文/白海斌

1 使用一個(gè)零序CT的情況

在線路正常運(yùn)行時(shí)三相電壓對(duì)稱(chēng)，線路產(chǎn)生的對(duì)地電容電流大小相等，相位相差120°，在相位上每相電容電流超前對(duì)應(yīng)相電壓90°，所以Io=Iao+Ibo+Ico=0A；當(dāng)三相對(duì)地電容電流不平衡時(shí)（接地故障或短路故障），零序CT就會(huì)感應(yīng)出一個(gè)零序電流Io。在正常運(yùn)行時(shí)，由于負(fù)載的不平衡產(chǎn)生不平衡電流，這個(gè)不平衡電流較小，不會(huì)有相位上的90°差值，不會(huì)誤動(dòng)作或發(fā)報(bào)警。

當(dāng)變壓器中性點(diǎn)不接地時(shí)，如果A相發(fā)生接地故障，那么B相和C相對(duì)地相電壓將升高至線電壓Ub’和Uc’，A相對(duì)地電壓為零，可以推導(dǎo)出Ub’和Uc’之間的夾角是60°。那么B相和C相的對(duì)地電容電流會(huì)增大√3倍為Ib’和Ic’,Ib’超前Ub’90°，Ic’超前Uc’90°，可以得知Ia=—√3 Ib’= —√3Ic’，Ib’=√3Ibo；所以Ia=—3Ibo=—3Ico，單回路系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地點(diǎn)電容電流是每相正常電容電流的3倍，A相的故障電流滯后電壓90°。這時(shí)零序CT檢測(cè)到的零序電流Io=Ia+In(In為三相不平衡電流)，但是三相電壓仍然保持平衡，In=0，Io=Ia= Ib’+ Ic’，如果是多回路系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障，接地電流就是所有非故障線路對(duì)地電容電流之和，線路越多產(chǎn)生的接地電流越大。

2 使用兩個(gè)零序CT的情況

我廠6KV系統(tǒng)某些開(kāi)關(guān)柜饋出電纜每相有兩根，分成兩組A、B、C分別穿過(guò)兩個(gè)零序CT（CT1和CT2），然后將兩CT二次回路通過(guò)并聯(lián)的方式接入微機(jī)保護(hù)器。如果CT2的C相發(fā)生了接地，流入接地點(diǎn)的電流為其他非故障線路的對(duì)地電容電流，所以C點(diǎn)電流Ic=（Ia1+Ib1）I回線+（Ia2+Ib2）II+…….回線，這時(shí)C點(diǎn)的電流Ic就不單單只流向CT2形成回路，它也會(huì)經(jīng)過(guò)CT1與非故障線路對(duì)地電容形成電流回路，因?yàn)閮蓚€(gè)CT是同型號(hào)互感器，那么它們的阻抗值相等，如果不計(jì)線路阻抗，經(jīng)過(guò)兩個(gè)CT零序電流大小相等Io2=Io1=Ic／2，方向相同（由線路流向母線），再除以變比n就可以得到二次側(cè)的電流值Io，將CT二次回路串聯(lián)再接入保護(hù)器，那么接入保護(hù)器的電流Io= Ic／2n；如果將二次并聯(lián)，根據(jù)基爾霍夫電流定律Io=（Io2+Io1）／n=Ic／n；可以得出結(jié)論，將饋線電纜的零序CT二次并聯(lián)才能真實(shí)的體現(xiàn)出零序接地電流值，如果要串聯(lián)使用就要對(duì)綜保的參數(shù)進(jìn)行重新的設(shè)定。

