電流互感器飽和引起保護誤動的分析及對策

隨著電力系統電網不斷升級改造，短路容量越來越大，電磁式電流互感器飽和日益突出，因互感器飽和造成保護誤動的事故不斷發生。本文介紹了一起電流互感器飽和造成220kV變壓器保護誤動的事故，詳細分析了事故發生的原因，并提出相應的防范措施，以避免再次發生此類事故，具有一定的借鑒意義。

【關鍵詞】電流互感器 飽和 防范措施

1 引言

電磁式電流互感器（CT）作為電力系統中比較重要的一次設備，它被廣泛應用于繼電保護、電流測量和電力系統分析中。電力系統電網不斷升級改造，供電容量不斷增大，電流互感器的工作環境也越來越復雜。除了絕緣問題及造價問題以外，電流互感器飽和的問題也日益凸顯。一旦電流互感器飽和，會極大的影響到繼電保護裝置的動作正確性，造成保護誤動或者拒動。

近期某地區220kV變電站就發生一起110kV線路故障導致主變110kV側電流互感器飽和，繼而造成主變差動保護誤動的事故。

2 事故分析

2.1 故障概述

事故發生前，甲變電站#1、2#主變220kV側及110kV側均并列運行。2017年06月19日14時19分34秒，110kVI母線所帶110kV甲15線路發生故障，甲15保護距離I段動作作跳閘，1.5秒后甲15重合閘動作合閘，0.1秒后距離加速動作跳閘。2017年06月19日14時19分36秒，甲2#主變B套RCS-978保護差動速斷保護動作，跳開甲2#主變三側斷路器。

2.2 故障檢查

故障現場檢查：一次設備外觀無異常，甲#2主變瓦斯繼電器內無氣體，現場對甲#2主變進行了油色譜、運行檔位直流電阻、介質損耗及電容量、繞組變形等試驗，對甲#2主變中壓側甲20電流互感器進行介質損耗及電容量試驗及伏安特性試驗，均未發現異常；對甲15線路保護及甲#2主變差動保護定值、二次回路進行檢查，未發現異常。

輸電線路巡線：甲15線路3-4線下方通訊光纜被風刮斷彈到甲15線路C相導線。

2.3 動作行為分析

通過保護動作信息及故障錄波圖對保護動作行為進行以下分析。從動作時間上看，甲15開關重合的同時，甲#2主變B套差動速斷保護動作跳開主變三側甲04、20、71開關。現場障錄波圖上顯示：甲15線路第一次故障時，流過甲#2主變高中壓側的電流是平衡的，且為標準的正弦波。甲#2主變保護無差流，保護僅啟動未動作，可以證實CT測量回路及相關保護裝置邏輯均正確。而當甲15開關重合時，甲#2主變B套保護差動速斷動作，A套保護未動作。由于甲#2主變A套保護中壓側用來自套管CT的電流，B套保護中壓側用來自中壓側開關甲20的CT電流。現場錄波圖顯示：甲15重合后，流過#2主變中壓側的電流發生的畸變且包含很大的二、三次諧波；初步分析可能是甲15重合時，CT剩磁未完全釋放，導致甲20開關CT暫態飽和，波形產生畸變，導致B套保護差流值達到差動速斷定值（保護不經過任何閉鎖條件動作），保護動作跳開主變三側開關。而A套保護差流值僅達到比率差動定值，因諧波制動，保護僅啟動未動作。

事后南瑞繼保廠家技術人員現場調取B套RCS-978保護裝置錄波文件，經研發人員分析波形圖，得出甲20開關CT二次波形明顯畸變，證實CT存在磁飽和現象，是保護動作的主要原因。

3 防范措施

針對此次因110kV線路故障，引發主變中壓測開關CT飽和，導致主變保護誤動的事故，為避免再次發生類似事故，需加強變電站開關CT的選型及管理，采取相應對策：

（1）設計單位在計算系統短路電流時，應適當考慮電網的發展情況，根據短路電流選取CT時應留有一定的裕度。

（2）在新投或改造電網時，應對構成差動保護等快速保護的電流互感器選型引起足夠的重視，應選擇暫態性能好、變比合理的電流互感器，并加強電流互感器抗飽和特性的測試校驗。

（3）設備管理單位應將強CT新投及檢修時的校檢工作，在校檢CT飽和電流倍數的同時，對CT二次負載阻抗進行測試，在滿足要求的前提下，盡量降低CT二次負載，進一步避免CT飽和現象的發生。

（4）正對系統用已投運的CT，因電網的發展迅速，系統短路容量劇增導致CT不滿足要求的應進行及時的更換。

4 結語

隨著電網建設和改造的不斷升級，供電可靠性也得到了極大的提高，但是隨之也帶來一些負面影響，如短路容量增大導致短路故障時電流互感器易飽和。本文介紹了一起因110kV線路故障導致主變差動電流互感器飽和，繼而造成220kV變壓器差動保護誤動的事故。針對此次事故，提出了相應的防范措施，具有一定的借鑒意義。

參考文獻

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[3]陳建玉，孟憲民.電流互感器飽和對繼電保護影響的分析及對策[J].電力系統自動，2000，24（06）.

作者簡介

靳超（1986-），男，現為湖北襄陽供電公司調控中心工程師，從事電網繼電保護管理工作。

作者單位

湖北襄陽供電公司調控中心 湖北省襄陽市 441000endprint