電流互感器安裝位置對繼電保護功能的影響分析

繆金龍

（國投宣城發電有限責任公司 安徽宣城 242000）

電流互感器安裝位置對繼電保護功能的影響分析

繆金龍

（國投宣城發電有限責任公司 安徽宣城 242000）

根據提供的對電氣設備配置的繼電保護，來研究電流互感器在設備上由于不同的安裝位置而產生的不同保護功能，這可為電廠對安裝繼電保護設備這一情況提供一定的幫助。隨著經濟的發展和社會的進步，電流互感器在電力行業的應用范圍也逐漸增大。在本文中，筆者將結合實際情況，闡述互感電流安裝位置對繼電保護功能的影響，望能給相關行業的人員帶來幫助。

電流互感器；安裝位置；繼電保護

1 引言

近幾年來，我國的國民經濟與電力行業的發展之間的關系越來越緊密，對電力行業的發展的依賴性也越來越大，所以，電力行業成了現階段熱點行業。在電力行業中，繼電保護占據著主導地位，它關系著電力能否正常運行；同時，在遇到突發事故時，繼電保護作用可以及時的迅速將事故診斷出來并進行準確的切除，也避免了故障元件受到持續損傷，確保剩余元件能夠正常工作。現階段，電力行業主要是依靠電流互感器來獲得繼電保護電氣量，確定一次繼電保護電氣量則是通過二次回路的途徑，通過此種方式來控制一次設備。

2 電流互感器概述

近幾年，我國的科學技術迅速發展，同時也擴大了電流互感器的使用范圍和功能。換句話說，電力系統的電流的測量以及繼電保護系統的核心都是電流互感器。所以，電流互感器的運行程度決定著電流測量數據的準確性以及繼電保護作用的穩定性。一般情況下，電流互感器的一次側極性的安裝在圖紙中沒用明確的規定，所以，在具體的安裝過程中，安裝人員往往會忽略如何正確安裝電流互感器一次側極性，也就回隨意進行安裝，從而不能體現出電流互感器正確安裝的重要性。當電流互感器不能正確安裝時，往往會造成相應事故的發生，這將引起停電范圍擴大的不良后果。為更明了的解釋這一原理，筆者將差動保護作為典例進行解釋。

如果是在線路中接入有母線和變壓器組成的一個節點，并且電流互感器的極性接入完全正確，故障發生在差動保護范圍內并且能夠正常運行，此時的差動電流就為零。如果k支路電流并不存在于差動回路中，那么故障發生在差動保護的范圍外并且能夠正常運行時，這時的k支路電流變為Ik。如果電流互感器在差動回路中接入k支路的極性錯誤，那么故障發生在差動保護范圍之外并且能夠正常運行時，那么此時電流變為k支路的2倍。當差動電流值變為比動作值大時，就容易使得差動保護發生錯誤動作。

由此可以明顯看出，電流互感器的安裝方式及極性的確定對繼電保護系統有著緊密的聯系，所以，電流互感器的安裝方式是不可忽視的。

3 電流互感器在繼電保護中的作用

電廠經常通過對電力設備正常運行情況的監督以及測量的方式，來確保電力系統能夠既經濟又安全的運行。但是，在一般情況下，一次高壓設備不能夠直接接上普通的繼電保護裝置和進行測量，若想實現接入一次換為合適的小電流，這樣就可以實現繼電保護裝置以及測量儀的正常使用。這就是電流互感器的作用，具體就是電流互感器將一次設備的大電流變換為二次回路的小電流。電流互感器產生的電流大小以及變化可以使得繼電保護裝置感受到，并使之進一步作出相應的判斷，來實現對電力系統中某些元件的切除。這就是電流互感器在繼電保護系統中起到的實際作用。

4 電流互感器安裝位置對繼電保護功能的影響

電流互感器的電流的變換性質以及繼電保護系統的動作受電力系統中電流互感器的安裝位置的影響。電流互感器正確進行安裝就會確保繼電保護系統能作出正確的動作，若是電流互感器未能正確的進行安裝，由于位置的不恰當就會造成繼電保護系統出現錯誤動作和沒有動作的不良后果。在下文中，筆者將根據電流互感器的兩條不同的安裝位置的出線（見圖1）作為實例進行詳細的分析。

