一起因CT飽和引起的保護異常動作分析及風險防范措施

王勛江 郝越 王其林 馮宗建

（深圳供電局有限公司， 廣東深圳 ?518000）

摘要 隨著電力系統的不斷發展，系統的容量越來越大，輸電電壓升高，使得系統的時間常數變大，從而故障的暫態特性時間延長，而主保護對時間的要求越來越快，主保護的動作行為是在暫態過程中完成，因此對CT的暫態特性要求越來越高。本文分析了一起因CT飽和引起的保護異常動作事件，并根據分析過程中發現的問題，提出了更換CT、更換保護、兩組相同組別CT串聯使用等改進措施。

關鍵詞：CT飽和;線路差動保護;母差保護

1 ?110kV花廈線故障跳閘事件分析

1.1事件經過

2016年11月20日09點32分41秒，110kV花廈線發生C相接地故障，110kV崗廈側110kV花廈線零序過流I段、電流差動、距離I段、零序過流II段，距離II段動作跳開花廈線開關。

1.2保護動作情況分析

1.2.1花廈線動作情況分析

110kV花廈線發生故障后，110kV崗廈站側保護測得C相故障電流為48.48A，保護動作跳開110kV花廈線開關，一次動作電流為7.2kA（二次折算，變比750/5），流過220kV中航站#3主變變中中性點一次故障電流為12.1kA（20.24A*600）。

結合110kV崗廈站110kV花廈線保護錄波圖可以發現，故障發生時C相電流波形嚴重失真，從開始采樣大概5個點（每個周波24個點，線性傳變區約4.1ms）之后出現非線性傳變，且過零點提前，可判斷為CT飽和典型特征。根據南瑞繼保廠家答復，RCS-943保護裝置小CT在二次電流小于100A時（按一次電流折算，本次二次故障電流約81A），裝置小CT可正常傳變，可確定是110kV花廈線CT飽和。

1.2.2崗廈站110kV母線差流電流分析

正常運行時#2主變變高一次負荷電流大約為60A，相對于故障電流可忽略不計。此處分析110kV崗廈站110kV 2M母線差動電流可只考慮110kV面廈II線及110kV花廈線故障電流作為分支電流。

母線差動保護動作條件為：

即Id>KId

公式中K值為比例系數。

圖表2中，Id與Ir為110kV花廈線Ic與110kV面廈II線Ic作為分支計算出的2M差流與制動電流。為方便觀察，取K1為比例系數K減去0.5后的值。

從圖表2中可以看出，故障期間制動系數K值大于0.5（南瑞繼保母差保護小差低值0.5，大差低值0.3）共出現三次，其中持續時間最長一次為8ms（圖中光標之間時差），差流能滿足差動保護動作條件，且持續時間在差動保護動作范圍附近。

雖然差流滿足條件，但母線差動保護配置有同步識別法（長源深瑞）、自適應阻抗加權抗TA飽和法（南瑞繼保）等抗TA飽和方法，在暫態條件下，區外故障時，只要CT傳變存在3ms（本次故障約4.1ms）以上的線性傳變區，差動保護即能夠可靠不動作。值得注意的是，以上抗CT飽和方法閉鎖母差保護周期為每個半周波，當故障由區外轉區內時，母差保護能可靠動作。

1.2.3區外故障時110kV花廈線保護誤動風險分析

110kV花廈線兩側開關均在合位運行時，若發生110kV花廈線區外故障，110kV花廈線將流過穿越電流，110kV崗廈站側CT飽和，則110kV花廈線兩側將感受到較大差動電流。以本次故障穿越電流計算，二次差流有效值約能達到33A（實際二次電流81A減去飽和后崗廈側花廈線保護感受到二次電流48A），此時兩側穿越電流類似于本次故障中110kV崗廈站110kV花廈線與110kV面廈II線（蓮花山側花廈線）電流，此時制動系數大于0.75持續時間大約為6ms，在此延時下，工頻變化量差動元件可能動作。

2結論

1.區外故障時，在本次故障情況下，110kV崗廈站母差保護無誤動風險（110kV崗廈站將加裝母差保護）;

2.區外故障時，在本次故障情況下，110kV面廈II線差動保護無誤動風險 ;

3.110kV花廈線CT存在保和現象，若運行方式為花廈線兩側合位，此時發生區外故障且故障電流過大時，則110kV花廈線有誤動風險。

3防范措施

1.110kV崗廈站GIS保護用CT最大變比為750/5。CT變比過小，建議酌情更換全站CT。

2.對于負荷密集、供電可性要求較高的地區，可優先考慮將RCS系列保護逐步更換為PCS系列保護。

3.現場檢查尚有保護用CT備用組別，可將該備用組別與現有組別串聯使用，將CT拐點電動勢增加一倍，提高CT抗飽和能力。

4結語

CT暫態特性問題越來越受到關注和重視，除本文中提及的通過合理的選擇一次CT、選擇具備抗飽和邏輯的保護、將兩組相同的CT繞組串聯使用外，現實生產中，還可根據實際情況，以減小二次負載、選用TP級暫態特性更優的互感器等手段來解決CT飽和問題。 如何更好地消除CT飽和帶來的系統風險，是需要我們根據生產實際、科學調研去持續改進的一個重要課題。

參考文獻

[1]電網調度自動化廠站端調試檢修 國家電網公司人力資源部組編 中國電力出版社. 2010.12

作者簡介：

王勛江，男，1988年出生，雙學位學士，工程師，南方電網技能專家。

郝越，男，1987年出生，雙學位學士，工程師，深圳供電局巡維中心安全監督員。

王其林，男，1978年出生，碩士研究生，高級工程師，南方電網特級技能專家。

馮宗建，男，1985年出生，高級工程師，南方電網技能專家。