電流互感器安裝位置對繼電保護(hù)功能的影響分析

繆金龍

（國投宣城發(fā)電有限責(zé)任公司 安徽宣城 242000）

電流互感器安裝位置對繼電保護(hù)功能的影響分析

繆金龍

（國投宣城發(fā)電有限責(zé)任公司 安徽宣城 242000）

根據(jù)提供的對電氣設(shè)備配置的繼電保護(hù)，來研究電流互感器在設(shè)備上由于不同的安裝位置而產(chǎn)生的不同保護(hù)功能，這可為電廠對安裝繼電保護(hù)設(shè)備這一情況提供一定的幫助。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步，電流互感器在電力行業(yè)的應(yīng)用范圍也逐漸增大。在本文中，筆者將結(jié)合實(shí)際情況，闡述互感電流安裝位置對繼電保護(hù)功能的影響，望能給相關(guān)行業(yè)的人員帶來幫助。

電流互感器；安裝位置；繼電保護(hù)

1 引言

近幾年來，我國的國民經(jīng)濟(jì)與電力行業(yè)的發(fā)展之間的關(guān)系越來越緊密，對電力行業(yè)的發(fā)展的依賴性也越來越大，所以，電力行業(yè)成了現(xiàn)階段熱點(diǎn)行業(yè)。在電力行業(yè)中，繼電保護(hù)占據(jù)著主導(dǎo)地位，它關(guān)系著電力能否正常運(yùn)行；同時，在遇到突發(fā)事故時，繼電保護(hù)作用可以及時的迅速將事故診斷出來并進(jìn)行準(zhǔn)確的切除，也避免了故障元件受到持續(xù)損傷，確保剩余元件能夠正常工作?，F(xiàn)階段，電力行業(yè)主要是依靠電流互感器來獲得繼電保護(hù)電氣量，確定一次繼電保護(hù)電氣量則是通過二次回路的途徑，通過此種方式來控制一次設(shè)備。

2 電流互感器概述

近幾年，我國的科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展，同時也擴(kuò)大了電流互感器的使用范圍和功能。換句話說，電力系統(tǒng)的電流的測量以及繼電保護(hù)系統(tǒng)的核心都是電流互感器。所以，電流互感器的運(yùn)行程度決定著電流測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性以及繼電保護(hù)作用的穩(wěn)定性。一般情況下，電流互感器的一次側(cè)極性的安裝在圖紙中沒用明確的規(guī)定，所以，在具體的安裝過程中，安裝人員往往會忽略如何正確安裝電流互感器一次側(cè)極性，也就回隨意進(jìn)行安裝，從而不能體現(xiàn)出電流互感器正確安裝的重要性。當(dāng)電流互感器不能正確安裝時，往往會造成相應(yīng)事故的發(fā)生，這將引起停電范圍擴(kuò)大的不良后果。為更明了的解釋這一原理，筆者將差動保護(hù)作為典例進(jìn)行解釋。

如果是在線路中接入有母線和變壓器組成的一個節(jié)點(diǎn)，并且電流互感器的極性接入完全正確，故障發(fā)生在差動保護(hù)范圍內(nèi)并且能夠正常運(yùn)行，此時的差動電流就為零。如果k支路電流并不存在于差動回路中，那么故障發(fā)生在差動保護(hù)的范圍外并且能夠正常運(yùn)行時，這時的k支路電流變?yōu)镮k。如果電流互感器在差動回路中接入k支路的極性錯誤，那么故障發(fā)生在差動保護(hù)范圍之外并且能夠正常運(yùn)行時，那么此時電流變?yōu)閗支路的2倍。當(dāng)差動電流值變?yōu)楸葎幼髦荡髸r，就容易使得差動保護(hù)發(fā)生錯誤動作。

由此可以明顯看出，電流互感器的安裝方式及極性的確定對繼電保護(hù)系統(tǒng)有著緊密的聯(lián)系，所以，電流互感器的安裝方式是不可忽視的。

3 電流互感器在繼電保護(hù)中的作用

電廠經(jīng)常通過對電力設(shè)備正常運(yùn)行情況的監(jiān)督以及測量的方式，來確保電力系統(tǒng)能夠既經(jīng)濟(jì)又安全的運(yùn)行。但是，在一般情況下，一次高壓設(shè)備不能夠直接接上普通的繼電保護(hù)裝置和進(jìn)行測量，若想實(shí)現(xiàn)接入一次換為合適的小電流，這樣就可以實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置以及測量儀的正常使用。這就是電流互感器的作用，具體就是電流互感器將一次設(shè)備的大電流變換為二次回路的小電流。電流互感器產(chǎn)生的電流大小以及變化可以使得繼電保護(hù)裝置感受到，并使之進(jìn)一步作出相應(yīng)的判斷，來實(shí)現(xiàn)對電力系統(tǒng)中某些元件的切除。這就是電流互感器在繼電保護(hù)系統(tǒng)中起到的實(shí)際作用。

4 電流互感器安裝位置對繼電保護(hù)功能的影響

電流互感器的電流的變換性質(zhì)以及繼電保護(hù)系統(tǒng)的動作受電力系統(tǒng)中電流互感器的安裝位置的影響。電流互感器正確進(jìn)行安裝就會確保繼電保護(hù)系統(tǒng)能作出正確的動作，若是電流互感器未能正確的進(jìn)行安裝，由于位置的不恰當(dāng)就會造成繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)錯誤動作和沒有動作的不良后果。在下文中，筆者將根據(jù)電流互感器的兩條不同的安裝位置的出線（見圖1）作為實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)的分析。

