电流互感器的分析与处理

　　电流互感器是电力系统的关键构成部分，本文通过对香海热电厂电抗器差动保护误动作调查分析，找出了原因及处理方法。

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　　一 事情经过

　　2011年7月，大连热电集团香海热电厂运行中启动4#给水泵，3#电抗器差动保护动作，3#电抗器跳闸。对3#电抗器及其所带的负荷6KVⅢ段母线及6KVⅢ段所带的电动机等设备绝缘、接地电阻值、相间电阻值以及6KVⅢ段母线一次和二次回路及保护装置进行了检查，均未发现异常。对差动保护电流互感器(CT)进行试验合格，检查发现型号不匹配，经分析确定为导致电抗器误跳闸的原因。

　　二 原因分析及对策

　　1.稳态特性分析

　　大连热电集团香海热电厂3#电抗器差动保护两侧CT进行试验，得出的试验数据及结果如下：

　　(—)香海3#电抗器631侧互感器试验记录

　　(1)型号

　　3#电抗器差动保护631侧的CT是大连第一感器有限责任公司生产的LZZBJ9-10A4G型号互感器,等级0.5/5P20, 额定负载60VA，变比1500/5。

　　(4)结论：合格

　　(1)型号

　　3#电抗器差动保护631侧的CT是大连第一感器有限责任公司生产的LZZBJ9-12A4G型号互感器,等级0.5/1P10, 额定负载40VA，变比1500/5。

　　(2)伏安特性

　　(3)10%误差曲线及数据

　　(4)结论：合格

　　经试验测量两侧CT均合格，稳态误差控制在10%误差范围之内，即稳态特性满足要求。

　　2.暂态特性分析

　　对于保护用CT，其性能的基本要求是在额定一次电流下误差不超过规定值，在一定短路电流下误差在规定限度内。运行中CT的暂态特性会受到短路电流及其非周期分量，一次回路时间常数，CT工作循环及经历时间，二次回路时间常数等影响。

　　(1)短路电流中通常含有周期分量(对称分量)和非周期分量(直流分量)两部分。对互感器特性有严重影响的是其中的非周期分量。非周期分量的大小取决于故障发生瞬间的相位角。

　　(2)短路电流非周期分量衰减时间常数对CT暂态过程有重要影响。该时间常数由该短路支路的电感与电阻之比确定。

　　(3)规定工作循环

　　为确定CT的暂态特性需要规定CT在故障时的工作历程及有关时间。工作循环通常分为单次通电和双次通电两类。前者对应于一般故障过程，后者对应于有重合闸的过程。

　　(4)二次回路时间常数

　　CT二次回路时问常数除个别类型(如TPZ)有明确规定外，一般是根据互感器特性要求由制造厂优化确定。

　　目前,按GB 1208-1997生产的P类CT对剩磁无限制，在系统故障或实验后，其铁心会残留剩磁，剩磁是产生不平衡电流和导致差动保护误动的重要原因，会使CT在励磁曲线上的起始工作点发生变化，加重铁心的饱和程度并缩短饱和时间。当剩磁与短路电流暂态分量引起的磁通极性相同时，会加重二次电流的畸变，导致互感器可能在一次电流远低于正常饱和值时即过早饱和。

　　剩磁一旦产生，在正常工况下不易消除。因正常运行电流的小磁滞回线不易消除剩磁。通常情况下，剩磁在铁心中一直保留到有机会去磁时才能消除。

　　对于不同准确级的CT误差规定不同。对于5P等级的CT，复合误差在5%，10P等级的CT复合误差在10%。

　　则对于差动保护的暂态不平衡电流比稳态时大得多。差动保护广泛使用的是P级CT，对P级CT规定允许稳态误差不超过10%，暂态误差必然要超过稳态误差，差动保护使用5P级CT(复合误差由10%降为5%)是有效对抗CT饱和的措施之一。

　　大连热电集团香海热电厂4#给水泵额定电流为276A，启动瞬间最大启动电流达1800A，对系统造成冲击。由于3#电抗器差动保护其中一侧CT为10P等级，误差等级较高，随着设备的使用老化及绝缘降低，长时间运行没有进行去磁，不平衡电流达到了差动保护的动作值，保护误动作。

　　3.措施

　　做为保护用的CT，要保证继电保护及自动装置的可靠运行。要考虑当系统无故障时，不误动，系统出现故障时，继电保护装置能正常工作，不致因为饱和及误差带来误动或拒动。

　　为了减小差动保护装置的不平衡电流，可采用下述方法尽量降低CT的二次负荷阻抗：

　　(1) CT二次回路内应尽量不接其他继电器和仪表;

　　(2) 连接导线尽量缩短;

　　(3) 两组CT的型号尽可能相同(或伏安特性相近)，并且负荷应对称。

　　对于运行年数较久的CT，要加强定期的试验检查。

　　三 整改及效果

　　经现场试验分析，香海热电厂将3#电抗器差动保护两侧的CT均换为大连北方互感器生产的LZZBJ18-10/185h/2型CT，等级为5P15，40VA。将其换上后，消除了安全隐患，保证了系统安全、可靠运行，运行至今未再发生过差动保护误动作情况。

　　参考文献

　　【1】.袁季修，族和乐，吴聚;保护川电流互感器应用指南;北京:中国电力出版社2003

　　【2】DI/T866-2004 电流互感器和电压互感器选择及计算导则，北京：中国电力出版社，2004

　　【3】袁季修，盛和乐，吴聚业.保护用电流互感器应用指南.北京:中国电力出版社

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