恰木萨水电站220 kV母联回路电流互感器的选择

马威锋

（新疆水利水电勘测设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830000）

恰木萨水电站220 kV母联回路电流互感器的选择

马威锋

（新疆水利水电勘测设计研究院，新疆 乌鲁木齐 830000）

通过对恰木萨水电站220 kV母联回路电流互感器基本参数的选择，分析了电站在不同时期、不同穿越功率的情况下，正确选择电流互感器额定一次电流、二次参数、准确级及对电流互感器性能的一般选择验算。关键词：电流互感器；一次电流；二次参数;准确级;一般选择验算

1 电站概况

恰木萨水电站是新疆叶尔羌河下游河道规划梯级开发中的第2级电站，恰木萨水电站为径流式电站，引水式开发，电站总装机容量203 MW。按照恰木萨电站接入系统的要求，恰木萨电站与上游侧两级电站采用联合送出方案。恰木萨水电站220 kV电气主接线规划为双母线接线。

2 电流互感器的一次电流选择

电流互感器一次电流由电流互感器所在回路的实际电流来决定，电流互感器的额定一次电流应接近但不低于一次回路正常最大负荷电流，一般按实际一次电流的1.25倍进行选择。

由于恰木萨水电站是河流梯级电站中的第2级电站，与上游侧两级电站采用联合送出，则220 kV母联回路实际电流按前、中、后3个时期进行分别计算。前期，220 kV母联回路额定一次电流为：In= 569.79 A；中期，上游有185 MW功率从本站220 kV母线侧穿越，届时，恰木萨电站220 kV母联回路额定一次电流为：In=1 089.05 A；后期，上游有425 MW功率从本站220 kV母线侧穿越，届时，恰木萨水电站220 kV母联回路额定一次电流为：In=1 762.7 A。

因此，按实际一次电流的1.25倍计算，恰木萨电站前、中、后3个时期的220 kV母联回路电流互感器的一次电流分别为：712.24 A、1 361.31 A、2 203.38 A。根据互感器国标GB1208中规定的标准电流值，把计算的一次电流对应标准电流值进行取值，得到额定一次电流值分别为750 A、1 500 A、2 500 A。

3 电流互感器的二次参数选择

3.1 电流互感器的额定二次电流

电流互感器额定二次电流可以采用1 A，也可以选择5 A。首先，二次电流选5 A时互感器二次开路电压较选1 A时偏小，对绝缘的要求较低。其次，当二次负荷计算值过大时，选择1 A可以提供并得到更大的二次阻抗，可节约成本。综合以上因素考虑，对新建的恰木萨水电站，选择电流互感器的额定二次电流为1 A更为合适。

3.2 二次负荷选择及计算

测量用电流互感器二次负荷的计算按公式Zc=K1Z1+K2Z2+R3计算，其中Z1是仪表的电流线圈阻抗，Z2是接线导线的阻抗，R3是接触电阻，取值0.1Ω；K1是仪表的接线阻抗换算系数；K2是接线导线阻抗的换算系数。

保护用电流互感器二次负荷的计算按公式Zb=K4Z4+K5R5+R3计算，其中Z4是保护继电器的电流线圈阻抗，R5是接线导线的电阻，R3是接触电阻，取值0.1 Ω，K4是保护继电器的阻抗换算系数，K5是接线导线阻抗的换算系数。

依据规范DLT866中三相星型接线方式下的阻抗换算系数及附录B列出的典型仪表功耗，二次侧电流为1 A换算，求得恰木萨电站220 kV母联回路测量用电流互感器实际二次负荷值约为6.135 VA；保护用电流互感器实际二次负荷值约为12.135 VA。若测量用电流互感器额定输出容量选择10 VA，则测量用电流互感器6.135/10=61.35%，在25%～100%范围间，因此实际选择二次额定输出容量为10 VA比较合适。若保护用电流互感器额定输出容量选择15 VA，则保护用电流互感器12.135/15=80.9%，在25%～100%范围区间内，靠近上限。再者，由于该处电流互感器有1组备用绕组的负荷在计算时未考虑在内，主要是由于该备用绕组将来的负荷大小和类型未知，一旦负荷较大时，可能导致实际负荷大于额定输出负荷，超出25%～100%范围区间，因此，在实际选择二次额定输出容量时应把备用绕组的负荷一并考虑。而电磁型或者整流型保护装置(约10 VA)的负荷值较集成型或微机型大（约2 VA），所以选择较大值10 VA作为备用绕组的负荷值，额定输出容量选择30 VA，得22.135/30=73.8%，即可满足要求。