圖1 出線

圖1是兩條不同安裝位置出線示意圖，出線1指的是在-2隔離開關(guān)以及出線斷路器之間進(jìn)行電流互感器的安裝；出線2指的是在-1隔離開關(guān)以及出線斷路器之間進(jìn)行電流互感器的安裝。確保兩條出線的保護(hù)設(shè)施是相同的，全部都為電流的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)或者低頻保護(hù)以及母差保護(hù)等。若是在斷路器和電流互感器的中間發(fā)生短路情況時，在出線1上，由于母差的進(jìn)行保護(hù)時的動作時間很短，就會使得首先發(fā)生母差保護(hù)動作，從而母線上所有的斷路器都會跳開，進(jìn)而切除故障，該出線1上的保護(hù)裝置由此啟動。在出線2上，由于是在電流互感器的保護(hù)線路旁側(cè)發(fā)生故障，并不在母差的管理保護(hù)范圍之內(nèi)，所以母差產(chǎn)生的效應(yīng)不會發(fā)生，而是啟動出線2上的電流保護(hù)，產(chǎn)生的動作就是出線2上的斷路器首先跳開，由此切除故障。

雖然出線1和出線2發(fā)生的故障的性質(zhì)和位置相同，但是對故障的產(chǎn)生的保護(hù)動作卻不一樣。出線1產(chǎn)生的是母差動作保護(hù)，在切除故障的同時也將母線上沒有發(fā)生故障的線路進(jìn)行了切除，這將造成停電范圍擴(kuò)大的惡劣后果；出線2產(chǎn)生的線路動作保護(hù)，只是切除了出線故障的線路，在切除故障的同時，并不會造成影響其他線路不能正常運(yùn)行的后果。

從上文的兩種出線的總結(jié)可以比較出，出線2的電流互感器的安裝位置的優(yōu)勢更明顯，但是在具體的實(shí)際情況中，由于故障的發(fā)生點(diǎn)具有不確定性，若是在出線2上，在電流互感器和斷路器的中間發(fā)生故障，出線2在發(fā)生線路保護(hù)動作之后，出線2的斷路器就會跳開，但是這病沒有將故障進(jìn)行切除，發(fā)生的故障依然存在兩者之間，若是想解決這一問題，只能通過母線的進(jìn)線斷路器的保護(hù)動作來進(jìn)行故障的切除，由此可以使得故障的時間延長，就會造成故障電流流進(jìn)電氣設(shè)備的時間加長。

變壓器的保護(hù)情況，也會受到由于電流互感器的安裝位置的不同而產(chǎn)生保護(hù)性能不同的影響。下列的圖2和圖3分別為相關(guān)設(shè)備和變壓器的一次系統(tǒng)的示意圖，圖2中，在高低壓斷路器和變壓器中間即（-1，-2）安裝主變高低壓側(cè)電流互感器，而在圖3中，在高低壓斷路器和斷路器外側(cè)的隔離開關(guān)中間即（-3，-1）安裝主變高低壓側(cè)電流互感器。這兩種方式的主變保護(hù)設(shè)施配置一樣，都是起到電流保護(hù)和過負(fù)荷保護(hù)以及瓦斯保護(hù)等作用。

圖2 變壓器系統(tǒng)1

圖3 變壓器系統(tǒng)2

若在-3隔離開關(guān)和高壓斷路器中間發(fā)生故障時（如圖2～3），在變壓器系統(tǒng)1中，由于是在主變高壓側(cè)電流互感器的外側(cè)發(fā)生故障，這不在差動的保護(hù)范圍內(nèi)，所以差動保護(hù)不會做出相應(yīng)的動作，因此一般都是采用主變電流的保護(hù)動作的出口以后切除高低壓斷路器的方式來處理故障，這就使得加長了處理動作的時間；而在主變系統(tǒng)2中，是在主變差動的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生故障，所以當(dāng)故障發(fā)生時，會立即發(fā)生差動保護(hù)動作并且及時出口，緊接著就使得高低壓斷路器跳開，這種方式發(fā)生動作時所需的時間短，對產(chǎn)生古箏的設(shè)備和電器系統(tǒng)的影響相對較小。

通過上述的總結(jié)和比較，可以明顯看出，安裝電流互感器的位置采用主變系統(tǒng)2更合適，雖然主變系統(tǒng)2的差動范圍比主變系統(tǒng)1的差動范圍大，但是同時使得在保護(hù)時發(fā)生錯誤動作的概率增大。這是因?yàn)樵谶M(jìn)行差動保護(hù)時，動作發(fā)生的時間一般沒有固定的限制，斷路器也不會發(fā)生重復(fù)合閘。若是發(fā)生的是瞬時型的故障類型，在發(fā)生差動保護(hù)動作時，此時主變不會發(fā)生重合的跳閘，就會使得主變的繼續(xù)供電作用減弱甚至失去。

5 總結(jié)

電流互感器的安裝位置的不同對繼電保護(hù)系統(tǒng)的影響也不盡相同，不同的安裝位置存在各自的優(yōu)勢和劣勢。在具體的實(shí)際情況下，電流互感器的安裝位置還要考慮電廠的自身系統(tǒng)的運(yùn)行方式、所處的地理特征、周圍環(huán)境狀況，故障發(fā)生的概率也對電流互感器的安裝位置有著一定程度的影響。

[1]王睿博.CT安裝位置錯誤引起主變差動保護(hù)動作原因分析[J].內(nèi)蒙古石油化工，2011（18）：122.

[2]沈詩佳.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及二次回路[M].北京：中國電力出版社，2007.

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2016-4-20