分析電流互感器安裝位置和方向對繼電保護功能的影響

李騰飛

摘 要：在電力運行過程中，繼電保護起著至關重要的作用，當電力系統發生故障時，能夠及時地切除故障元件，保護元件免受損壞，保證電力系統的安全、可靠運行。而電流互感器對繼電保護功能發揮重要的作用，依靠互感器才能取得繼電保護電氣量，而且一次設備的控制也要依靠繼電保護來完成，電流互感器的安裝位置對繼電保護功能有較大的影響。本文首先探討了繼電保護與電流互感器之間的關系，第二部分分析了電流互感器安裝位置對繼電保護功能的影響，最后以500KV為例，進一步探討了電流互感器安裝位置和方向對繼電保護功能的影響。

關鍵詞：電流互感器；安裝位置；繼電保護；影響

1 繼電保護與電流互感器之間的關系

為了確保電力系統的安全、經濟運行，需要對設備的運行狀況進行實時的監控和測量。作為電力繼電保護系統的重要組成部分，電流代表了電流互感器的運行特性，它直接關系著繼電保護裝置的運行可靠性。在電流互感器的安裝過程中，雖然在設計圖紙中沒有體現出電流互感器一次側極性端的安裝位置標準，但是在實際的安裝中我們要確保CT一次側極性的正確安裝，以免引起主變差動保護誤動，導致事故停電范圍擴大。

2 電流互感器安裝位置對繼電保護功能的影響

電流互感器轉換電流的性質和繼電保護裝置的動作都是由電流互感器在電力系統中的安裝位置來決定的，正確的安裝位置是保證繼電保護裝置正確動做的基礎，如果電流互感器的安裝位置有誤，則會造成繼電保護裝置的誤動或拒動，電力系統的安全運行得不到有效的保障。圖1所示為不同的安裝位置的出線圖：

從上圖的兩條線路出線圖可以看出，出線Ⅰ電流互感器安裝在了出線斷路器和-2隔離開關中間的位置，出線2電流互感器安裝在-1隔離開關和出線斷路器的中間部位。通過對比可以看出，兩條出線的保護配置是一致的，都是有母差保護、電流Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段保護以及過負荷保護等。在斷路器與電流互感器之間位置出線故障的情況下，則出線Ⅰ線路上的保護裝置會被啟動，由于母線差保護動作的時限較短，因此母線差保護先動作，跳開母線上的全部斷路器，這樣一來，故障就被有效地切除了。對于出線圖2來說，由于電流互感器保護的線路側是故障的發生位置，超出了母差保護的范圍，所以此時母差保護不會被啟動，這時線路上的電流保護會啟動，動作出口跳開線路2上的斷路器，通過此方式故障被切除。

在圖2的一次系統圖中，在變壓器和高、低壓側電流互感器之間安裝有電流互感器，而圖3中的電流互感器安裝的位置為斷路器外側兩個開關之間。兩個主變電流互感器具有相同的配置。

在圖2、圖3中，如果-3隔離開關與高壓斷路器之間發生故障時，由于變壓器系統1故障超出了差動保護范圍，所以不能通過差動保護，需要在主變電流的保護作用下將高、低壓斷路器切除，這種方式的動作實踐較長；而主變系統2的故障發生位置可以通過主變差動保護進行故障的切除，而且動作比較迅速，需要的時間少，對系統的其他設備不會造成影響。因此對比兩種主變系統可以看出，主變系統2更具優勢，其具有較大的差動保護范圍，但是存在的不足是出現保護誤動的幾率較大。

3 以500KV為例電流互感器安裝位置對繼電保護的影響

如下圖所示為500KV變電站3/2開關的接線圖，圖中的第5串為不完整串，第一串是線路的變壓器串，第二串為線線串。

3.1 變TA的P1朝向及二次繞組套裝位置的影響分析

在5021TA出現外絕緣閃絡的情況下，故障點的位置在保護動作的區域內，此時南I回線兩端的線路就會做出保護動作，對側開關以及本側5021、5022都會發生跳閘，這樣一來故障就得到解除。

3.2 中TA的PI朝向及二次繞組套裝位置的影響分析

當外絕緣閃絡出現時，5022TA的故障點就位于西線線路保護動作范圍內，則本側的5022和5023就會發生跳閘，對側的開關也會跳閘，但是還需要5022開關的死區保護才切除故障，這樣一來故障的范圍就會增大，影響的區域擴大，并且增加了故障切除的時間，不利于系統的穩定運行。5022TA的P2側朝向Ⅱ母線側，當其出現外絕緣閃絡時，故障位置在南I回線保護區域范圍內，故障可以在短時間內被切除，因此3/2開關接線的中開關的TAP1側應該朝向中開關，這樣能夠減少TA與中開關間的死區，縮短故障切除時間，使TA外絕緣閃絡快速被切除。

4 結語

電流互感器在機電保護中發揮至關重要的作用，其不同的安裝位置也會對繼電保護功能造成一定的影響，不同的安裝位置有自身的優缺點，因此在實際的運行中，要根據變電所的實際位置、周圍環境、故障發生的概率以及系統運行方式等諸多因素來綜合考量，還要充分考慮到故障對設備和系統造成的影響和范圍等因素，再選擇合適的安裝位置和朝向，盡量減少故障時間，降低影響區域，確保系統的穩定運行。

參考文獻：

[1]黃政，王正洪.關于水電廠變壓器電壓調整方式選擇的探討[J].貴州水力發電，2010.