零序CT變比較多為50/1的，50匝的線圈阻抗相對(duì)絕緣測(cè)試上的線圈阻抗還是比較大的，如串聯(lián)，一個(gè)CT的二次對(duì)另一個(gè)CT的二次是一個(gè)較大的阻抗。要依靠零序電流來(lái)判別接地故障，重點(diǎn)要克服的是零序電流故障狀態(tài)下都比較小的問(wèn)題，要提高靈敏度，就必須讓零序CT二次側(cè)并聯(lián)后送入測(cè)控裝置。我們單位是并聯(lián)，規(guī)程上確實(shí)說(shuō)是串聯(lián)。在其中一個(gè)零序CT一次通電流校驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)二次回路并無(wú)無(wú)分流現(xiàn)象；在兩個(gè)零序CT中都通入電流,微機(jī)綜保中的采樣值為兩個(gè)零序CT的輸出之和，在一個(gè)零序CT中通大一點(diǎn)電流,另一個(gè)零序CT中通小一點(diǎn)電流，只要兩個(gè)電流和不變，采樣結(jié)果就一樣。

3 電纜金屬保護(hù)層接地線穿過(guò)零序CT接地

我廠電纜金屬保護(hù)層的接地線都是穿過(guò)零序CT后才接地，為什么需要穿過(guò)零序CT接地？電纜的金屬鎧甲和線芯形成了電容，在電纜通電時(shí)就會(huì)存在一些電容電流或者感應(yīng)電流等，這些電流就可能使電纜發(fā)熱，或者對(duì)其他設(shè)備帶來(lái)危害，所以將金屬鎧甲接地來(lái)釋放這些電流，將接地線穿過(guò)CT就是為了使這些在正常運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的雜散電流不影響CT的正確判斷。

假設(shè)在正常情況下金屬鎧甲與線芯產(chǎn)生的電容電流為Ia1，它經(jīng)過(guò)CT后通過(guò)接地線流入大地，接地線穿過(guò)CT在進(jìn)行接地，這時(shí)Ia2=—Ia1，那么感應(yīng)出的零序電流為零，如果不經(jīng)過(guò)CT直接將接地線從外部接地，那么產(chǎn)生的電容電流不能平衡，零序CT將感應(yīng)出電流，這時(shí)零序CT二次感應(yīng)出的零序電流并不準(zhǔn)確，影響CT判斷的準(zhǔn)確性。如果零序CT接在電纜頭上面，這時(shí)接地線就不用穿過(guò)零序CT可以直接接地。

4 我廠6kV不接地系統(tǒng)加裝消弧線圈裝置接地

我廠二期總變6kV母線帶的饋出回路很多，電纜線路也較長(zhǎng)，電力設(shè)計(jì)院進(jìn)行電容電流測(cè)量：Ⅰ段母線電容電流55.818(A)，Ⅱ段母線6kV系統(tǒng)電容電流72.47A。

二期總變6kV系統(tǒng)在2015年時(shí)在兩端母線上分別增加了消弧線圈接地補(bǔ)償柜（稱(chēng)為小電流接地系統(tǒng)）。

我廠采用的是調(diào)容式電感線圈進(jìn)行補(bǔ)償,其原理是在消弧線圈的二次側(cè)接上可調(diào)式電容器組，用于補(bǔ)償控制消弧線圈產(chǎn)生的電感電流，從而調(diào)節(jié)消弧線圈的電感電流對(duì)接地電容電流的補(bǔ)償量，我們使用的是真空開(kāi)關(guān)控制電容器組的投入與退出，用5個(gè)真空開(kāi)關(guān)控制5組電容器，這樣電容容抗的輸出就有多種組合方式（32種），滿足調(diào)節(jié)范圍和精度的要求。

當(dāng)A相發(fā)生單相接地時(shí)，接地點(diǎn)Rd兩端將產(chǎn)生零序電壓Ud= -Ua，流過(guò)A相接地點(diǎn)的電流經(jīng)故障點(diǎn)流向母線。這時(shí)消弧線圈兩端電壓等于Rd兩端的零序電壓Ud，消弧裝置將檢測(cè)到零序電流Io。這時(shí)消弧線圈產(chǎn)生一個(gè)與零序電流大小相等的電感電流-Io，由電感線圈流向母線。這樣A相母線中流過(guò)的故障電流被完全補(bǔ)償，從而減小接地故障點(diǎn)電流（小于10A），達(dá)到保護(hù)線路的目的。所以，我們應(yīng)該有效控制消弧裝置產(chǎn)生的補(bǔ)償電流，按照產(chǎn)生的故障電流進(jìn)行合理的補(bǔ)償（我廠采用接近于全補(bǔ)償?shù)那费a(bǔ)償），達(dá)到最佳的補(bǔ)償效果。

