电流互感器安装位置对继电保护功能的影响分析

2016-08-11缪金龙

大科技 2016年13期

关键词：出线主变差动

缪金龙

（国投宣城发电有限责任公司安徽宣城 242000）

电流互感器安装位置对继电保护功能的影响分析

缪金龙

（国投宣城发电有限责任公司安徽宣城 242000）

根据提供的对电气设备配置的继电保护，来研究电流互感器在设备上由于不同的安装位置而产生的不同保护功能，这可为电厂对安装继电保护设备这一情况提供一定的帮助。随着经济的发展和社会的进步，电流互感器在电力行业的应用范围也逐渐增大。在本文中，笔者将结合实际情况，阐述互感电流安装位置对继电保护功能的影响，望能给相关行业的人员带来帮助。

电流互感器；安装位置；继电保护

1 引言

近几年来，我国的国民经济与电力行业的发展之间的关系越来越紧密，对电力行业的发展的依赖性也越来越大，所以，电力行业成了现阶段热点行业。在电力行业中，继电保护占据着主导地位，它关系着电力能否正常运行；同时，在遇到突发事故时，继电保护作用可以及时的迅速将事故诊断出来并进行准确的切除，也避免了故障元件受到持续损伤，确保剩余元件能够正常工作。现阶段，电力行业主要是依靠电流互感器来获得继电保护电气量，确定一次继电保护电气量则是通过二次回路的途径，通过此种方式来控制一次设备。

2 电流互感器概述

近几年，我国的科学技术迅速发展，同时也扩大了电流互感器的使用范围和功能。换句话说，电力系统的电流的测量以及继电保护系统的核心都是电流互感器。所以，电流互感器的运行程度决定着电流测量数据的准确性以及继电保护作用的稳定性。一般情况下，电流互感器的一次侧极性的安装在图纸中没用明确的规定，所以，在具体的安装过程中，安装人员往往会忽略如何正确安装电流互感器一次侧极性，也就回随意进行安装，从而不能体现出电流互感器正确安装的重要性。当电流互感器不能正确安装时，往往会造成相应事故的发生，这将引起停电范围扩大的不良后果。为更明了的解释这一原理，笔者将差动保护作为典例进行解释。

如果是在线路中接入有母线和变压器组成的一个节点，并且电流互感器的极性接入完全正确，故障发生在差动保护范围内并且能够正常运行，此时的差动电流就为零。如果k支路电流并不存在于差动回路中，那么故障发生在差动保护的范围外并且能够正常运行时，这时的k支路电流变为Ik。如果电流互感器在差动回路中接入k支路的极性错误，那么故障发生在差动保护范围之外并且能够正常运行时，那么此时电流变为k支路的2倍。当差动电流值变为比动作值大时，就容易使得差动保护发生错误动作。

由此可以明显看出，电流互感器的安装方式及极性的确定对继电保护系统有着紧密的联系，所以，电流互感器的安装方式是不可忽视的。

3 电流互感器在继电保护中的作用

电厂经常通过对电力设备正常运行情况的监督以及测量的方式，来确保电力系统能够既经济又安全的运行。但是，在一般情况下，一次高压设备不能够直接接上普通的继电保护装置和进行测量，若想实现接入一次换为合适的小电流，这样就可以实现继电保护装置以及测量仪的正常使用。这就是电流互感器的作用，具体就是电流互感器将一次设备的大电流变换为二次回路的小电流。电流互感器产生的电流大小以及变化可以使得继电保护装置感受到，并使之进一步作出相应的判断，来实现对电力系统中某些元件的切除。这就是电流互感器在继电保护系统中起到的实际作用。

4 电流互感器安装位置对继电保护功能的影响

电流互感器的电流的变换性质以及继电保护系统的动作受电力系统中电流互感器的安装位置的影响。电流互感器正确进行安装就会确保继电保护系统能作出正确的动作，若是电流互感器未能正确的进行安装，由于位置的不恰当就会造成继电保护系统出现错误动作和没有动作的不良后果。在下文中，笔者将根据电流互感器的两条不同的安装位置的出线（见图1）作为实例进行详细的分析。

图1 出线

图1是两条不同安装位置出线示意图，出线1指的是在-2隔离开关以及出线断路器之间进行电流互感器的安装；出线2指的是在-1隔离开关以及出线断路器之间进行电流互感器的安装。确保两条出线的保护设施是相同的，全部都为电流的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段保护和过负荷保护或者低频保护以及母差保护等。若是在断路器和电流互感器的中间发生短路情况时，在出线1上，由于母差的进行保护时的动作时间很短，就会使得首先发生母差保护动作，从而母线上所有的断路器都会跳开，进而切除故障，该出线1上的保护装置由此启动。在出线2上，由于是在电流互感器的保护线路旁侧发生故障，并不在母差的管理保护范围之内，所以母差产生的效应不会发生，而是启动出线2上的电流保护，产生的动作就是出线2上的断路器首先跳开，由此切除故障。

虽然出线1和出线2发生的故障的性质和位置相同，但是对故障的产生的保护动作却不一样。出线1产生的是母差动作保护，在切除故障的同时也将母线上没有发生故障的线路进行了切除，这将造成停电范围扩大的恶劣后果；出线2产生的线路动作保护，只是切除了出线故障的线路，在切除故障的同时，并不会造成影响其他线路不能正常运行的后果。

从上文的两种出线的总结可以比较出，出线2的电流互感器的安装位置的优势更明显，但是在具体的实际情况中，由于故障的发生点具有不确定性，若是在出线2上，在电流互感器和断路器的中间发生故障，出线2在发生线路保护动作之后，出线2的断路器就会跳开，但是这病没有将故障进行切除，发生的故障依然存在两者之间，若是想解决这一问题，只能通过母线的进线断路器的保护动作来进行故障的切除，由此可以使得故障的时间延长，就会造成故障电流流进电气设备的时间加长。

变压器的保护情况，也会受到由于电流互感器的安装位置的不同而产生保护性能不同的影响。下列的图2和图3分别为相关设备和变压器的一次系统的示意图，图2中，在高低压断路器和变压器中间即（-1，-2）安装主变高低压侧电流互感器，而在图3中，在高低压断路器和断路器外侧的隔离开关中间即（-3，-1）安装主变高低压侧电流互感器。这两种方式的主变保护设施配置一样，都是起到电流保护和过负荷保护以及瓦斯保护等作用。

图2 变压器系统1

图3 变压器系统2

若在-3隔离开关和高压断路器中间发生故障时（如图2～3），在变压器系统1中，由于是在主变高压侧电流互感器的外侧发生故障，这不在差动的保护范围内，所以差动保护不会做出相应的动作，因此一般都是采用主变电流的保护动作的出口以后切除高低压断路器的方式来处理故障，这就使得加长了处理动作的时间；而在主变系统2中，是在主变差动的保护范围内发生故障，所以当故障发生时，会立即发生差动保护动作并且及时出口，紧接着就使得高低压断路器跳开，这种方式发生动作时所需的时间短，对产生古筝的设备和电器系统的影响相对较小。

通过上述的总结和比较，可以明显看出，安装电流互感器的位置采用主变系统2更合适，虽然主变系统2的差动范围比主变系统1的差动范围大，但是同时使得在保护时发生错误动作的概率增大。这是因为在进行差动保护时，动作发生的时间一般没有固定的限制，断路器也不会发生重复合闸。若是发生的是瞬时型的故障类型，在发生差动保护动作时，此时主变不会发生重合的跳闸，就会使得主变的继续供电作用减弱甚至失去。