变电站电流互感器二次回路分析

【摘要】文章主要讨论了电流互感器的一些基本知识,比如电流互感器二次绕组的位置,二次回路的接线对保护装置的影响等,并提出了一些合理化建议。

【关键词】电流互感器　二次绕组合　理化建议

0　引言

电流互感器的二次电流给继电保护及安全自动装置提供交流采样,为继电保护及安全自动装置提供最基本的逻辑信息。若电流互感器二次电流回路存在问题,将影响继电保护及安全自动装置的动作逻辑,导致继电保护装置不正确,造成恶性电网事故,同时还造成计量、测量装置的错误计算,造成不必要的经济损失。本文主要结合生产实际讨论了电流互感器的一些基本知识,比如电流互感器二次绕组的位置、二次回路的接线对保护装置的影响等,并提出了一些合理化建议。

1　电流互感器

电流互感器是电力系统一种将一次系统中大电流转换成二次系统的小电流的转换设备,由于一次系统的电压很高,电流很大,且电流互感器的运行参数各不相同,用以对一次系统进行测量、计量的装置和继电保护及安全自动装置无法直接接入一次系统,而电流互感器能将一次系统大电流进行隔离转换,使得继电保护及安全自动装置等二次设备能够准确安全的获得一次系统的电流信息,有效的保证电网设备的安全。

2　二次回路接地

电流互感器二次回路必须有一点接地,其原因是为了人身和二次设备的安全。如果二次回路没有接地点,接在互感器一次侧的高电压,将通过互感器的一、二次绕组间的分布电容和二次回路的对地电容形成分压,将高电压引入二次回路,高电压的数值决定于二次回路对地电容的大小。如果互感器二次回路有了接地点,则其二次回路对地电容为零,从而达到保证安全的目的。

在有电联系的几台电流互感器的二次回路上,比如母线保护和变压器差动保护,必须只能通过一点接地。因为变电站的接地网并非实际的等电位,任何两点之间都有电阻和电感,当故障电流流过变电站时,各点之间都存在较大的电位差。若有电联系的电流二次回路在变电站的不同接地点同时接地,地网上的电位差将窜入回路,形成不必要的分流。造成保护的不正确动作。

下面就举例说明两点接地对继电保护装置的危害。

图1为两相三继电器不完全星形接线,广泛应用于小电流接地系统中的过流保护。在图1中应将两个K2端在电流互感器本体短接后用一根导线引致保护屏后一点接地。而在图1中对于TA来说是通过两个接地点和接地网构成回路,若出现某一点接地不良,TA将出现开路现象,再者也增加了TA的二次负载阻抗。虽然在变电站中都使用截面不小于100mm~的裸铜排(缆)敷设成等电位接地网,并与主接地网紧密连接,但是在图2中D1接地点电位和D2接地点的电位并不是完全相等的,两点之间存在电阻和电感。当大电流接地系统发生单相或两相接地短路时,变电站的接地网中将流过很大故障地电流,使得变电站内各点的电位有很大的差别,将在D1和D2两者之间产生电位差,此时将在D1和D2两点之间产生电流,影响差动保护的正确动作。

3　合理分配电流互感器二次绕组

在实际工作中,要合理分配电流互感器的二次绕组,尽可能使各种保护范围最大化,避免其中一种保护退出时,可能出现保护死区。同时又要遵循国产多绕组的电流互感器的二次绕组保护使用原则:

(1)具有小瓷套管的一次端子应接在母线侧;

(2)母差保护的保护范围尽可能的避开电流互感器的底部;

(3)后备保护尽可能靠近电流互感器一组二次绕组;

(4)使用电流互感器二次绕组的各类保护要避开保护死区。

下面就以5绕组电流互感器为例说明电流互感器二次侧的接线顺序,其接线如图3所示。

在图3中L1为电流互感器的第一个绕组;L2为电流互感器的第二个绕组;L3为电流互感器的第三个绕组;L4为电流互感器的第四个绕组;L5为电流互感器的第五个绕组。在实际的工作中,应将Ll绕组接线路保护;L2绕组应接故障滤波;L3绕组接母线保护;L4绕组接测量回路;L5绕组接计量回路。这样使线路保护和母线保护相互交叉,即使其中一套保护出线故障也不会有保护死区。

4　母线及差动保护接地点的设置

《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》继电保护专业重点实施要求公用电流互感器二次绕组二次回路只允许、且必须在相关保护柜屏内一点接地。但是没有明确在保护屏上如何实现一点接地,因此在母线保护屏上,有的同志将变电站各支路的电流回路按图4所示实现串联接地,有的则各支路的电流回路按图5所示实现并联接地。

图4中将母线保护用的三个支路的电流二次磁回路的中性线串联后,引至保护屏的接地铜排实现一点接地。其实这种接线是不科学的,因为一旦总接地线压接不牢或脱落,将造成三组电流回路没有接地,再者当其中任一支路的电流互感器停运检修或者更换,也影响另外两支路运行的电流互感器中性线接地。图5中将母线保护用的三个支路的电流二次回路的中性线,分别引至保护屏的接地铜排实现一点接地,这样三个支路中性线分别接地相互之间互不影响,是科学的正确的接地方法。

5　结束语

电流互感器是电力系统中的重要设备,其二次回路的正确与否直接关系到计量装置、测量装置、继电保护及安全自动装置的正确运行,关系到电力系统的经济效益和社会效益,是继电保护工作者的关注重点。