變電站電流互感器額定容量選擇

崔強 閆志杰 常智華 趙銀菊

摘 要：繞組額定容量是電流互感器重要參數之一，以某220kV智能變電站為例，明確電流互感器二次負荷計算中的參數取值，對保護、測量及計量回路二次負荷進行詳細計算，選擇合適的繞組容量，并與國網公司頒布的通用設備參數進行差異比較。該方法對于工程設計中電流互感器二次負荷計算以及正確選擇繞組額定容量具有參考作用。

關鍵詞：電流互感器（CT）；合并單元；二次負荷；通用設備；通用設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.156

1 變電站概況

變電站采用《國家電網公司輸變電工程通用設計110（66）kV～750kV變電站分冊（2011年版）》220-A1-1方案，建設規模：主變壓器3×240MVA，電壓等級220/110/35kV。220kV出線8回，110kV出線12回，35kV不出負荷線。220kV、110kV均采用雙母線單分段接線。

2 CT二次負荷計算

2.1 CT配置情況

變電站220kV及110kV系統采用氣體絕緣金屬封閉開關設備。110kV系統存在關口計量點，故CT配置計量專用繞組，220kV系統測量、計量共用CT繞組。

CT配置：220kV出線間隔4個二次繞組，精度5P/5P/0.2S/0.2S；110kV出線間隔3個二次繞組，精度5P/0.2S/0.2S。二次電流額定值均為5A。

2.2 合并單元電流回路功耗

該站為智能變電站，220kV及110kV系統保護、測控裝置、故障錄波等裝置電流均為SV數字量采樣，而SV是合并單元直流電源驅動的光信號[1]，所以均不作為CT繞組二次負荷統計的范疇。其二次負荷僅決定于該繞組所接合并單元的數量及功耗。220kV間隔配置獨立的合并單元，110kV間隔配置合并單元智能終端集成裝置。每個CT繞組只接一套合并單元。

合并單元電流回路功耗參考南瑞繼保、四方、許繼、南自四大保護廠家裝置，當二次額定電流為5A時，220kV、110kV合并單元電流回路功耗0.5～1VA/相，以下按1VA/相計算。

2.3 CT二次負荷計算

根據DL/T866-2015《電流互感器和電壓互感器選擇及計算規程》（以下簡稱規程），CT二次負載按下式計算：

（1）

式中：Kmc為儀表（保護裝置）接線的阻抗換算系數，按規程表10.1.2、表10.2.6[2]選取；Zm為儀表（保護裝置）電流線圈的阻抗，Ω；Klc為連接線的阻抗換算系數，按規程表10.1.2、表10.2.6[2]選取；Zl為連接導線單程的阻抗，Ω，可忽略電抗，僅計及電阻；Rc為接觸電阻，Ω，可取0.05～0.1Ω，本計算取0.1Ω。

其中： （2）

式中：L為連接導線（電纜）長度，m；A為連接導線截面，mm2。

CT二次負荷S=I2×Zb （3）

式中：I為CT額定二次電流，A。

2.3.1 220kV CT二次負荷計算

220kV各間隔CT每個繞組只接1個合并單元，合并單元就地布置在匯控柜內，功耗1VA，內阻0.04Ω，取I=5A，L=30m，A=4mm2。

經計算，測量回路S=6.75VA，保護回路S=10VA。

2.3.2 110kV CT二次負荷計算

110kV各間隔CT保護繞組、測量繞組均只接1個合并單元，二次負荷計算同220kV。110kV計量采用獨立CT繞組，常規模擬量采樣，以下僅計算計量繞組二次負荷。

取I=5A，按最遠間隔考慮L=150m，電纜截面A=4mm2；電子式電能表電流回路功耗參考值0.2～1.0VA，本計算取1VA，則表計內阻為0.04Ω。

經計算，計量回路S=20VA。

3 繞組額定負荷選擇結果及與通用設備參數差異

本工程CT繞組額定負荷選擇結果，以及與通用設備對比差異見表1。

4 結論

本文通過對某220kV變電站CT繞組二次負荷的計算和額定容量的選擇，可得到以下結論：

（1）CT二次負荷大小主要取決于互感器與測量表計、保護裝置之間的連接電纜長度及截面[2]。

（2）智能變電站110kV及以上電壓等級保護、測控裝置采用經合并單元數字采樣方式，合并單元就地布置在智能匯控柜中，連接導線較短，二次負載較小，通用設備繞組額定容量參數一般滿足工程要求。

（3）當110kV系統設關口計量點時，電流互感器增加計量專用繞組，計量表計采用模擬量采樣，連接導線較長，通用設備繞組額定容量可能不滿足工程要求，應進行計算明確。

參考文獻：

[1]江香云，毛勇.智能變電站電流互感器容量選擇[J].電氣時代，

2012（09）：54，55.

[2]國家能源局.DL/T 866-2015 電力互感器和電壓互感器選擇及計算規程[M].北京：中國計劃出版社，2015：36-40.