5 在消弧線圈裝置內(nèi)加中電阻

為了進(jìn)行準(zhǔn)確的查找接地故障線路，后期我廠在二期總變6kV系統(tǒng)消弧線圈本體柜內(nèi)加入中間電阻器，其目的是提高PK消弧線圈控制屏能精確的找出故障線路并發(fā)出報(bào)警。當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)中電阻在1S內(nèi)投入工作進(jìn)行選線，這時(shí)就會(huì)在接地點(diǎn)與中電阻間形成回路，產(chǎn)生一個(gè)有功電流，而有功電流不會(huì)被電感線圈補(bǔ)償，控制屏進(jìn)行選線就更加容易和準(zhǔn)確。

消弧線圈產(chǎn)生的電感電流和接地電容電流方向是相反的，角度相差180°，這樣就能對(duì)接地電容電流進(jìn)行補(bǔ)償。PK屏內(nèi)的消弧線圈自動(dòng)調(diào)諧控制器檢測(cè)到零序電流的大小和方向，通過(guò)內(nèi)部程序進(jìn)行計(jì)算分析，發(fā)出調(diào)容指令，使真空開(kāi)關(guān)動(dòng)作控制消弧線圈二次電容器組，從而控制消弧線圈輸出的電感電流。

由于接地相電壓較大，二期總變安裝的中電阻阻值為88歐，流過(guò)電阻的電流Ir值較大，電阻將產(chǎn)生大量的熱量，會(huì)燒壞電阻器，所以中電阻采用的是散熱性較好的電阻片。為了避免長(zhǎng)時(shí)間投入中電阻，燒壞電阻器，所以電阻器投入回路的時(shí)間設(shè)置的比較短暫（設(shè)置1S），只要控制器判斷出故障線路，應(yīng)立刻切斷中電阻回路。中電阻投入時(shí)間超過(guò)3秒將發(fā)出報(bào)警。在判斷出故障線路后，中電阻回路斷開(kāi)，在1min中內(nèi)禁止再次投入中電阻。在進(jìn)行運(yùn)行前試驗(yàn)時(shí)，中電阻的投入、切除都能按設(shè)定時(shí)間實(shí)現(xiàn)其功能，在其中一饋線A相加入零序電壓21V模擬接地試驗(yàn)，中電阻不投入。在其中一饋線加入零序電壓21V，零序電流0.01A，調(diào)檔成功，中電阻投入成功。控制器內(nèi)配置選線延時(shí)3S，在控制器發(fā)接地報(bào)警3S后投入中電阻，控制器將判定接地故障為永久性接地故障。線路發(fā)生單相接地故障，控制器最短時(shí)間發(fā)出接地報(bào)警信號(hào)為70～80ms。試驗(yàn)完成后正式將消弧線圈裝置投入運(yùn)行。

6 結(jié)束語(yǔ)

在電力系統(tǒng)中，零序電流互感器的運(yùn)用非常廣泛，它實(shí)現(xiàn)了一次系統(tǒng)運(yùn)行電流與二次保護(hù)、測(cè)量、監(jiān)控等設(shè)備的數(shù)據(jù)對(duì)接。只有充分的掌握CT的工作原理，分析其串并聯(lián)使用時(shí)的區(qū)別，綜合配套設(shè)施的實(shí)際情況采取正確的接線方式，才能準(zhǔn)確的將一次運(yùn)行電流值正確的反應(yīng)到二次設(shè)備，執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出準(zhǔn)確的報(bào)警信號(hào)或動(dòng)作信號(hào)，保證電力系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。