恰木薩水電站220 kV母聯回路電流互感器的選擇

馬威鋒

（新疆水利水電勘測設計研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

恰木薩水電站220 kV母聯回路電流互感器的選擇

馬威鋒

（新疆水利水電勘測設計研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

通過對恰木薩水電站220 kV母聯回路電流互感器基本參數的選擇，分析了電站在不同時期、不同穿越功率的情況下，正確選擇電流互感器額定一次電流、二次參數、準確級及對電流互感器性能的一般選擇驗算。關鍵詞：電流互感器；一次電流；二次參數;準確級;一般選擇驗算

1 電站概況

恰木薩水電站是新疆葉爾羌河下游河道規劃梯級開發中的第2級電站，恰木薩水電站為徑流式電站，引水式開發，電站總裝機容量203 MW。按照恰木薩電站接入系統的要求，恰木薩電站與上游側兩級電站采用聯合送出方案。恰木薩水電站220 kV電氣主接線規劃為雙母線接線。

2 電流互感器的一次電流選擇

電流互感器一次電流由電流互感器所在回路的實際電流來決定，電流互感器的額定一次電流應接近但不低于一次回路正常最大負荷電流，一般按實際一次電流的1.25倍進行選擇。

由于恰木薩水電站是河流梯級電站中的第2級電站，與上游側兩級電站采用聯合送出，則220 kV母聯回路實際電流按前、中、后3個時期進行分別計算。前期，220 kV母聯回路額定一次電流為：In= 569.79 A；中期，上游有185 MW功率從本站220 kV母線側穿越，屆時，恰木薩電站220 kV母聯回路額定一次電流為：In=1 089.05 A；后期，上游有425 MW功率從本站220 kV母線側穿越，屆時，恰木薩水電站220 kV母聯回路額定一次電流為：In=1 762.7 A。

因此，按實際一次電流的1.25倍計算，恰木薩電站前、中、后3個時期的220 kV母聯回路電流互感器的一次電流分別為：712.24 A、1 361.31 A、2 203.38 A。根據互感器國標GB1208中規定的標準電流值，把計算的一次電流對應標準電流值進行取值，得到額定一次電流值分別為750 A、1 500 A、2 500 A。

3 電流互感器的二次參數選擇

3.1 電流互感器的額定二次電流

電流互感器額定二次電流可以采用1 A，也可以選擇5 A。首先，二次電流選5 A時互感器二次開路電壓較選1 A時偏小，對絕緣的要求較低。其次，當二次負荷計算值過大時，選擇1 A可以提供并得到更大的二次阻抗，可節約成本。綜合以上因素考慮，對新建的恰木薩水電站，選擇電流互感器的額定二次電流為1 A更為合適。

3.2 二次負荷選擇及計算

測量用電流互感器二次負荷的計算按公式Zc=K1Z1+K2Z2+R3計算，其中Z1是儀表的電流線圈阻抗，Z2是接線導線的阻抗，R3是接觸電阻，取值0.1Ω；K1是儀表的接線阻抗換算系數；K2是接線導線阻抗的換算系數。

保護用電流互感器二次負荷的計算按公式Zb=K4Z4+K5R5+R3計算，其中Z4是保護繼電器的電流線圈阻抗，R5是接線導線的電阻，R3是接觸電阻，取值0.1 Ω，K4是保護繼電器的阻抗換算系數，K5是接線導線阻抗的換算系數。

