关于220kV变电站CT极性检查分析 黄华锡

关于220kV变电站CT极性检查分析黄华锡
摘要：以差动保护装置为主的继电保护设备在利用差动保护原理运转的继电保
护设备大批量使用的影响下，提高了对CT极性一致性的要求。

关键词：220kV；继电保护；极性
一、引言
由于继电保护中的差动保护、方向保护都需要确定功率正方向（也就是电流
正方向），做到可以正确区分区外、区内故障，准确无误的计算差流，确保保护
装置能够正确动作。

而对于主变间隔和出线，国内大部分的继保厂家都对CT的
极性一端必须靠近母线做出了要求，以此来规定功率的方向，使差动保护、方向
保护能够正确动作。

大多时候如果只计算差流，看其是否为0，那么在负荷相对
较低的情况下是不能完全正确的判断CT极性的[1]。

二、母线差动保护在220kV变电站时的CT极性
母线是发电厂和变电站重要组成部分之一。

母线又称汇流排，是汇集电能及
分配电能的重要设备，下面介绍下母线差动保护在220kV变电站时的CT极性：第一，母线差动的保护。

如果母线与元件不平衡的电流相连，便会很容易引
起故障的保护，通过对电流相位的比较，根据每个连接元件不同的电流相位变化
来辨别外部和内部故障的总线差动保护。

无论母线连接多大的元素数，在正常操
作中或外部短路时，电流差动继电器会以180º流出和流入电流相位差，当内部
出现故障时，几乎全部电流相位的每个元素都是一样的。

相比较，能够减小不平
衡电流产生的影响，提高母线在差动保护时的灵敏度。

第二，单母线的完全差动保护。

在母线上所连接元件的全部访问的差分电路中，以及变比相同并且每个元件上都装有的电流互感器就是母线的完全差动保护，连接时要按照环流法的原理，所有极性相同的端子都要与相应的电流互感器的次
级彼此连接，接入到差动继电器中[2]。

在母线外部出现故障时或正常运行时，流
出电流的母线电流与流入总线的电流和为零，因此差动继电器将不能正常启动，
当总线出现故障时，差动继电器流入的电流是所有元件短路电流之和，与此同时
差动继电器会发生动作，切断母线上的所有元件的连接。

第三，完全的电流差动保护时较为固定的是双母线连接元件。

双母线同时运
行时，按照要求，电源支路和引脚要固定连接在两条母线上，这便是固定连接的
总线，总线中的任意一个出现故障时，差动保护只需切除这一条母线上所连接的
元件，不影响另一母线的运行，但是当运行中的双母线的固定连接方式遭到破坏后，这种保护便会无选择性地把两条母线上的元件全部都切除[3]。

与母线差动保
护上连接的母线相比较，主电网断路器只是用于两个电流方向元件的比较，其关
系到的电流的量只不过是每个元件上的电流母线的相对量，也就是差电流，除去
存在故障的总线，当差动电流继电器的相位比较器进行动作时，其保护动作是存
在选择性的，如果总线耦合器的保护没有选择性时，会断开电路断路器。

非选择
性和选择性两种保护设备正常运行方式的变化会导致保护的拒动和误动，当双母
线并行运行时，母线若出现故障会出现保护的拒动。

三、220kV下母线的差动保护
当220kV的总线耦合器的开关，开关110kV 或220kV旁路工作的母线，备用110kV母线或总线，备用母线分成许多期的独立系统时，母线差动保护必须停用；当利用发电机的变压器组对向空母线冲击合闸或电气设备零升压时，必须停用母
线差动保护；交流电流回路的运行应该是短期的，当母线差动电路检查或工作时
母线差动保护需要停用；当差动保护装置不灵敏时，必须停用；当新线路进行第
一次送电之前要留意停用母线差动保护。

及时制止母线差动保护，有以下几个特点：当双总线并行操作时能够自动适应总线上所有连接元素的位置，来保护误动
过程中的变化，避免造成电流互感器的开放[4]；当双总线同时运行，且两组母线
接连出现故障时，差动保护装置能够连续断开两条母线上的全部开关；当双总线
并行运行，只有一组总线出现故障时，无论在什么情况下，都能有选择性的保护；在交换故障保护时，可以随时纠正其行动；电流互感器的变比不相同；充电合闸
保护能够改正总线上出现的故障，这时可以考虑安装专门的母线充电保护器。

四、变电站CT极性的分析
判断CT极性是否正确，应该按照CT二次接线原理图进行查找分析，如下面
的某电路二次查找的二次原理图。

五、220kV变电站母线
线路全范围内主要保护的是差动高频保护，它能将区内的接地故障以及各种
相间短路快速反应出来，动作次数会很多，但效率也会很高。

然而，这种采取两
次出口比例的保护装置，大大的提高了装置的可靠性，不过动作时间也会随之增加，因此，在近区故障发生时动作速度比不上距离I段、电流速断和零序I段，
由于会涉及很广的范围，不仅会涉及到高频率的渠道和保护装置，例如高频电抗
器上的组合过滤器，接收和发送信息机和高频电缆分频需要的保护器等设备，也
有高频率的信道条件和对侧的保护装置。

所以成组保护装置出现较差的运行质量，特别是高频信道阻抗分频器，其滤波特性尚在研究之中。

动作次数相对较多的线路保护是电流保护，在较多场合拒动功率为零的元件
的极性接反，通过应用和讨论负载法的构成，近两年来消除了在部分极性正确性
校验方面的重大隐患。

高频闭锁的零序保护和高频闭锁的距离保护（配合SF-5B
型的高频收发机），增设在线路主保护的双重化改造，经历双重化的改造后，以
前那种因为一套主保护设备的退出而整个线路被迫限制负荷的局面大大减少，电
力外送的可靠性和安全性得到突飞猛进的提高，两种保护装置的动作可靠性比较高，不过高频率上两个相同的HF信道之间也会存在差异[5]。

在运行中要注意：
所有电压互感器的电路连接件都必须连接正确，不能出现电压断线的信号；直流
电路在正常的情况下没有中断信号；毫安表在电流互感器的电路正常时指针应该
不会出现太大的变化；不论运行方式是哪种，母线所连接的元件（主变压器、线
路和发电机断路器上的跳闸连接片）都要对应所连接母线的位置；母线联动断路
器与双母线运行时，两母线上都必须有电源断路器，母线联动断路器上的母线差
动电流互感器的端子要放在“正确”的位置，在母线联动断路器上的母线差动跳闸
选择片要投在“母联运行”的位置，即母线差动跳闸出口的连接片上[6]。

综上所述，在实际的工作中需要判断变电站CT的极性时，可以根据一次电流的流向，再与CT极性端相结合就可以通过测量相量的数值快速的判断CT极性正
确与否。

参考文献：
[1]孙开宇，孙维强.220kV变电站CT极性检查探讨[J].中国电业：技术版，2015，5（3）：36-37
[2]钟磊.220kV母线保护CT极性分析[J].工程技术，2016，3（10）：21-22
[3]李佳.220kV智能变电站CT、PT配置优化[J].通讯世界，2017，8（6）：
198-199。