齊孝輝

摘要：保護用電流互感器是繼電保護系統(tǒng)的重要組成部分，關(guān)系到保護測量的準確性和可靠性，如果互感器的配置不合理，很可能會對電力系統(tǒng)產(chǎn)生不正確的保護動作，引發(fā)重大的安全事故。本文分析了保護用電流互感器在配置中存在的問題，并在遵循其經(jīng)濟性和可靠性原則下，研究了保護用電流互感器的配置原則，為電流互感器的基本配置提供參考方案。

關(guān)鍵詞：智能變電站；電流互感器；配置原則

中圖分類號TM7 文獻標識碼A 文章編號2095-6363（2015）12-0070-02

要想實現(xiàn)智能變電站的信息化和數(shù)字化，就需要使用電流互感器為電力系統(tǒng)提供保護與監(jiān)控。而電力系統(tǒng)是否能在經(jīng)濟性的前提下保證安全穩(wěn)定的運行，取決于電流互感器是否可靠，其測量精度是否達標。目前電流互感器在我國部分智能變電站中得到較為普遍的運用，但其技術(shù)發(fā)展還不夠成熟。尤其是在保護用電流互感器的基本配置方面，存在著許多問題。這些問題在下文中都會一一指出，并提出針對性的解決措施。

1.保護用電流互感器存在的配置問題

保護用電流互感器是智能變電站中電力系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行的重要保障，隨著如今工業(yè)生產(chǎn)以及人民生活對電網(wǎng)精確性以及穩(wěn)定性的要求不斷提高，保護用電流互感器在電力工程建設(shè)中的作用也越來越大，受到了更多關(guān)注和重視。但是目前，在保護用電流互感器的實際配置和應(yīng)用過程中仍然存在著許多問題，比如資金投入不足導(dǎo)致的互感器配置與實際需要的配置不相符，進而引發(fā)了互感器燒毀的情況。還有就是因為設(shè)置技術(shù)不成熟導(dǎo)致互感器產(chǎn)生了錯誤的保護性動作，從而影響電力設(shè)備的正常運行，并造成一定的經(jīng)濟損失和人員傷亡。因此在保護用電流互感器的配置問題上，需要綜合考慮多方面的因素，結(jié)合實際的使用需求和需要保護的部件來進行科學(xué)而合理的設(shè)置，同時保證其運行的穩(wěn)定性和可靠性，但是還要注意其經(jīng)濟性與實用性的統(tǒng)一，不能顧此失彼，另外要符合國家制定的相關(guān)標準和規(guī)范，不能進行違規(guī)設(shè)置。

2.保護用電流互感器的配置原則

保護用電流互感器在智能變電站中影響重大，因此在設(shè)置過程中必須要遵循相應(yīng)的配置原則，才能保證其保護動作的可靠性和穩(wěn)定性，并為電力系統(tǒng)提供長久有效的保護工作。

2.1實用性與經(jīng)濟性的原則

保護用電流互感器的主要目的就是對智能變電站的電力系統(tǒng)及設(shè)備進行保護，及時排除系統(tǒng)故障，以維護系統(tǒng)的正常運行，因此在進行互感器的配置時，首先要考慮的就是其實用性原則。在保證實用性的同時也要考慮到經(jīng)濟性，保護用電流互感器的配置成本如果太高，就會造成一定的經(jīng)濟壓力，再加上長期的維護費用，非常不劃算。

2.2保護用電流互感器的配置應(yīng)滿足繼電保護的動作要求

在實際的工作運行中，所配置的保護用電流互感器會出現(xiàn)測量誤差，但是應(yīng)該確保誤差值在規(guī)定范圍內(nèi)，避免保護動作不符合要求。而短路電流的非周期分量以及互感器剩磁等所帶來的暫態(tài)影響，需要根據(jù)互感器對接的電力設(shè)備的暫態(tài)飽和情況、設(shè)備的具體性能進行分析，并結(jié)合暫態(tài)影響所帶來的影響是否嚴重以及故障發(fā)生后可能會引起的后果等因素來綜合考慮，制定出科學(xué)合理的解決方案。對于互感器在實際應(yīng)用中的選擇，提供以下參考：1）110kV及以上電力系統(tǒng)可以配置電子式電流互感器。2）對于有關(guān)口計量點、有故障測距要求間隔的電力設(shè)備，應(yīng)配置滿足其特性要求的互感器。3）當(dāng)采用GIS、HGIS配電裝置型號時，電子式互感器應(yīng)該與一次設(shè)備進行一體化設(shè)計。

3.保護用電流互感器的配置

3.1加強電流互感器配置的規(guī)范性

為了解決電流繼電保護中存在的問題，就應(yīng)該加強配置設(shè)計的規(guī)范性，從而有效消除電力系統(tǒng)在發(fā)生故障時產(chǎn)生的保護盲區(qū)，并確保繼電保護動作的快速有效。在設(shè)計中配置一定數(shù)量的保護用電流互感器二次繞組，并對各個繞組的分配進行合理規(guī)劃，可以減少保護死角。例如：在設(shè)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(shè)備的斷路器區(qū)域能夠完全交叉。在運行過程中，當(dāng)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)部也不會出現(xiàn)保護死角。

3.2避免出現(xiàn)主保護死區(qū)

圖1根據(jù)不同的系統(tǒng)要求展示了兩個電流互感器的配置方案。在方案I中，如果F1點發(fā)生故障，保護裝置就不能產(chǎn)生動作，但是母線保護可以將故障快速切除，既體現(xiàn)了保護的準確性，也保證了故障切除的效率。但是也存在一定缺陷，比如切除范圍過大，為后期的修復(fù)工作帶去麻煩。在方案II中，當(dāng)F2點發(fā)生故障時，保護裝置能自動產(chǎn)生動作跳開線路斷路器，但是這個時候故障并沒有完全清除，需要啟動斷路器失靈保護裝置來切除故障。但是也存在缺陷，失靈保護會有延時，同樣的，切除范圍也比較大。綜合考慮，方案I的配置更合適。

3.3降低影響范圍

為了提高保護的可靠性以及減小故障的影響范圍，在配置保護用電流互感器時，應(yīng)該盡量縮小保護的重疊區(qū)。圖2所展示的是u型電流互感器的保護方案，可以假定線路保護與母線保護的配置是如圖2（a），2（b）中I～Ⅳ的配置方案。當(dāng)F點發(fā)生故障時，方案I線路保護斷開故障點，所產(chǎn)生的影響范圍比較??；在方案II中，母線保護斷開故障點，影響范圍相對較大；在方案IⅡ中，雖然兩種保護都能斷開故障點，但是母線保護擴大了影響范圍；同時方案Ⅳ為2套保護的死區(qū)，不能切除故障，因此，綜合考慮方案I是比較理想的配置方案。

4.結(jié)論

保護用電流互感器的選擇關(guān)系著智能變電站電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。通過科學(xué)而合理的配置，能夠在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時產(chǎn)生及時準確的保護性動作，切除故障，避免電力設(shè)備的損壞以及出現(xiàn)更大的電力事故。隨著智能變電站的不斷發(fā)展，保護用電流互感器所發(fā)揮的作用也越來越大，但是對其技術(shù)要求也會更高，在配置過程中要結(jié)合實際的使用需求不斷進行創(chuàng)新和改善，爭取避免出現(xiàn)配置中的常見問題，為智能變電站的電力系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的保護。