在V形接線中電流互感器安裝相的選擇

閆迎洲

（中國(guó)鋁業(yè)河南分公司，鄭州 450041）

在供電系統(tǒng)中，對(duì)各種短路故障及其他不正常運(yùn)行情況，目前所采用的防范措施是安裝繼電保護(hù)裝置，因?yàn)橄到y(tǒng)故障時(shí)，通常伴有電流增大、電壓降低、功率方向改變、設(shè)備溫度升高等現(xiàn)象發(fā)生。而其電流信號(hào)變化，主要是通過(guò)CT（電流互感器）變流后送入繼電保護(hù)裝置，因此正確安裝 CT是確保繼電保護(hù)裝置正確動(dòng)作的基礎(chǔ)，目前 CT的基本接線方式主要有：

1）三相星形接線即Y形接線（如圖1a所示），該接線能夠反應(yīng)兩相、三相及單相短路故障。且在任何短路故障情況下，流入繼電器線圈電流IJ與CT二次側(cè)電流I2相等，其接線系數(shù)在任何情況下均為1。

2）兩相星形接線即V形接線（如圖1b所示），由于其B相沒裝設(shè)CT，B相單相接地故障時(shí)，沒有故障電流流入繼電器線圈，故該接線方式不能用于單相接地保護(hù)裝置，但該接線方式由于其接線簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工廠6～10kV小電流接地的供電系統(tǒng)中，同時(shí)作為相間短路保護(hù)裝置的接線方式，流入繼電器線圈電流IJ與 CT二次側(cè)電流I2也相等，其接線系數(shù)在正常工作和相間短路時(shí)也為1。

圖1 CT星形接線方式原理接線圖

1 案例分析

某廠供電系統(tǒng)如圖2所示，夏季汛期某天，系統(tǒng)報(bào)B相單相接地，隨后不久，變電所丙過(guò)流保護(hù)裝置4動(dòng)作跳閘，造成大面積停電。事故發(fā)生時(shí)架空線路 II由于小雨發(fā)生接地閃爍一瓷瓶被擊穿損壞，形成單相接地，伴隨有變電所丁一臺(tái)電機(jī)電纜頭故障。事故發(fā)生后，初步認(rèn)定為越級(jí)跳閘事故，但經(jīng)保護(hù)校驗(yàn)，核查沒有問(wèn)題。后經(jīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)、建設(shè)資料進(jìn)一步查證：變電所乙為反相序：系統(tǒng)A對(duì)其C，系統(tǒng)C對(duì)其A，此為早期建廠時(shí)歷史原因形成，是在外系統(tǒng)母線經(jīng)套管過(guò)墻后標(biāo)錯(cuò)了A、C，形成企業(yè)電網(wǎng)反相序，因其為終端用戶，將錯(cuò)就錯(cuò)運(yùn)行；隨著企業(yè)發(fā)展，電網(wǎng)擴(kuò)建，新建了中心變電所甲及變電所丙、丁，建設(shè)過(guò)程中，陰差陽(yáng)錯(cuò)變電所丁也為反相序，只不過(guò)此時(shí)系統(tǒng)B為其C，系統(tǒng)C為其B，如圖相序所標(biāo)，企業(yè)為10kV電網(wǎng)，CT采用V形（兩相不完全星形）接線方式，最后分析判定事故先由架空線路B相單相接地引起，隨之A、C相電壓升高（或閃爍時(shí)形成過(guò)電壓），而后將系統(tǒng)中絕緣薄弱的系統(tǒng)C相（亦即電纜頭中的中間相）對(duì)地?fù)舸罱K形成系統(tǒng)中不同地點(diǎn)的B、C相間短路，而在變電所乙、丁的這兩相上恰好未裝保護(hù)裝置，最后由變電所丙過(guò)流保護(hù)裝置4“越級(jí)”動(dòng)作，事故擴(kuò)大。

圖2 某公司供電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖

2 V形接線時(shí)供電網(wǎng)絡(luò)CT安裝相選擇

2.1 系統(tǒng)中兩個(gè)CT均裝在同名相（以A、C為例）的分析

當(dāng)CT均安裝在平行線路同名相時(shí)（如圖3所示），發(fā)生在平行線路不同相兩點(diǎn)接地故障時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作情況見表1。

說(shuō)明在兩套保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間即使在t1=t2的情況，這種接線方式在發(fā)生相間故障時(shí)不僅能確保一套動(dòng)作，而且還能保證有 2/3的機(jī)會(huì)只切除其中一條線路，不出現(xiàn)全停，減少不必要的切除兩條線路說(shuō)明在兩套保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間t1=t2時(shí)，將會(huì)有 1/6（不接地系統(tǒng)允許單相接地短時(shí)運(yùn)行），只有在A、C相故障時(shí)，才出現(xiàn)全停，這也是在6～10kV小接地電流系統(tǒng)為什么要選擇V形接線方式的原因。

圖3 自同一變電所引出平行線路上兩點(diǎn)示意圖

表1 圖3中不同線路上兩點(diǎn)接地時(shí)，安裝同名相上兩相式保護(hù)動(dòng)作情況分析

2.2 系統(tǒng)中兩個(gè)CT裝在不同名相（線路1裝A、C相，線路2裝A、B相）的分析

仍以圖3為例，當(dāng)CT安裝在平行線路不同名相時(shí)，發(fā)生在平行線路不同相兩點(diǎn)接地故障時(shí)，保護(hù)裝置動(dòng)作情況見表2。

表2 圖3中不同線路上兩點(diǎn)接地時(shí)，安裝不同名相上兩相式保護(hù)動(dòng)作情況分析

機(jī)會(huì)兩套保護(hù)裝置均不動(dòng)作，發(fā)生越級(jí)跳閘，擴(kuò)大停電范圍，出現(xiàn)前例情況，這是不允許的，另有1/2機(jī)會(huì)要同時(shí)切除兩回線路，只有1/3機(jī)會(huì)有選擇性地只切除一回線路，工作情況很差。

3 結(jié)論

V形接線方式由于其簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，被廣泛應(yīng)用在中性點(diǎn)直接接地電網(wǎng)和非直接接地電網(wǎng)中，作為相間短路保護(hù)，特別是在分布很廣的中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)中，兩點(diǎn)接地短路發(fā)生在圖3的可能性很大，在這種情況下，采用V形接線可以保證有2/3的機(jī)會(huì)只切除一條線路，比Y形接線具有優(yōu)越性。而且，當(dāng)電網(wǎng)中的電流保護(hù)采用V形接線方式時(shí)，為了避免越級(jí)跳閘（表2），必須是在所有的線路上將保護(hù)裝置安裝在兩同名相上（一般都裝于A、C相上），才能保證在不同線路上發(fā)生兩點(diǎn)及多點(diǎn)接地時(shí)，能有選擇的切除故障，縮小停電范圍。