一問題類似。由于TPY繞組和5P繞組的分布與布置安排不合理，有時會導致另外一種更為嚴重的問題。就是設備的掛裝檢測對于這一部分的故障電流無法成功檢測到，直接成為保護死角。這些問題在電網(wǎng)系統(tǒng)的實際運行中具有相當?shù)钠毡樾裕虼?，加強保護用電流交換器的配置，就成為了電力系統(tǒng)安全運作的重中之重。

3 解決電流互感器配置問題的幾點建議

3.1 加強工程設計的規(guī)范性

要解決目前形勢下，電流繼電保護中存在的問題，消除電力系統(tǒng)在發(fā)生故障時產(chǎn)生的保護盲區(qū)就應當從工程的設計中對保護用電流互感器的配置進行改善。在設計中配置一定數(shù)量的保護用電流互感器二次繞組，確保繼電保護動作的快速與高效，電流互感器的各個繞組的分配要進行合理規(guī)劃，減少保護死角[1]。規(guī)范電力互感器的配置方案。例如：在設計方案中增加一組TPY繞組，使原本兩側(cè)只有一組繞組的配置轉(zhuǎn)變?yōu)橛?組TPY繞組和一組5P繞組。將5P繞組安置在TPY繞組的內(nèi)側(cè)，使得保護器在設備的短路器區(qū)域能夠完全交叉。在運行中，當其中任何一臺保護器發(fā)生故障退出運作，甚至兩臺保護器都出現(xiàn)問題，斷路器的內(nèi)部故障也不會立刻出現(xiàn)快速保護死角。當斷路器發(fā)生內(nèi)部故障或者斷路器拒動的時候，失靈保護都能夠檢測到故障電流的存在而進行動作。

3.2 合理安排電路系統(tǒng)的運行方式

對于已經(jīng)建設完成的變電站來說，調(diào)整電流互感器的安裝設置相對來說增加了電力系統(tǒng)的運行成本。因此可以從合理安排系統(tǒng)運行的方式來減少保護死角的出現(xiàn)。

例如，在實際操作過程中，當保護系統(tǒng)對故障的切除時間不能有效保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行時，相互交叉配置的兩臺保護器其中的任意一臺退出運行，就要停用該斷路器。即當某一線路中的保護器退出運行時，該系統(tǒng)的母線則必須轉(zhuǎn)冷備用。當間隔系統(tǒng)中的保護器發(fā)生問題，則需要將間隔系統(tǒng)所接的斷路器需要轉(zhuǎn)冷備用。這種措施的實施，可以對保護中產(chǎn)生的死角進行有效消除，但是也影響了系統(tǒng)運行的靈活性與穩(wěn)定性[2]。

3.3 增加線路與變壓器的保護配置

為避免斷路器的每側(cè)TPY 繞組只有一組的情況導致的保護死角的存在，可將線路保護與變壓器保護內(nèi)進行專門的保護故障死角的設備，用于加強對斷路器與電流互感器之間的故障檢測，增強對故障判定的敏感性。在實際操作中，當線路的保護動作開啟后，系統(tǒng)中某臺斷路器的電流仍然高于固定值時，則判定為故障死區(qū)。

死去保護進過短延時切除與斷路器相鄰的所有斷路器，同時，母線保護與間隔保護實現(xiàn)后，要加強對目前與間隔保護的改造，排除相關(guān)的運行問題，增加系統(tǒng)運行的邏輯性，以保障系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運行。此外，作為對常見問題的一種有效補救措施，可將斷路器的保護電流的來源與斷路器另外一側(cè)的繞組相連接，這樣就消除了保護死角的存在。這種方法的使用，能夠有效解決保護死角出現(xiàn)的問題，但會使得保護的邏輯與算法變得更為復雜[3]。

4 總結(jié)

電流互感器的配置對電力系統(tǒng)的安全、監(jiān)控、運輸?shù)葐栴}都有著極為重要的影響，電流互感器的配置選擇出現(xiàn)失誤，將會使電力系統(tǒng)的電力計量與監(jiān)控等環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，對供電的安全性與穩(wěn)定性都造成影響。因此電流互感器的配置要嚴格依照國家規(guī)定的相關(guān)原則來進行，但在具體的實施過程中，受到各種人為與環(huán)境因素的影響，電流互感器的配置在電力系統(tǒng)中仍然存在著很多問題。需要要依工作經(jīng)驗與相關(guān)的操作方法對電流互感器進行完善與修理。

參考文獻：

[1]李淮海，李峰，華小兵.全光纖電子式電流互感器的原理及應用研究[J].華東電力，2011（05）：41-44.

[2]趙曼勇，舒雙焰，趙有鋮.高壓電網(wǎng)防保護死區(qū)電流互感器保護繞組的配置及反措[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2010，38（05）：132-134.

[3]童悅，李紅斌，張明明.一種全數(shù)字化高壓電流互感器在線校驗系統(tǒng)[J].電工技術(shù)學報，2010，25（08）.endprint