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论变电站站用变压器保护用电流互感器配置 　　摘 要：随着电力系统短路容量的不断增加，出现单台主设备容量远小于系统短路容量的情况越来越多，在220kV变电站内最常见的就是35kV站用变回路，其保护用电流互感器变比选择已经成为了一个突出的问题，为保证电流互感器能够可靠工作，变比不能选的太小，也不能太大。本文通过分析给出了合理选择电流互感器参数的一些建议。 　　关键词：铁芯饱和 电流互感器变比 光学电流互感器 　　中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）09（a）-0119-02 　　一般的保护级电流互感器参数选择，是在故障时通过互感器的最大短路电流不应超过其准确限值电流，在该电流下互感器的复合误差不超过规定值。随着系统容量不断扩大，变电站低压侧系统短路电流越来越大，某些特殊负荷（如35kV站用变）正常工作电流较小，在这些设备出口短路时（短路位置如图1所示），短路电流可能达到正常工作电流的数千倍，电流互感器额定一次电流通常按负荷电流选择，以便于测量和保护整定。这样确定的互感器在短路时需要承受数千倍的短路电流，铁芯可能严重饱和而影响其传变特性。若电流互感器按在短路故障时不饱和条件选择，则电流互感器额定一次电流将远大于负荷电流且需具有较高准确限值系数，这将造成电流互感器投资增加以及保护整定计算困难、测量精度难以保证，这在正常负荷电流较小的回路的电流互感器的选择始终是一对矛盾。致使设备选择面临两难的局面。 　　1 站用变保护设计中遇到的问题 　　通常220KV变电站共配置2台容量315kVA的35kV站用干式变压器负责给全站交流负荷供电（如图1所示）。 　　1.1 变比选择过小可能引起保护拒动 　　按额定容量计算，站变高压侧一次额定电流为5.2A，这是按变压器满载计算出的数据，实际工作电流还要小。若仅按负荷电流的大小来确定保护级电流互感器的变比，对于35kV侧的电流互感器，选择10/5A的变比就足够了，但35kV系统的短路电流水平很高（约20kA），如果当电流互感器和站变高压侧绕组之间发生短路时，则短路电流倍数高达2000倍，在此电流的作用下铁芯严重饱和，CT的二次绕组传变的电流波形极度畸变，一次电流大部分转变为铁芯励磁电流，以维持磁通的平衡，严重时二次侧只能产生波形很窄的尖脉冲电流（如图2所示）。 　　而目前的微机保测一体化装置的采样频率较低，都是利用一定长度数据窗内的若干个采样数据计算电流的大小，如果二次侧电流波形畸变成很窄的尖脉冲，在一个数据窗内可能仅采样到少量几个点的真实故障数据，其他各点采样值均接近于零，这样计算出来的故障电流肯定偏小，难于保证过电流元件能正确可靠的动作，有可能造成站用变压器的电流速断保护及定时限过流保护拒动的事故。保护装置拒动后，只能主变压器低压侧后备保护经延时动作切除故障，扩大了停电范围，失去了动作的选择性。近年来在35kV系统中，曾经出现过在电流保护计算灵敏度很高的情况下，发生保护拒动的事故。 　　因此仅采用按负荷电流的大小确定保护级电流互感器的变比参数在实际工程中是不可行的，还必须同时考虑保护安装处可能出现的最大短路电流和互感器的负载能力与饱和倍数来确定电流互感器的变比。 　　1.2 变比选择过大造成保护整定困难 　　考虑到35kV系统侧的短路水平，增大电流互感器的变比，实际变比选择了800/5A，但增大变比则可能会产生如下问题。 　　（1）由于电流互感器的变比过大，造成实际二次电流过小，不利于电流互感器二次回路和继电保护装置的运行监视，使电流互感器二次断线难以检测。 　　（2）目前国内主要继电保护厂商的站变保测一体化装置的电流保护启动元件的整定值范围一般为0.5～100A（CT的二次侧电流为5A时），而变比为800/5A时。高压侧二次额定电流为0.0325A，就算高压侧过流，过流保护的电流定值无法达到0.5A。 　　在我院设计的220kV变电站中已出现数例因站变高压侧变比选择过大而造成保护整定计算困难的问题，最终不得不抬高定值降低灵敏度的方法解决. 　　2 配置电流互感器应注意的一些问题 　　对于站用变压器的容量远小于系统的短路容量的情况，出现大的短路电流流过CT的情况完全超出了其正常工作范围，单靠改进二次保测装置来适应这种不正常状况并非长久之计。 　　2.1 限制一次短路电流水平 　　一次系统初步设计时应设法限制短路电流水平，新建变电站的低压侧可采取装设限流电抗器或主变低压侧分列运行的方式来限制短路电流，使站变高压出口短路时的电流不至于过大，以某220kV变电站为例在主变低压侧两段母线并列运行时的短路电流为27kA，而采取分列运行时短路电流水平可以限制在20kA左右，此方法无需增加设备简单有效；采用加装限流电抗器的方式，虽然可以将短路水平降至预期水平，但是需要