电流互感器变比调整工作对继电保护范围影响的分析

电流互感器变比调整工作对继电保护范围影响的分析摘要：随着电网的不断发展，电网发生故障时其故障电流也在增大。我局针对存在饱和风险的电流互感器开展变比调整的整改工作。通过增大电流互感器变比来增加电流互感器通过短路电流的能力。其中独立式sf6电流互感器通过改变其一次接线方式来增大变比，提高其承载的最大电流值。不过这样就会产生电流互感器一次等电位点。等电位点即当电流互感器外壳导体不构成电流互感器一次电流回路时，让其带有运行电压的连接点。本文通过实例，分析等电位点的选择对继电保护装置保护范围的影响。

关键词：电流互感器短路电流变比调整等电位点保护范围

引言

随着电网的快速发展，变电站的母线短路容量也迅速增大，220kv和110 kv电网发生短路故障时短路电流很大，造成电流互感器严重饱和，电流传变特性变差。这样继电保护就会发生越级跳闸的事故，也说明电流互感器的稳态性能不满足要求。为避免这类情况发生，就要调整电流互感器变比，增强其稳态性能。本文根据220kv某站#3主变110 kv侧开关为例说明为何要进行电流互感器变比调整工作及其对继电保护装置保护范围的影响。

1.电流互感器抗饱和能力分析

由运行规程可知当电流互感器不满足铭牌标称值要求或暂态系数小于2.0，其饱和风险就相当大。以下为220kv某站#3主变110 kv

侧开关电流互感器（以下简称ct）为例进行说明

电流互感器（以下简称ct）额定二次极限电动势校核（用于核算ct是否满足铭牌保证值）

1、1计算二次极限电动势：

es1=kalfisn（rct+rbn）=15×1×（5.292+40）=679.38v

参数说明：

（1）es1：ct额定二次极限电动势（稳态）；

（2）rbn ：ct额定二次负载，计算公式如下：

rbn=sbn/ isn 2=40/1=40ω；

——rbn ：ct额定二次负载；

——sbn ：额定二次负荷视在功率；

——isn ：额定二次电流。

要求额定二次极限电动势应小于实测拐点电动势。

es1=679.38v 2.0（变比：2000/1）

——ktd ：二次暂态系数，要求达到2.0以上；

——es ：二次感应电动势。

由以上推算可知ct变比为1000/1时的裕度小于2倍暂态系数要求，ct裕度不满足要求。当ct变比为2000/1时，其裕度满足要求，所以要进行ct变比调整。

2.分析改变电流互感器一次接线方式所产生的影响

2.1 如何增大电流互感器变比（220kv某站#3主变110 kv侧开关ct结构为例进行说明）

如图1所示，二次电流感应绕组包住两条一次导电杆。当导电杆串联使用，一次电流走向如图中红箭头所示，外壳构成回路的一部分。这样的连接方式，相当于有两倍一次电流值穿过二次电流感应绕组，感应出来的二次电流将会增大一倍，此时ct变比最小为1000/1。

如图2所示，当导电杆并联使用时，一次电流走向如图中红箭头所示，外壳不构成回路的一部分。这样的连接方式，一次电流直接穿过二次电流感应绕组，感应出来的二次电流为串联使用时的一半，此时ct变比最大为2000/1。

2.2 等电位点的正确选择

当导电杆并联使用时，外壳不构成回路的一部分，但运行要求要让其带有运行电压。这样就会产生ct等电位点。以下通过对等电位点选择情况的分析，得出其对保护装置保护范围的影响。

首先，ct外壳有且只能有一侧连接点与运行导电杆相连。因为如果两侧接点都连接导电杆，ct外壳与导电杆就构成并联回路。一次电流就会经过ct外壳分流，而没有穿过二次感应绕组。从原理上来讲，通过ct一次升流将会发现分流的情况。但在工程实际上，未必会发现ct分流现象。究其原因，外壳电阻相对导电杆的电阻偏大，ct一次升流也只会有几百安电流，这样会让分流现象不明显。所以我们一定要检查等电位点的连接方式，确保ct外壳不会发生分流。

其次，如果等电位点选择ct母线侧，外壳发生接地故障，母线

与主变都会向故障点提供电流。从母线差动保护角度来看，ct所感受的故障电流为区内故障电流，此时差动保护会动作，切除该母线上的所有开关。但事实上故障并没有消除。从主变保护角度来看，主变保护并没有差流，判为区外故障，只能靠主变变中后备保护动作后跳闸，这样必定会延长故障时间，扩大事故跳闸范围。

相反，如果等电位点选择ct主变侧，外壳发生接地故障。从母线差动保护角度来看，ct所感受的故障电流为区外故障电流，此时母线差动保护不会动作。从主变保护角度来看，主变保护判为区内故障，主变差动保护动作，跳开主变三侧开关，故障点及时被切除。

所以ct等电位点应该选择ct主变侧（即负荷侧）。

3.结论

随着电网的快速发展，电网发生短路故障时短路电流增大，造成电流互感器的稳态性能不满足运行要求。我们就要想办法解决问题。通过理论的分

析，可以通过增大电流互感器变比来提高电流互感器暂态系数。在工程实际中需综合考虑：（ 1）电流互感器的结构，确定如何选择连接方式来增大变比；（2）调整变比后，要校验其暂态系数是否满足要求；（ 3）对调整变比后所产生的等电位点一定要充分认识；（ 4） ct等电位点应该选择ct负荷侧。

综上所述，电流互感器的调整要根据系统的最大短路电流来考虑。为了避免保护装置不正确动作，电流互感器等电位点应该选择电流互感器外壳负荷侧的连接点。