500kV母差保护用电流互感器准确等级不同差流分析

500kV母差保护用电流互感器准确等级不同差流分析

摘要：本文通过500kV3/2接线母差保护使用的电流互感器准确等级实例，对其

二次误差电流进行分析探讨，通过对二次误差电流的计算分析，找出正确合理的

解决办法，从而保证电网、设备安全稳定可靠运行，同时也对类似问题的分析处

理起到借鉴作用。

关键词：母差保护；电流互感器；准确等级；差流；误动

1前言

某500kV变电站，母差保护使用的电流互感器二次绕组准确级不一致，现场

有人提出，准确等级不一致，必须马上对二次绕组进行改造或更换，否则运行中

可能产生过大差流造成母差保护误动，影响电网安全稳定运行，下面结合该站实

际情况，围绕由于准确等级不一致，而产生的二次误差电流，能否引起母差保护

误动的这一情况，进行分析探讨。

2情况介绍

该变电站，500kV系统为3/2接线方式，500kV设备为 HGIS组合电器，500kV 系统共分为5串，其中第三串为完整串，第一、二、五、六串为不完整串，另有

一组500kV电抗器经HGIS组合电器接于500kVⅠ母线。联络间隔断路器两侧电流互感器共有9卷二次绕组，边间隔断路器两侧电流互感器共有7卷二次绕组。

3问题分析

3.1第三串（完整串）和第一串（不完整串）为例分析

1）完整串二次绕组分布及使用情况（第三串）：

一母侧断路器母线侧电流互感器准确等级TPY，线路侧5P20，中间断路器一

母侧5P20，二母侧TPY，二母侧断路器线路侧5P20，母线侧TPY。

2）不完整串二次绕组分布及使用情况（第一串）：

二母侧断路器母线侧电流互感器准确等级TPY，线路侧5P20，中间断路器一

母侧5P20，二母侧TPY。

3）如上所述：

在第三串（完整串）中，边间隔断路器两侧电流互感器中只有靠近母线的2

卷“TPY”级二次绕组，与联络间隔的2卷“TPY”级二次绕组构成合流后接入两套线

路保护。母差保护使用边间隔断路器内侧电流互感器的两卷“5P20”级二次绕组。

在第一串（不完整串）中，500kVⅡ母线母差保护使用边间隔断路器内侧电流互感器的两卷“5P20”级二次绕组，与第三串母差保护用二次绕组准确级一致。而500kVⅠ母线母差保护只能使用联络间隔开关内侧电流互感器的两卷“TPY”级二次

绕组，便与第三串母差保护用的“5P20”级二次绕组不一致。

4全站母差用电流互感器二次绕组准确级情况统计

4.1 500kVⅠ母线母差保护

1）第一串母差所用TA中断路器，准确等级TPY。第二串母差所用TA边断路器，准确等级5P20。第三串母差所用TA边断路器，准确等级5P20。第五串母差

所用TA中断路器，准确等级TPY。第六串母差所用TA中断路器，准确等级TPY。

注：因500kV电抗器间隔的电流互感器变比为1500/1，其他间隔电流互感器

变比为4000/1，因此500kV电抗器间隔的电流互感器的额定电流小于其他间隔，

所以二次绕组准确级为“5P60”。

4.2 500kVⅡ母线母差保护

第一串母差所用边断路器，准确等级5P20。第二串母差所用TA中断路器，

准确等级TPY。第三串母差所用TA边断路器，准确等级5P20。第五串母差所用

TA边断路器，准确等级5P20。第六串母差所用TA边断路器，准确等级TPY。

5事故隐患分析

因为微机型母差保护具有“TA饱和监测元件”，能够根据TA饱和时的二次电

流特性、区外故障造成TA饱和所形成的差流出现时间较晚的特点，判明母差保

护差流是因TA饱和所引起，从而闭锁母差保护。所以只要“TA饱和监测元件”可

靠运行，发生区外故障造成母差用TA二次绕组饱和时，母差保护不会误动作。

因此，该变电站500kV母差保护用的电流互感器二次绕组准确级不一致问题

所能构成的事故隐患，只能存在于区外故障时故障电流尚未造成TA饱和，而因

不同准确级二次绕组的误差特性不同所形成的差流造成母差保护误动作。

6故障模拟计算

按最恶劣的500kV线路故障条件进行模拟计算，算出最大母差差流能否达到

母差保护启动定值。

6.1模拟条件

1）最大运行方式下该站母线短路电流为18776安，因此取线路故障电流20000安进行计算。

2）假设该站母差保护用边断路器电流互感器二次绕组均取暂态特性相对较差

的“5P20”级二次绕组，变比均按实际情况的4000/1进行计算。

3）故障发生时，故障线路所在串解环运行，最大短路电流全部流过故障线路

所在串的边断路器，假设边断路器编号为5031。

4）故障发生时，故障线路所在的母线只带两台边断路器运行，分别为5031、5021，流过5031的最大短路电流同样也流过5021。

5）5031断路器电流互感器误差按达到正最大的5%计算；5021断路器电流互感器误差按达到负最大的5%计算。

6.2计算过程

5031开关电流互感器的误差电流20000×0.05=1000A，折合成二次电流为

1000÷4000=0.25A（正）。5021开关电流互感器的误差电流二次值为0.25A（负）。形成的母差差流二次值为0.25+0.25=0.5A。该站母差保护启动定值二次值为0.7A，大于按当前最恶劣的500kV线路故障条件计算所得的母差差流0.5A。

7结论

当前该站发生500kV线路故障时，母差保护不会因所用的电流互感器二次绕

组误差造成误动作，同时考虑到更换或改造电流互感器二次绕组的复杂性、风险性、经济性，并查阅“国网公司变电站典型设计规范”规定和“国网公司十八项反措”要求，综合考虑建议暂不进行更换，但应定期进行母线最大短路电流校验，做到

有效把控，同时建议结合扩建改造统一母差保护用电流互感器二次绕组准确等级，使用磁饱和特性好的TPY绕组。

参考文献：

[1]陈继森、熊为群编，《电力系统继电保护》中国电力出版社1992.11 ISBN7-80125-368-X

[2]孙国凯，《电力系统继电保护原理》中国水利电力出版社2002.1 ISBN7-5084-0969-8

[3]李光琦，《电力系统暂态分析》中国电力出版社1995.5 ISBN7-80125-439-2