4 电流互感器准确级的选择

4.1 测量用电流互感器的准确级

以该准确级在额定电流下所规定的最大允许电流误差的百分数来标称，测量误差的不同值对应于不同的准确级。二次负荷在额定负荷值的变化范围内（25%～100%）的任一值时，针对额定电流为100%时，准确级为0.1、0.2、0.5及1的电流互感器电流误差分别为±0.1%、±0.2%、±0.5%和±1%；相位误差分别为±5°、±10°、±30°、±60°。

恰木萨电站220 kV母联回路仅配置有测量和保护用的仪表，无计费用仪表。依照测量用电流互感器在实际二次负荷下的准确等级应与配套使用的测量仪表的准确等级相适应的原则，根据电站接入系统报告的要求及电站所配置测量仪表准确级参数，最终选择220 kV母联回路测量用电流互感器的准确级为0.5。

4.2 保护用电流互感器的准确级

继电保护用电流互感器的准确级，是以额定准确限值一次电流下的最大允许复合误差的百分数来标称的，标准准确级有5 P和10 P。

继电保护用电流互感器在其额定频率和额定负荷下，产生的电流误差、相位误差以及复合误差应不超过规定限值。其中，5 P级的复合误差≤5%，10 P级的复合误差≤10%。

对于发电机主回路、变压器主回路、220 kV及其以上电压的线路由于波形畸变较小，宜采用复合误差较小的5 P级电流互感器。其他回路可采用10 P级电流互感器。恰木萨水电站220 kV母线短路电流为15.1 kA，母线额定电流按照本电站最大负荷计算（最大穿越功率与本电站装机容量之和）In=（425+203）/0.85/1.732/242=1762.7 A，初步选择额定准确限值系数Kz=10。

5 P类电流互感器性能一般选择验算

电流互感器的额定准确限值一次电流Iz应大于保护校验故障电流Ib，必要时，还应考虑互感器暂态饱和影响，即准确限值系数Kz应大于KKz。（K为用户规定的暂态系数，Kz为故障校验系数）。本电站保护校验故障电流Ib按母线最大短路电流15.1 kA确定，由于Iz=10×2500A=25kA，则Iz＞Ib；考虑到互感器暂态饱和影响，K取2，由于Kz=10，而Kb=15.1/2.5=6.04，则Kz=10＜KKb=2×6.04=12.08不满足要求，因此需修正额定准确限值系数为15才能满足要求。

6 结语

本文在对恰木萨水电站电流互感器的基本参数进行选择时，着重考虑了本工程220 kV母线上的前、中、后期穿越功率对母线电流的影响，进而影响到电流互感器的各参数的变化，因此，在进行电流互感器的选择时，应根据工程实际情况，充分考虑其所在回路额定电流的变化。最后，本文对电流互感器进行了一般验证，根据验证数据对额定准确限值系数进行了修正，以满足规范要求。

[1]DLT866-2004电流互感器和电压互感器选择及计算导则[S]．

[2]沙玉洲,袁 韬,王 骞,等.电流互感器技术参数选择问题的探讨[J].电力系统及其自动化学报,2009,21(2):126-128.

[3]刘随生.中压电流互感器主要参数选择[J].电力与能源,2016,37 (5):652-655.

TM452

B

1672-5387（2017）08-0029-02

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.08.009

2017-03-17

马威锋（1984-），男，工程师，从事水电站电气设计工作。