智能变电站电流互感器的优化配置分析

摘 要：当保护用电流互感器在运行中出现故障时，断路器的内部故障会出现保护死角，保护故障的修复就需要依靠有延时的失灵保护设备，如果失灵保护设备感受不到故障电流而没有启动，就会对整个电网的安全造成巨大的威胁。现有的智能变电站保护用电流互感器的配置方案存在一定缺陷，本文介绍了从保护用电互感器的配置方案、系统运行以及保护配置等方面提出对电流互感器配置问题的解决方案，以提要系统运行的稳定性与可靠性。

关键词：智能变电站；电流互感器；配置问题；解决措施

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.176

1 前言

电流互感器与保护用电流互感器是电流互感器中两种不同的使用功能。在同一台电流互感器上有时会同时兼有两种功能与用途。本文主要针对保护用电流互感器，作出相关探讨。

按照电流互感器的不同功能，测量用电流互感器的安装不能与电路中的高压回路直接连接，在安装中注意与测量仪表相配合，才能使测量用电流互感器能够稳定、准确的对线路中的电流量、电流功率与电能进行测量；保护用电流互感器的安装要注意与继电保护装置相互配合，这样，在电力系统的线路运行出现故障时，能够及时准确的将短路、电流过量等故障信息传递到电流保护与控制装置中。

2 电流互感器的配置方案中常见的问题

电力系统的继电保护的实现是由继电保护装置及其相关的二次回路所构成的一个整体进行工作的。而在继电保护装置的实际运行过程中，经常出现由于各种因素的影响，使得单套的继电保护装置退出运行，无法完成对电力系统的有效保护。主要影响因素有保护定值的修改、系统软件升级、合并单元发生异常等，当这些情况发生时，最为理想的状态就是区域故障内的双重化配置中的另外一套机电保护设备能够尽快的予以切除，保障线路安全。因此在现代的继电保护装置安装使用规定中对电流互感器的二次绕组的分配工作做出了明确的规定，以避免出现保护死角。

例如，在某一方案中，将继电保护的双重化配置保护没有按照规定安装在断路器的内部实现交叉重叠，当设备中的某一装置或者线路等出现突发故障，退出运行，就会在断路器的内部出现保护死角，直接对电网系统的完全运行造成影响。

在继电保护装置配置过程中还有另外一种情况，就是断路器的每侧，TPY 绕组只有一组，这种情况与上一问题类似。由于TPY绕组和5P绕组的分布与布置安排不合理，有时会导致另外一种更为严重的问题。就是设备的挂装检测对于这一部分的故障电流无法成功检测到，直接成为保护死角。这些问题在电网系统的实际运行中具有相当的普遍性，因此，加强保护用电流交换器的配置，就成为了电力系统安全运作的重中之重。

3 解决电流互感器配置问题的几点建议

3.1 加强工程设计的规范性

要解决目前形势下，电流继电保护中存在的问题，消除电力系统在发生故障时产生的保护盲区就应当从工程的设计中对保护用电流互感器的配置进行改善。在设计中配置一定数量的保护用电流互感器二次绕组，确保继电保护动作的快速与高效，电流互感器的各个绕组的分配要进行合理规划，减少保护死角[1]。规范电力互感器的配置方案。例如：在设计方案中增加一组TPY绕组，使原本两侧只有一组绕组的配置转变为有2组TPY绕组和一组5P绕组。将5P绕组安置在TPY绕组的内侧，使得保护器在设备的短路器区域能够完全交叉。在运行中，当其中任何一台保护器发生故障退出运作，甚至两台保护器都出现问题，断路器的内部故障也不会立刻出现快速保护死角。当断路器发生内部故障或者断路器拒动的时候，失灵保护都能够检测到故障电流的存在而进行动作。

3.2 合理安排电路系统的运行方式

对于已经建设完成的变电站来说，调整电流互感器的安装设置相对来说增加了电力系统的运行成本。因此可以从合理安排系统运行的方式来减少保护死角的出现。

例如，在实际操作过程中，当保护系统对故障的切除时间不能有效保障系统的稳定运行时，相互交叉配置的两台保护器其中的任意一台退出运行，就要停用该断路器。即当某一线路中的保护器退出运行时，该系统的母线则必须转冷备用。当间隔系统中的保护器发生问题，则需要将间隔系统所接的断路器需要转冷备用。这种措施的实施，可以对保护中产生的死角进行有效消除，但是也影响了系统运行的灵活性与稳定性[2]。

3.3 增加线路与变压器的保护配置

为避免断路器的每侧TPY 绕组只有一组的情况导致的保护死角的存在，可将线路保护与变压器保护内进行专门的保护故障死角的设备，用于加强对断路器与电流互感器之间的故障检测，增强对故障判定的敏感性。在实际操作中，当线路的保护动作开启后，系统中某台断路器的电流仍然高于固定值时，则判定为故障死区。

死去保护进过短延时切除与断路器相邻的所有断路器，同时，母线保护与间隔保护实现后，要加强对目前与间隔保护的改造，排除相关的运行问题，增加系统运行的逻辑性，以保障系统的长期稳定运行。此外，作为对常见问题的一种有效补救措施，可将断路器的保护电流的来源与断路器另外一侧的绕组相连接，这样就消除了保护死角的存在。这种方法的使用，能够有效解决保护死角出现的问题，但会使得保护的逻辑与算法变得更为复杂[3]。

4 总结

电流互感器的配置对电力系统的安全、监控、运输等问题都有着极为重要的影响，电流互感器的配置选择出现失误，将会使电力系统的电力计量与监控等环节出现问题，对供电的安全性与稳定性都造成影响。因此电流互感器的配置要严格依照国家规定的相关原则来进行，但在具体的实施过程中，受到各种人为与环境因素的影响，电流互感器的配置在电力系统中仍然存在着很多问题。需要要依工作经验与相关的操作方法对电流互感器进行完善与修理。

参考文献：

[1]李淮海，李峰，华小兵.全光纤电子式电流互感器的原理及应用研究[J].华东电力，2011（05）：41-44.

[2]赵曼勇，舒双焰，赵有铖.高压电网防保护死区电流互感器保护绕组的配置及反措[J].电力系统保护与控制，2010，38（05）：132-134.

[3]童悦，李红斌，张明明.一种全数字化高压电流互感器在线校验系统[J].电工技术学报，2010，25（08）.