天津钢管集团股份有限公司 天津 300000
摘要：继电保护装置是电力系统重要的组成部分；当电力系统发生故障时，继电保护装置要快速的、有选择性的、灵敏的、可靠的切除故障，保证供电系统安全运行。继电保护装置主要由测量部分、逻辑判断部分、执行部分、通讯部分组成，而电流互感器作为测量部分的主要设备将电力系统的一次电流转化为二次电流输入继电保护装置，为继电保护装置提供故障判断的依据。对于新建变电站，电流互感器的极性是一个容易忽略的小问题，一旦接线出现错误将引起严重的后果。
关键词：继电保护、电流互感器
一、电流互感器简介
电流互感器是一种专门变换电流的特殊变压器，电流互感器串联在一次回路中，使一次高电压部分与二次设备隔离。电流互感器按照一定比例将一次回路的高电压和大电流变为二次回路标准的低电压和小电流，用于测量仪表和继电保护装置。电流互感器一次侧绕组与二次侧绕组的匝数比称为电流互感器的变比，在连接方向正确时，二次电流与一次电流的相位差接近于零。
二、变电站增容改造
天津钢管集团股份有限公司的10kV供电系统采用小电阻接地系统。随着公司的发展用电负荷逐渐增加，需要对某10kV变电站进行增容改造。改造内容包括：10kV母线对接2面开关柜、更换10kV进线开关柜的3个电流互感器、进线开关柜更换继电保护装置、新增2台10kV 2000kVA变压器、增加2组380V低压开关柜。
三、继电保护装置配置
1、10KV进线保护配置
由于公司供电系统采用小电阻接地系统，继电保护采用SPAJ140C型继电保护装置，保护功能：过流保护、速断保护、零序电流保护。10kV进线电源采用多根10kV高压电缆接入的方式，无法使用专用零序电流互感器，零序电流保护采用合成零序的方式接入。接线原理图如下：
2、变压器保护配置
10kV开关柜配置的继电保护为DCAP3000系列的变压器综合继电保护装置，保护功能：过流保护、速断保护、零序电流保护、变压器本体保护等。零序电流保护采用专用零序电流互感器，接线原理图如下：
注：馈线变压器零序CT变比：150/5
进线合成零序CT变比：1500/5
4、采用单独零序CT与合成零序的零序保护区别
(1)精度区别：
采用单独零序CT：测量精度高，零序CT反映出的是三相不平衡电流与单相接地故障时产生的接地电流的矢量合。
采用合成零序：反映出的是三相不平衡电流，准确度低。
（2）保护范围区别：
采用单独零序CT：由于高压电缆需要穿过零序CT后接至开关柜的馈线端子，因此其保护范围是零序CT以下的电缆，电缆终端头不在其保护范围内。
采用合成零序保护：由于电流互感器安装在高压电缆接线端子以上，其保护范围可以包括高压电缆的终端头和电缆线路。
四、故障现象
该变电站增容改造和相关试验完成后进行送电，送电至10kV母线时运行正常、送4台馈线变压器时设备运行正常，送第5台变压器时发生10kV进线开关零序保护动作跳闸，动作值为180A，母线的其它馈线开关的继电保护装置均未动作。
五、故障原因分析
经对现场设备检查分析，引起10kV进线开关零序保护跳闸的原因如下：
1、10kV一次设备故障
变压器送电期间出现的进线开关零序保护动作跳闸，而馈线变压器的零序保护未动作。由于10kV进线开关零序保护采用的是合成零序，而馈线零序保护采用的是独立零序CT保护，两个零序保护之间存在保护范围的差别。我们对10kV进线间隔、10kV母线仓、10kV PT柜、10kV馈线开关柜、10kV馈线电缆的电缆终端头等一次设备进行了全面的检查和试验，均未发现异常现象。
2、10kV进线继电保护装置故障
我们对进线开关的继电保护装置定值和CT变比进行核对未发现异常，对继电保护装置重新进行校准和保护试验均未发现异常。
3、系统存在严重的不平衡电流
我们在送电期间，每送1台变压器都会对变压器的三相电流进行监视，变压器三相之间确实存在不平衡电流，但变压器的不平衡率很低，不会引起进线零序保护跳闸。
4、继电保护越级跳闸
（1）10kV馈线存在接地故障而继电保护装置据拒动
由于该变电站刚完成扩建，10kV馈线电缆及变压器送电前以进行了检查和试验，我们再次对其进行了检查与试验未发现问题。
（2）变压器继电保护装置故障
我们对变压器的继电保护装置进行了校验和保护试验均未发现异常。
（3）高压柜内设备对继电保护装置的电磁干扰
高压柜内没有安装加热器等干扰源，因此不存在此类现象。
4、继电保护装置误动
（1）直流接地
10kV进线零序保护跳闸后我们对直流系统进行了检查，在跳闸期间没有发生直流系统直流接地的现象发生。
（2）接线错误
由于10kV进线开关柜在本次扩建过程中更换了继电保护装置和三相的电流互感器，进线开关的零序电流保护是由三相电流合成的。如果在连接二次线的过程中出现错误，可能导致进线开关的零序保护跳闸。
首先，我们利用继电保护测试仪，在进线开关控制小室的端子排加电流，继电器显示正常并能够正确跳闸。
其次，当我们从电流互感器二次接线端子处加试验电流时，发现零序电流约为相电流1.7倍。通过检测电流互感器的极性，发现C相电流互感器的二次线在更换互感器施工的过程中将其接反，A/B相为加极性而C相接成了减极性。随将C相电流互感器的二次线改正后，该变电站送电后正常未发生进线开关零序保护跳闸的事故。
结束语：通过这次事故使我们认识到，在新建或扩建变电站完工后，继电保护的交接试验要从各个回路的源头做起，对整个回路进行全面的检测，避免类似事件发生。
参考文献：
【1】新编工厂电气设备手册 郑忠 中国电力出版社 1998.5
【2】电力工业标准汇编 电气卷 2000 中国电力出版社 2002.4
【3】电力系统设计手册 纪雯 中国电力出版社 1998.6
论文作者:王建刚
论文发表刊物:《科技新时代》2019年3期
论文发表时间:2019/5/9
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