電流互感器的穩定性不足引起保護越級跳閘的思考

柯時軍

摘 要：繼電保護從業人員在工作中偶爾會遇到配電網饋線保護電流互感器爆炸，本級的開關拒動，引起變壓器的低后備保護（上一級）動作，很長一段時間內這種保護越級未進行分析而是更換電流互感器，此處對電流互感器的熱穩定及動穩定性進行了專門的分析，最后接合多年的從業經驗給出了滿足6-10KV配電網保護用電流互感器熱穩電流及動穩電流的經驗值。

關健詞：電流互感器；穩定性；保護

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.114

1 電流互感器穩定性不足的實例

國網××市供電公司110KV變電站10KV饋線保護電流互感器穩定性不滿足要求于2012年7月13日16：50分爆炸，開關拒動引起保護越級跳閘（主變低后備動作）引發10KV母線失壓造成所供一類、二類用戶停電數小時（圖1，圖2）。

2 按短路情況來校驗電流互感器的動熱穩定性

2.1 三相短路電流的計算

在經過0.2s后，短路暫態過程就衰減完畢，此時的短路電流就達到了穩定狀態，被稱為短路穩態電流，用Ik表示。

2.2 電流互感器熱穩定校驗

電流互感器耐受短路電流的熱效應而不損壞的能力稱為它們的熱穩定性。

以10kV出線的電流互感器而言，如果線路的任何一點發生短路，短路電流都會流過該電流互感器。隨著短路點離母線的距離加大，短路電流逐漸變小。短路點靠近母線處時，短路電流最大，數值基本與母線短路電流一樣。與此相同，負荷側變電站母線流過進線電流互感器的短路電流也是基本與負荷側母線的短路電流相同。因此，如果選擇電流互感器動、短時熱穩定電流，可以選取臨近的母線短路電流ik。

2.3 電流互感器動穩定校驗

電流互感器在短路時的動穩定性是指其所具有的耐受短路電動力作用而不致損壞的能力。由于解析法精確計算電器的動穩定是復雜的問題，目前制造廠家根據試驗結果來規定互感器的極限通過電流imax，即在一定的試驗條件下，承受這樣大的電流的力效應而不致損壞、變形等現象。

按短路情況來校驗電流互感器的動熱穩定性，按正常條件選擇的電流互感器，一般均須按短路條件來校驗其動穩定和熱穩定。

一般情況下，電流互感器的額定動穩定電流為額定短時熱電流的2.5倍。如果與這個數值不同，應該在銘牌上標明。從以上論文對于電力系統短路電流的分析可以知道，短路時的沖擊電流基本上也是穩態短路電流的2.5倍。

3 結束語（電流互感器的選型）

一般來說，電流互感器上都標注有1S的熱穩定電流及對應的動穩定電流，因此在設備選型時應加以關注，以免互感器的穩定性不足造成電流互感器爆炸開關拒動，保護越級造成6-10KV母線失壓。

所以，當安裝地點短路電流的要求被電力互感器的短時熱電流滿足時，一般動穩定電流都能滿足要求。但是在實際的選擇中，還是應該注意電流互感器的銘牌短路電流持續時間對結果的影響。一般在6-10KV配電網變電站出線處熱穩定電流可以40KA（1S）及以下、用戶配電室處熱穩定電流可以10-15KA（1S）及以下的電流互感器可滿足要求；個別特殊的情況另行考慮。endprint