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摘要：电流互感器对于现场电气的保护与测量至关重要。本文主要分析了某地区电网直调系统中由电流互感器故障所致的电网事故的特点和处理要点，指出电流互感器故障很多时候表现为单个元件保护动作跳闸，根据断路器和电流互感器布置位置，可以判断电流互感器非绝缘段的位置。对于母线跳闸事故，首先应对母差保护范围内一次设备外观进行检查；若多个设备同时跳闸，处于保护交叉范围内的电流互感器故障极有可能是引起事故的原因。
关键词：电流互感器；SF6绝缘电流互感器；电网事故；事故处置
引言
目前高压SF6气体作为主绝缘的户外独立电流互感器（文字代号TA）已在某地区电网得到广泛应用。但随着电网的迅速发展，系统短路电流不断增加，同时极端气候情况增多，设备的运行环境变得恶劣，电流互感器已成为当前故障隐患较高的设备之一。电流互感器故障（简称TA故障）一般会引起线路、母线及其他设备跳闸，严重时甚至造成大面积停电事故。为了电网的安全运行，既要保障电流互感器的安全运行，又要在发生事故时作出正确的判断，并及时进行处理。
1 某地区电网总调直调系统TA故障导致的电网事故概述
当前某地区电网的SF6气体电流互感器的数量迅速增加，但从近年的统计数据来看，SF6气体电流互感器的事故和障碍有增加的趋势。表1列出了近年某地区电网总调直调系统发生的主要的电流互感器故障导致的电网事故。
2 TA故障所致电网事故的特点和处理要点
独立500kVSF6电流互感器常见的故障形式为内部故障及外部闪络，其中内部故障类型主要有主绝缘击穿、内部放电、主绝缘介质异常等。TA二次绕组通常提供给两个元件的保护，但实际情况中TA故障有些时候表现为单个元件保护动作跳闸，原因在于500kV系统中为钳制TA顶部外罩的电压通常将外罩的一端与一次导体直接相连，只对另一端绝缘。
在TA发生外部闪络故障时，TA二次绕组所有线圈感受到的故障电流的大小和方向相同，表现为一次非绝缘端接地故障，这将导致单一设备跳闸，其故障点一般可通过外观检查发现。TA主绝缘击穿，在系统上表现为一次接地故障，主绝缘击穿后，若二次绕组受到了损伤，则各二次绕组流过的故障电流方向有所不同，将导致多个保护元件同时判为区内故障而同时动作出口；若二次绕组未受到损伤，则与外部闪络相似，二次绕组所有线圈感受到的故障电流的大小和方向相同，其二次回路感受到的故障为非绝缘端对地短路。
对3/2断路器接线，为降低TA故障对系统的影响，边断路器TA非绝缘端通常靠线路侧，从而降低母线跳闸的概率；而中断路器TA非绝缘端布置则根据实际情况而定。在3/2接线方式下，断路器TA内部故障可能导致单个设备跳闸，也可能多个设备同时跳闸，且难以通过外观检查发现故障点。由于3/2接线方式使用的断路器和TA较多，保护接线复杂，增加了事故处理的难度，事故后处理的要点有：
1）判断故障时序、故障点个数和出现的顺序；
2）根据断路器、TA配置结合测距确定故障范围；
3）进行设备检查并结合录波和故障现象确定故障点；
4）将所有可能的故障点隔离；
5）根据风险评估，选择合适的试送点和顺序。
3 TA故障导致的电网事故处理案例分析
3.1 F站500kV2号母线跳闸事故处理
在F站500kV2号母线跳闸，500kV出线1，F站侧跳开，由对站空充，500kV出线6处于计划检修状态。F站500kV2号母线两套母差保护动作，选L2相。站内一次设备检查无异常。
如图1所示，F站5042TA在5042断路器靠500kV2号母线侧，若非绝缘端指向5042断路器，则故障会导致出线5线路保护动作跳5042、5041断路器，断路器跳开后5042TA故障点无法隔离，会导致事故扩大，故非绝缘端必须指向母线。500kV2号母线跳闸后，5013TA、5023TA、5053TA均在充电运行状态，现场调取故障录波发现故障电流峰值为2340A，且第4串故障电流偏大，此时结合第4串断路器和TA布置位置，则5042TA故障概率较大，为了稳妥起见，当值调度员下令将F站5032、5042断路器转为冷备用状态，之后F站用500kV出线5间隔的5053断路器对2号母线充电正常，F站5013、5023断路器合环正常。现场在操作过程中发现5042断路器V相TA有放电痕迹。在本次事故处理中，当值调度员及时询问F站TA布置情况，得知5032TA、5042TA安装在断路器靠2号母线侧，而另外3个电流互感器安装在靠1号母线侧，2号母线跳闸后，其他3个电流互感器处充电状态，并未引起相关线路跳闸，又通过故障录波的分析，从而判断5032TA、5042TA故障可能是2号母线跳闸引起，为迅速、准确隔离故障，尽快恢复2号母线运行争取了宝贵的时间。
图1 F 站500 kV 2 号母线跳闸后运行方式
3.2 500kVAB甲线跳闸事故处理
对于500kVAB甲线跳闸。A站侧500kVAB甲线保护动作情况：主一保护工频变化量阻抗、电流差动、接地距离一段动作，选L3相，测距0.3km；主二保护电流差动、接地距离一段动作，选L3相，测距0.38km；主三保护工频变化量阻抗、接地距离一段、纵联距离动作，选L3相，测距0.2km；故障录波测距0.78km；
重合闸动作重合成功，864ms后再次发生L3相故障三跳。现场天气雷雨。一次设备检查无异常。
B站侧500kVAB甲线保护动作情况：主一保护电流差动动作，选L3相，测距250.4km；主二保护电流差动动作，选L3相，测距246.16km；主三保护纵联距离、纵联零序方向动作，选L3相，测距243.2km；行波测距253.3km。重合闸动作成功，950ms后再次发生L3相故障三跳。现场天气阴天。一次设备检查无异常。
AB甲线跳闸后A站运行方式如图2所示。500kVAB甲线全长为252.73km，从测距情况看，故障应发生在A站站内，A站一次设备检查无异常，则可以推测A站5021TA或5023TA发生内部故障，因A站5021TA和5023TA均为边断路器TA，其非绝缘端指向线路，因此故障仅导致线路跳闸，而母差保护未动作。
通过分析现场的故障录波，发现5021间隔故障电流偏大，由此可以判断是5021TA故障导致线路跳闸。将5021断路器转为冷备用状态后，用5023断路器对线路试送，同时有针对性的对5021TA进行了检查。
4结论
综上，根据断路器和TA布置位置，可以判断TA非绝缘段的位置。发生事故时，为迅速判断故障类型，分析故障原因，调度员必须熟悉各厂站的TA配置，并对常见类型的电流互感器原理有所了解。现场应对电流互感器定期巡视，加强维护。对于TA外部故障，有明显的故障现象可循，可以迅速判断并隔离故障。
参考文献
[1]谭瑞鑫.浅析电流互感器的应用[J].价值工程，2011（08）.
论文作者:赵阳
论文发表刊物:《电力设备》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/1
标签：故障论文; 断路器论文; 母线论文; 电流互感器论文; 电网论文; 动作论文; 电流论文; 《电力设备》2017年第11期论文;