摘要：当前，电流互感器在我国智能变电站中得到了广泛应用，但是由于其技术发展尚存在一些不成熟的地方，特别是在保护用电流互感器的基本配置方面存在诸多问题。由于电流互感器绕组选取不合理而导致保护不正确动作或发生重大安全事故在国内电网已发生多起，因此，应加强对电流互感器优化配置的研究，以确保智能变电站的稳定运行。基于此，本文主要对变电站电流互感器的优化配置进行分析探讨。
关键词：变电站；电流互感器；优化配置
1、前言
电流互感器能够用于电力各系统运行过程中的监控与保护，而监控与保护是变电站实现智能化与信息化的保证。电力系统能否正常稳定的运行其关键就在于互感器是否能够正常发挥其功能与作用、测量结果在精度方面是否达到标准。电流互感器在智能变电站应用的比较广泛，但是仍然存在某些方面的问题，需要在工作过程中结合具体的情况予以解决。
2、常见互感器配置模式与使用原则
2.1 常见的配置模式
220kV及以上电压等级电流互感器在实际配置工作中，通常选择双重连接模式，原因在于单个互感器在工作的过程可能会由于多方面原因导致其出现保护死区，而双重配置方案，可提供可靠的保护。为提高供电可靠性，主接线通常会选用3/2接线形式，其中为线路、母线、变压器提供保护功能的主要是TPY绕组，为断路器提供保护功能的主要是5P绕组。为避免保护死区，确保双重化配置要求，可采用下图所示配置方案：
图1电流互感器优化配置
2.2 电流互感器配置的原则
鉴于互感器在智能变电站中有着重要的作用，因此设置过程需要遵循相应原则，从而使其可靠性与稳定性得到保证，为系统提供长久保护。配置时需要遵循的原则包括了经济性原则、实用性原则、满足保护工作需要等。互感器在配置时，首先需要考虑实用性原则，确保能够在工作的过程中发挥其最大的效用，使用系统能够稳定的工作，不至于出现重大的故障。在考虑到实用性原则的同时，也需要考虑到经济性原则，在配置方面要确保其能够正常的发挥作用，如果配置过高，就会造成资源浪费。而经济性原则是以实用性原则为前提的，配置过低就无法对系统进行有效的保护，从而导致故障扩大、损失增大，同时维护工作的成本也会相应增大，因此需要结合工作的具体情况与未来发展需求合理的选择装置，使其产生的效益最大化。
实际工作过程中，电流互感器测量时会存在误差，误差无法完全避免，但是可以通过相关手段将其控制在允许的范围内，从而使保护运作符合要求。短路电流非周期分量，互感器剩磁会带来暂态影响。需要结合对接于互感器的电力设备饱和情况、设备性能进行具体分析，分析暂态影响导致的后果，故障影响程度与范围，综合考虑从而得出解决问题的方案，使其合理与科学。实际工作中选择互感器可以考虑以下方面内容，电力设备如果需要故障测距或者是关口计量，互感器在配置的时候需要满足其特性。电子式互感器与设备可以考虑一体化设计。
3、电流互感器配置方案的常见问题
电力系统继电保护的实现是通过继电保护装置及其相关的二次回路所构成的一个整体进行工作的。而在继电保护装置的实际运行过程中，经常出现由于各种因素的影响，使得单套的继电保护装置退出运行，无法完成对电力系统的有效保护。主要影响因素有保护定值的修改、系统软件升级、合并单元发生异常等，当这些情况发生时，最为理想的状态就是区域故障内的双重化配置中的另外一套机电保护设备能够尽快的予以切除，保障线路安全。因此在现代的继电保护装置安装使用规定中对电流互感器的二次绕组的分配工作做出了明确的规定，以避免出现保护死区[1]。
例如，在某一方案中，两套继电保护装置没有按照规定分别与断路器两侧的电流互感器接线实现交叉重叠，当一套装置出现突发故障，退出运行时，就会在断路器的内部出现保护死区，直接对电网系统的完全运行造成影响。
在继电保护装置配置过程中还有另外一种情况，就是断路器的每侧，TPY绕组只有一组，这种情况与上一问题类似。由于TPY绕组和5P绕组的分布与布置安排不合理，有时会导致另外一种更为严重的问题。就是对于这一部分的故障电流无法成功检测到，直接成为保护死区。这些问题在电网系统的实际运行中具有相当的普遍性，因此，加强保护用电流交换器的配置，就成为了电力系统安全运作的重中之重。
4、电流互感器的优化配置
4.1 加强工程设计的规范性
消除电力系统在发生故障时出现保护死区的关键在于从工程设计阶段严把互感器配置方案。通过在设计中配置一定数量的互感器二次绕组来实现继电保护动作的高效性和准确性，并对各个绕组的分配进行合理规划，避免出现保护死区现象。比如在某一设计方案中增加一组TPY绕组，将原本两侧只有一组绕组的配置转变为有两组TPY绕组和一组5P绕组，并将5P绕组安装在TPY绕组的内侧，从而使保护装置在设备断路器区域能够完全交叉重叠[2]。在电力系统实际运行过程中，若其中任意一台保护装置由于出现故障而退出运作，这种情况下，断路器内部故障并不会立即出现保护死区。当断路器发生内部故障或断路器拒动时，失灵保护都能有效检测到故障电流而持续进行运作。
4.2 增加线路与变压器的保护配置
断路器每侧只有一组TPY绕组会导致保护死区的出现，为了避免这一情况，可将线路保护与变压器保护内安装专门的保护故障死区的设备，以便对断路器与电力互感器之间的故障进行有效检测，有利于提高对故障判定的敏感性。在实际操作过程中，在线路保护动作开启时，系统中某台断路器的电流仍高于规定值，即判定为故障死区。死区保护会经过短延时切除与断路器相邻的所有断路器，同时，在实现母线保护和间隔保护后，应加大对间隔保护的改造力度，将相关运行问题排除掉，以提高系统运行的逻辑性，促使电力系统始终处于良好的运行状态。另一种常见问题的有效解决措施为：将断路器保护电流的来源与断路器另外一侧的绕组相连接，可有效消除保护死区的存在，但不足之处在于会增加保护逻辑与算法的复杂性。
结语
综上所述，电流互感器配置对电力系统的安全具有重要影响，因此，应严格按照国家相关规定进行电流互感器配置，并予以正确的操作，为智能变电站电力系统的稳定运行提供有力保障。
参考文献：
[1]张健康，粟小华，胡勇，等.智能变电站保护用电流互感器配置问题及解决措施[J].电力系统保护与控制，2014（7）：140~145.
[2]仝海江，仝赵蔼.浅析在智能变电站中对电流互感器的应用问题处理与分析[J].工程技术：引文版，2016（8）：00003.
论文作者:张盛学
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/2/26
标签：绕组论文; 死区论文; 互感器论文; 断路器论文; 电流互感器论文; 变电站论文; 故障论文; 《基层建设》2018年第35期论文;