電流互感器飽和引起的保護誤動分析

張陽　李小惠

摘要：在電力系統中，當10KV線路發生過短路故障故障時，通常利用電流互感器二次電流啟動保護動作，通過斷路器斷開故障線路，而電流互感器飽和將可能引起保護誤動和拒動，引發電力系統安全事故。

關鍵詞：電力線路；短路CT飽和；實例分析

0引言

隨著我國電力工業的飛速發展，電力系統裝機容量日益增加，電網的電壓復雜性日益增高，對電網運行的安全性和可靠性要求也越來越高，因而繼電保護及安全自動裝置的制造和運行技術越來越重要，轉變成為保障電網可靠穩定運行的重要技術手段。在電力系統運行時，變電站高壓輸電設備對繼電保護二次回路，計算整定基礎、保護出口動作可靠性提出了更高的要求，在繼電保護所用到的電流互感器參數選擇及特性校核要求并不是很高也沒有得到重視，所以，在變電站常常會發生由于電流互感器因為參數特性異常引起的保護裝置誤動或者拒動。

1事故經過

2013年5月18日，天氣條件惡劣，公路兩側樹木有的已被大風刮斷，35kV小界變電站10kV線路遭到樹倒砸線，該線路速斷保護未跳閘；同時該35kV變電站主變低壓側后備保護101斷路器速斷保護也跳閘（重合閘不投），造成35kV變電站10KV I段母線失壓。

發現事故后調度人員立刻電話通知供電所人員到線路上巡線，搶修線路，檢修保護人員到變電站現場查看保護裝置裝置，從定值的配置分析，保護的定值是滿足選擇性的，即10千伏線路電流定值過流一段為9A 0S，過流二段為4A 0.5S。101后備保護定值為過流一段10A0S過流二段為4A1S,當10kV故障發生在線路首端約為線路全長的20%-50%故障時，產生短路電流流過保護安裝處達到定值和時間設置，該線路瞬時速斷保護動作跳閘切斷故障電流；當10kV線路故障時，應該由本條線路瞬時過流保護動作。主變低壓側后備保護101斷路器保護作為主變的低后備保護，如果當發生10KV母線短路或者接地故障、10kV線路保護裝置拒動時才作用跳閘。明顯，35KV主變低壓側后備保護101斷路器保護跳閘屬于動作正常。分別對該10KV線路保護裝置及主變低壓側后備保護101斷路器以及保護裝置絕緣、保護裝置開入開出、開關機構防跳、回路電阻、按照圖紙檢查二次接線進行了詳細細致的檢查。發現保護裝置的CPU采樣、跳閘邏輯、保護定值、及保護出口均正常，裝置及二次回路絕緣及直流電狀況良好。

2事故分析

該線路投運時曾做CT伏安特性校核，以前此條10KV線路也曾經有保護速斷動作均正確動作，2010年1月份該線路因負荷增長更換了電流互感器變比，由原來的變比30/5更換為75/5，未做CT伏安特性測試。

保護工作人員馬上對該條線路的CT作伏安特性測試，從出伏安特性試驗曲線看，主變低壓側后備保護101斷路器的電流互感器變比為600/5，它的伏安特性滿足要10%的誤差范圍，而裝在該10kV線路上的電流互感器變比為75/5，它的伏安特性不滿足要求誤差范圍超過10%，通過電抗標幺值重新計算了該條10kV線路故障最大短路電流要達到4000A，即在20倍額定電流內的變比伏安特性測試誤差范圍超過10%,說明該線路電流互感器伏安特性告訴我們并沒有達到要求。在發生故障時該線上的電流互感器誤差會變大，線路CT始終處于飽和狀態,二次電流發生畸變。

當CT在飽和的情況下,互感器一次電流全部轉化為互感器的勵磁電流,二次電纜傳輸電流幾乎變為零,致使保護裝置采集模塊不能采集到故障電流, 不能正確反映故障，保護出口不動作開關不跳閘。由勵磁電流是引起電流互感器的誤差主要原因,在電流互感器常規運行狀態時勵磁阻抗很大,所以勵磁電流十分小所以誤差幾乎為零是可以忽略不計的。

當電流互感器通過的穩態對稱短路電流產生的二次電動勢超過一定值時，互感器鐵心將開始出現飽和。這種飽和情況下的二次電流特點是：畸變的二次電流呈脈沖形，正負半波大體對稱。對于反應電流值的保護，如過電流保護和阻抗保護等，飽和將使保護靈敏度降低。

3采取措施

洛寧供電公司更換了不滿足伏安特性要求的電流互感器。開展了電流互感器專項試驗工作,在開展的基礎上，根據各個變電站各條線路的短路電流，選擇變比相適應的電流互感器，當短路發生時減少飽和情況的發生，降低保護誤動的可能性；同時對于短路電流特別大的開關線路采用一次連接部分進行短接線和CT并聯進行分流，進行分流減少單項CT運行負荷，所以電流互感器的等值容量增大一倍，變比可以在后臺數據庫中調整成原來兩倍保持變比正確性；還可以通過提高飽和電流倍數能力強的的電流互感器，其伏安特性性能較高，抑制勵磁電流的增加。在新變電站投運中，重視電流互感器伏安特性校核工作，可能地調110KV電網結構方式變化，短路電流的增大，變電站綜自改造后引起二次負載電阻的增大或減小，以上情況，未及時做到校核更換的電流互感器，就會出現不滿足CT伏安特性誤差范圍要求，，在發生短路故障是保護裝置就可能出現拒動和誤動的情況。在以后的工作中，不管是110KV還是35KV電壓等級中，無論主變主保護比率差動還是主變后備保護以及線路保護，只要有電流互感器就必須對其做到嚴格校驗電流互感器伏安特性，切切實實做好反措工作，做到防患以未然。endprint