圖1 出線

圖1是兩條不同安裝位置出線示意圖，出線1指的是在-2隔離開關以及出線斷路器之間進行電流互感器的安裝；出線2指的是在-1隔離開關以及出線斷路器之間進行電流互感器的安裝。確保兩條出線的保護設施是相同的，全部都為電流的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段保護和過負荷保護或者低頻保護以及母差保護等。若是在斷路器和電流互感器的中間發生短路情況時，在出線1上，由于母差的進行保護時的動作時間很短，就會使得首先發生母差保護動作，從而母線上所有的斷路器都會跳開，進而切除故障，該出線1上的保護裝置由此啟動。在出線2上，由于是在電流互感器的保護線路旁側發生故障，并不在母差的管理保護范圍之內，所以母差產生的效應不會發生，而是啟動出線2上的電流保護，產生的動作就是出線2上的斷路器首先跳開，由此切除故障。

雖然出線1和出線2發生的故障的性質和位置相同，但是對故障的產生的保護動作卻不一樣。出線1產生的是母差動作保護，在切除故障的同時也將母線上沒有發生故障的線路進行了切除，這將造成停電范圍擴大的惡劣后果；出線2產生的線路動作保護，只是切除了出線故障的線路，在切除故障的同時，并不會造成影響其他線路不能正常運行的后果。

從上文的兩種出線的總結可以比較出，出線2的電流互感器的安裝位置的優勢更明顯，但是在具體的實際情況中，由于故障的發生點具有不確定性，若是在出線2上，在電流互感器和斷路器的中間發生故障，出線2在發生線路保護動作之后，出線2的斷路器就會跳開，但是這病沒有將故障進行切除，發生的故障依然存在兩者之間，若是想解決這一問題，只能通過母線的進線斷路器的保護動作來進行故障的切除，由此可以使得故障的時間延長，就會造成故障電流流進電氣設備的時間加長。

變壓器的保護情況，也會受到由于電流互感器的安裝位置的不同而產生保護性能不同的影響。下列的圖2和圖3分別為相關設備和變壓器的一次系統的示意圖，圖2中，在高低壓斷路器和變壓器中間即（-1，-2）安裝主變高低壓側電流互感器，而在圖3中，在高低壓斷路器和斷路器外側的隔離開關中間即（-3，-1）安裝主變高低壓側電流互感器。這兩種方式的主變保護設施配置一樣，都是起到電流保護和過負荷保護以及瓦斯保護等作用。

圖2 變壓器系統1

圖3 變壓器系統2

若在-3隔離開關和高壓斷路器中間發生故障時（如圖2～3），在變壓器系統1中，由于是在主變高壓側電流互感器的外側發生故障，這不在差動的保護范圍內，所以差動保護不會做出相應的動作，因此一般都是采用主變電流的保護動作的出口以后切除高低壓斷路器的方式來處理故障，這就使得加長了處理動作的時間；而在主變系統2中，是在主變差動的保護范圍內發生故障，所以當故障發生時，會立即發生差動保護動作并且及時出口，緊接著就使得高低壓斷路器跳開，這種方式發生動作時所需的時間短，對產生古箏的設備和電器系統的影響相對較小。

通過上述的總結和比較，可以明顯看出，安裝電流互感器的位置采用主變系統2更合適，雖然主變系統2的差動范圍比主變系統1的差動范圍大，但是同時使得在保護時發生錯誤動作的概率增大。這是因為在進行差動保護時，動作發生的時間一般沒有固定的限制，斷路器也不會發生重復合閘。若是發生的是瞬時型的故障類型，在發生差動保護動作時，此時主變不會發生重合的跳閘，就會使得主變的繼續供電作用減弱甚至失去。

5 總結

電流互感器的安裝位置的不同對繼電保護系統的影響也不盡相同，不同的安裝位置存在各自的優勢和劣勢。在具體的實際情況下，電流互感器的安裝位置還要考慮電廠的自身系統的運行方式、所處的地理特征、周圍環境狀況，故障發生的概率也對電流互感器的安裝位置有著一定程度的影響。

[1]王睿博.CT安裝位置錯誤引起主變差動保護動作原因分析[J].內蒙古石油化工，2011（18）：122.

[2]沈詩佳.電力系統繼電保護及二次回路[M].北京：中國電力出版社，2007.

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2016-4-20