一起因CT饱和引起的保护异常动作分析及风险防范措施

王勋江 郝越 王其林 冯宗建

（深圳供电局有限公司， 广东深圳  518000）

摘要 随着电力系统的不断发展，系统的容量越来越大，输电电压升高，使得系统的时间常数变大，从而故障的暂态特性时间延长，而主保护对时间的要求越来越快，主保护的动作行为是在暂态过程中完成，因此对CT的暂态特性要求越来越高。本文分析了一起因CT饱和引起的保护异常动作事件，并根据分析过程中发现的问题，提出了更换CT、更换保护、两组相同组别CT串联使用等改进措施。

关键词：CT饱和;线路差动保护;母差保护

1  110kV花厦线故障跳闸事件分析

1.1事件经过

2016年11月20日09点32分41秒，110kV花厦线发生C相接地故障，110kV岗厦侧110kV花厦线零序过流I段、电流差动、距离I段、零序过流II段，距离II段动作跳开花厦线开关。

1.2保护动作情况分析

1.2.1花厦线动作情况分析

110kV花厦线发生故障后，110kV岗厦站侧保护测得C相故障电流为48.48A，保护动作跳开110kV花厦线开关，一次动作电流为7.2kA（二次折算，变比750/5），流过220kV中航站#3主变变中中性点一次故障电流为12.1kA（20.24A*600）。

结合110kV岗厦站110kV花厦线保护录波图可以发现，故障发生时C相电流波形严重失真，从开始采样大概5个点（每个周波24个点，线性传变区约4.1ms）之后出现非线性传变，且过零点提前，可判断为CT饱和典型特征。根据南瑞继保厂家答复，RCS-943保護装置小CT在二次电流小于100A时（按一次电流折算，本次二次故障电流约81A），装置小CT可正常传变，可确定是110kV花厦线CT饱和。

1.2.2岗厦站110kV母线差流电流分析

正常运行时#2主变变高一次负荷电流大约为60A，相对于故障电流可忽略不计。此处分析110kV岗厦站110kV 2M母线差动电流可只考虑110kV面厦II线及110kV花厦线故障电流作为分支电流。

母线差动保护动作条件为：

即Id>KId

公式中K值为比例系数。

图表2中，Id与Ir为110kV花厦线Ic与110kV面厦II线Ic作为分支计算出的2M差流与制动电流。为方便观察，取K1为比例系数K减去0.5后的值。

从图表2中可以看出，故障期间制动系数K值大于0.5（南瑞继保母差保护小差低值0.5，大差低值0.3）共出现三次，其中持续时间最长一次为8ms（图中光标之间时差），差流能满足差动保护动作条件，且持续时间在差动保护动作范围附近。

虽然差流满足条件，但母线差动保护配置有同步识别法（长源深瑞）、自适应阻抗加权抗TA饱和法（南瑞继保）等抗TA饱和方法，在暂态条件下，区外故障时，只要CT传变存在3ms（本次故障约4.1ms）以上的线性传变区，差动保护即能够可靠不动作。值得注意的是，以上抗CT饱和方法闭锁母差保护周期为每个半周波，当故障由区外转区内时，母差保护能可靠动作。

1.2.3区外故障时110kV花厦线保护误动风险分析

110kV花厦线两侧开关均在合位运行时，若发生110kV花厦线区外故障，110kV花厦线将流过穿越电流，110kV岗厦站侧CT饱和，则110kV花厦线两侧将感受到较大差动电流。以本次故障穿越电流计算，二次差流有效值约能达到33A（实际二次电流81A减去饱和后岗厦侧花厦线保护感受到二次电流48A），此时两侧穿越电流类似于本次故障中110kV岗厦站110kV花厦线与110kV面厦II线（莲花山侧花厦线）电流，此时制动系数大于0.75持续时间大约为6ms，在此延时下，工频变化量差动元件可能动作。

2结论

1.区外故障时，在本次故障情况下，110kV岗厦站母差保护无误动风险（110kV岗厦站将加装母差保护）;

2.区外故障时，在本次故障情况下，110kV面厦II线差动保护无误动风险 ;

3.110kV花厦线CT存在保和现象，若运行方式为花厦线两侧合位，此时发生区外故障且故障电流过大时，则110kV花厦线有误动风险。

3防范措施

1.110kV岗厦站GIS保护用CT最大变比为750/5。CT变比过小，建议酌情更换全站CT。

2.对于负荷密集、供电可性要求较高的地区，可优先考虑将RCS系列保护逐步更换为PCS系列保护。

3.现场检查尚有保护用CT备用组别，可将该备用组别与现有组别串联使用，将CT拐点电动势增加一倍，提高CT抗饱和能力。

4结语

CT暂态特性问题越来越受到关注和重视，除本文中提及的通过合理的选择一次CT、选择具备抗饱和逻辑的保护、将两组相同的CT绕组串联使用外，现实生产中，还可根据实际情况，以减小二次负载、选用TP级暂态特性更优的互感器等手段来解决CT饱和问题。 如何更好地消除CT饱和带来的系统风险，是需要我们根据生产实际、科学调研去持续改进的一个重要课题。

参考文献

[1]电网调度自动化厂站端调试检修 国家电网公司人力资源部组编 中国电力出版社. 2010.12

作者简介：

王勋江，男，1988年出生，双学位学士，工程师，南方电网技能专家。

郝越，男，1987年出生，双学位学士，工程师，深圳供电局巡维中心安全监督员。

王其林，男，1978年出生，硕士研究生，高级工程师，南方电网特级技能专家。

冯宗建，男，1985年出生，高级工程师，南方电网技能专家。