依據規范DLT866中三相星型接線方式下的阻抗換算系數及附錄B列出的典型儀表功耗，二次側電流為1 A換算，求得恰木薩電站220 kV母聯回路測量用電流互感器實際二次負荷值約為6.135 VA；保護用電流互感器實際二次負荷值約為12.135 VA。若測量用電流互感器額定輸出容量選擇10 VA，則測量用電流互感器6.135/10=61.35%，在25%～100%范圍間，因此實際選擇二次額定輸出容量為10 VA比較合適。若保護用電流互感器額定輸出容量選擇15 VA，則保護用電流互感器12.135/15=80.9%，在25%～100%范圍區間內，靠近上限。再者，由于該處電流互感器有1組備用繞組的負荷在計算時未考慮在內，主要是由于該備用繞組將來的負荷大小和類型未知，一旦負荷較大時，可能導致實際負荷大于額定輸出負荷，超出25%～100%范圍區間，因此，在實際選擇二次額定輸出容量時應把備用繞組的負荷一并考慮。而電磁型或者整流型保護裝置(約10 VA)的負荷值較集成型或微機型大（約2 VA），所以選擇較大值10 VA作為備用繞組的負荷值，額定輸出容量選擇30 VA，得22.135/30=73.8%，即可滿足要求。

4 電流互感器準確級的選擇

4.1 測量用電流互感器的準確級

以該準確級在額定電流下所規定的最大允許電流誤差的百分數來標稱，測量誤差的不同值對應于不同的準確級。二次負荷在額定負荷值的變化范圍內（25%～100%）的任一值時，針對額定電流為100%時，準確級為0.1、0.2、0.5及1的電流互感器電流誤差分別為±0.1%、±0.2%、±0.5%和±1%；相位誤差分別為±5°、±10°、±30°、±60°。

恰木薩電站220 kV母聯回路僅配置有測量和保護用的儀表，無計費用儀表。依照測量用電流互感器在實際二次負荷下的準確等級應與配套使用的測量儀表的準確等級相適應的原則，根據電站接入系統報告的要求及電站所配置測量儀表準確級參數，最終選擇220 kV母聯回路測量用電流互感器的準確級為0.5。

4.2 保護用電流互感器的準確級

繼電保護用電流互感器的準確級，是以額定準確限值一次電流下的最大允許復合誤差的百分數來標稱的，標準準確級有5 P和10 P。

繼電保護用電流互感器在其額定頻率和額定負荷下，產生的電流誤差、相位誤差以及復合誤差應不超過規定限值。其中，5 P級的復合誤差≤5%，10 P級的復合誤差≤10%。

對于發電機主回路、變壓器主回路、220 kV及其以上電壓的線路由于波形畸變較小，宜采用復合誤差較小的5 P級電流互感器。其他回路可采用10 P級電流互感器。恰木薩水電站220 kV母線短路電流為15.1 kA，母線額定電流按照本電站最大負荷計算（最大穿越功率與本電站裝機容量之和）In=（425+203）/0.85/1.732/242=1762.7 A，初步選擇額定準確限值系數Kz=10。

5 P類電流互感器性能一般選擇驗算

電流互感器的額定準確限值一次電流Iz應大于保護校驗故障電流Ib，必要時，還應考慮互感器暫態飽和影響，即準確限值系數Kz應大于KKz。（K為用戶規定的暫態系數，Kz為故障校驗系數）。本電站保護校驗故障電流Ib按母線最大短路電流15.1 kA確定，由于Iz=10×2500A=25kA，則Iz＞Ib；考慮到互感器暫態飽和影響，K取2，由于Kz=10，而Kb=15.1/2.5=6.04，則Kz=10＜KKb=2×6.04=12.08不滿足要求，因此需修正額定準確限值系數為15才能滿足要求。

6 結語

本文在對恰木薩水電站電流互感器的基本參數進行選擇時，著重考慮了本工程220 kV母線上的前、中、后期穿越功率對母線電流的影響，進而影響到電流互感器的各參數的變化，因此，在進行電流互感器的選擇時，應根據工程實際情況，充分考慮其所在回路額定電流的變化。最后，本文對電流互感器進行了一般驗證，根據驗證數據對額定準確限值系數進行了修正，以滿足規范要求。

[1]DLT866-2004電流互感器和電壓互感器選擇及計算導則[S]．

[2]沙玉洲,袁 韜,王 騫,等.電流互感器技術參數選擇問題的探討[J].電力系統及其自動化學報,2009,21(2):126-128.

[3]劉隨生.中壓電流互感器主要參數選擇[J].電力與能源,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

馬威鋒（1984-），男，工程師，從事水電站電氣設計工作。