智能变电站保护用电流互感器配置问题和解决措施探析

齐孝辉

摘要：保护用电流互感器是继电保护系统的重要组成部分，关系到保护测量的准确性和可靠性，如果互感器的配置不合理，很可能会对电力系统产生不正确的保护动作，引发重大的安全事故。本文分析了保护用电流互感器在配置中存在的问题，并在遵循其经济性和可靠性原则下，研究了保护用电流互感器的配置原则，为电流互感器的基本配置提供参考方案。

关键词：智能变电站；电流互感器；配置原则

中图分类号TM7 文献标识码A 文章编号2095-6363（2015）12-0070-02

要想实现智能变电站的信息化和数字化，就需要使用电流互感器为电力系统提供保护与监控。而电力系统是否能在经济性的前提下保证安全稳定的运行，取决于电流互感器是否可靠，其测量精度是否达标。目前电流互感器在我国部分智能变电站中得到较为普遍的运用，但其技术发展还不够成熟。尤其是在保护用电流互感器的基本配置方面，存在着许多问题。这些问题在下文中都会一一指出，并提出针对性的解决措施。

1.保护用电流互感器存在的配置问题

保护用电流互感器是智能变电站中电力系统能够稳定运行的重要保障，随着如今工业生产以及人民生活对电网精确性以及稳定性的要求不断提高，保护用电流互感器在电力工程建设中的作用也越来越大，受到了更多关注和重视。但是目前，在保护用电流互感器的实际配置和应用过程中仍然存在着许多问题，比如资金投入不足导致的互感器配置与实际需要的配置不相符，进而引发了互感器烧毁的情况。还有就是因为设置技术不成熟导致互感器产生了错误的保护性动作，从而影响电力设备的正常运行，并造成一定的经济损失和人员伤亡。因此在保护用电流互感器的配置问题上，需要综合考虑多方面的因素，结合实际的使用需求和需要保护的部件来进行科学而合理的设置，同时保证其运行的稳定性和可靠性，但是还要注意其经济性与实用性的统一，不能顾此失彼，另外要符合国家制定的相关标准和规范，不能进行违规设置。

2.保护用电流互感器的配置原则

保护用电流互感器在智能变电站中影响重大，因此在设置过程中必须要遵循相应的配置原则，才能保证其保护动作的可靠性和稳定性，并为电力系统提供长久有效的保护工作。

2.1实用性与经济性的原则

保护用电流互感器的主要目的就是对智能变电站的电力系统及设备进行保护，及时排除系统故障，以维护系统的正常运行，因此在进行互感器的配置时，首先要考虑的就是其实用性原则。在保证实用性的同时也要考虑到经济性，保护用电流互感器的配置成本如果太高，就会造成一定的经济压力，再加上长期的维护费用，非常不划算。

2.2保护用电流互感器的配置应满足继电保护的动作要求

在实际的工作运行中，所配置的保护用电流互感器会出现测量误差，但是应该确保误差值在规定范围内，避免保护动作不符合要求。而短路电流的非周期分量以及互感器剩磁等所带来的暂态影响，需要根据互感器对接的电力设备的暂态饱和情况、设备的具体性能进行分析，并结合暂态影响所带来的影响是否严重以及故障发生后可能会引起的后果等因素来综合考虑，制定出科学合理的解决方案。对于互感器在实际应用中的选择，提供以下参考：1）110kV及以上电力系统可以配置电子式电流互感器。2）对于有关口计量点、有故障测距要求间隔的电力设备，应配置满足其特性要求的互感器。3）当采用GIS、HGIS配电装置型号时，电子式互感器应该与一次设备进行一体化设计。

3.保护用电流互感器的配置

3.1加强电流互感器配置的规范性

为了解决电流继电保护中存在的问题，就应该加强配置设计的规范性，从而有效消除电力系统在发生故障时产生的保护盲区，并确保继电保护动作的快速有效。在设计中配置一定数量的保护用电流互感器二次绕组，并对各个绕组的分配进行合理规划，可以减少保护死角。例如：在设计方案中增加一组TPY绕组，使原本两侧只有一组绕组的配置转变为有2组TPY绕组和一组5P绕组。将5P绕组安置在TPY绕组的内侧，使得保护器在设备的断路器区域能够完全交叉。在运行过程中，当其中任何一台保护器发生故障退出运作，甚至两台保护器都出现问题，断路器的内部也不会出现保护死角。

3.2避免出现主保护死区

图1根据不同的系统要求展示了两个电流互感器的配置方案。在方案I中，如果F1点发生故障，保护装置就不能产生动作，但是母线保护可以将故障快速切除，既体现了保护的准确性，也保证了故障切除的效率。但是也存在一定缺陷，比如切除范围过大，为后期的修复工作带去麻烦。在方案II中，当F2点发生故障时，保护装置能自动产生动作跳开线路断路器，但是这个时候故障并没有完全清除，需要启动断路器失灵保护装置来切除故障。但是也存在缺陷，失灵保护会有延时，同样的，切除范围也比较大。综合考虑，方案I的配置更合适。

3.3降低影响范围

为了提高保护的可靠性以及减小故障的影响范围，在配置保护用电流互感器时，应该尽量缩小保护的重叠区。图2所展示的是u型电流互感器的保护方案，可以假定线路保护与母线保护的配置是如图2（a），2（b）中I～Ⅳ的配置方案。当F点发生故障时，方案I线路保护断开故障点，所产生的影响范围比较小；在方案II中，母线保护断开故障点，影响范围相对较大；在方案IⅡ中，虽然两种保护都能断开故障点，但是母线保护扩大了影响范围；同时方案Ⅳ为2套保护的死区，不能切除故障，因此，综合考虑方案I是比较理想的配置方案。

4.结论

保护用电流互感器的选择关系着智能变电站电力系统的稳定性和安全性。通过科学而合理的配置，能够在电力系统发生故障时产生及时准确的保护性动作，切除故障，避免电力设备的损坏以及出现更大的电力事故。随着智能变电站的不断发展，保护用电流互感器所发挥的作用也越来越大，但是对其技术要求也会更高，在配置过程中要结合实际的使用需求不断进行创新和改善，争取避免出现配置中的常见问题，为智能变电站的电力系统提供稳定可靠的保护。