（云南文山电力股份有限公司 云南文山 663009）
Analysis of protection malfunction caused by current transformer saturation
One.Luo yong Two.Li yu kuan Three.Xu liang
（Yunnan wenshan electric power co., LTD, Yunnan wenshan, 663000）
摘要：在电力系统中，当10kV线路发生过短路故障时，通常利用电流二次电流启动保护动作，通过断路器断开故障线路，而电流互感器饱和将可能引起保护误动和拒动，引发电力系统安全事故。
关键词：电力线路 短路CT饱和 实例分析
Abstract: In the power system, when over short circuit fault occurs in 10kV circuit, the secondary current is usually used to initiate protection action, and the fault line is disconnected through the circuit breaker. However, the saturation of the current transformer may cause protection misoperation and rejection, resulting in the power system safety accident.
Key words:electric power circuit Short circuit CT saturation instance analysis
引言
随着我国电力工业的飞速发展，电力系统装机容量日益增加，电网的电压复杂性日益增高，对电网运行的安全性和可靠性要求也越来越高，因而继电保护及安全自动装置的制造和运行技术越来越重要，转变成为保障电网可靠稳定运行的重要技术手段。在电力系统运行时，变电站高压输电设备对继电保护二次回路，计算整定基础、保护出口动作可靠性提出了更高要求，在继电保护所用到的电流互感器参数选择及特性校核要求并不是很高也没有得到重视，所以，在变电站常常会发生由于电流互感器因为参数特性异常引起的保护装置误动或者拒动。
1 事故经过
2018年7月5日，天气阴、打雷下雨，公路两侧树木有的已被大风刮断，35kV花甲变电站10kV里色线路遭到树倒砸线，该线路速度保护动作未跳闸，同时该35kV变电站主变低压侧后备保护001断路器速断保护也跳闸（重合闸不投），造成35kV变电站10kVI段母线失压。
发现事故后调度人员立刻电话通知供电所人员到线路上巡线，抢修线路，保护人员到变电站现场查看保护装置报文；从定值的配置分析，保护的定值是满足选择性的，即10kV里色线线路电流定值过流I段为25.26A，0s；过流II段为6.32A，0.3s；001后备保护定值为过流I段为，过流II段为，当10kV故障发生在线路首端约为线路全长的20%-50%故障时，产生短路电流流过保护安装处达到定值和时间设置，该线路瞬时速断保护动作跳闸切断故障电流；当10kV线路故障时，应该由本条线路瞬时过流保护动作。主变低压侧后备保护001断路器保护动作作为主变的低后备保护，如果当发生10kV母线短路或者接地故障、10kV线路保护装置拒动时才作用跳闸。明显，35kV主变低压侧后备保护001断路器保护跳闸属于动作正常。分别对该10kV线路保护装置及主变低压侧后备保护001断路器以及保护装置绝缘、保护装置开入开出、开关机构防跳、回路电阻、按照图纸检查二次接线进行了详细细致的检查。发现保护装置的CPU采样、跳闸逻辑、保护定值、及保护出口均正常，装置及二次回路绝缘及直流状况良好。
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2 事故分析
该线路投运时曾做电流互感器伏安特性校核，以前此条10kV线路也曾经有保护速断动作均正确动作，2010年1月份该线路因为负荷增长更换了电流互感器变比，由原来的变比30/5更换为75/5，未做电流互感器伏安特性测试。保护工作人员马上对该条线路的电流互感器作伏安特性测试，从出伏安特性试验曲线看，主变低压侧后备保护001断路器的电流互感器变比为600/5，它的伏安特性满足10%的误差范围，而装在该10kV线路上的电流互感器变比为75/5，它的伏安特性不满足要求误差范围超过10%，通过电抗标幺值重新计算了该条10kV线路故障最大短路电流要到达4000A，即在20倍额定电流内的变比伏安特性测试误差范围超过10%，说明该线路电流互感器伏安特性告诉我们并没有达到要求，在发生故障时该线上的电流互感器误差会变大，线路电流互感器始终处于饱和状态，二次电流发生畸变。
当电流互感器在饱和的情况下，互感器一次电流全部转化为互感器的励磁电流，二次电缆传输电流几乎变为零，致使保护装置采集模块不能采集到故障电流，不能正确反映故障，保护出口不动作开关不跳闸。由励磁电流是引起电流互感器的误差主要原因，在电流互感器常规运行状态时励磁阻抗很大，所以励磁电流十分小，所以误差几乎为零是可以忽略不计的。
当电流互感器通过的稳态对称短路电流产生的二次电动势超过一定值时，互感器铁芯将开始饱和。这种饱和情况下的二次电流特点是：畸变的二次 电流呈脉冲形，正负半波大体对称。对于反应电流值的保护，如过电流保护和阻抗保护等，保护将使保护灵敏度降低。
3采取措施
变电修试所更换了不满足伏安特性要求的电流互感器。开展了电流互感器专项试验工作，在开展的基础上，根据各个变电站各条线路的短路电流，选择变比相适应的电流互感器，当短路发生时减少饱和情况的发生，降低保护误动的可能性；同时对于短路电流特别大的开关线路采用一次连接部分进行短接线和电流互感器并联进行分流，进行分流减少单项电流互感器运行负荷，所以，电流互感器的等值容量增大一倍，变比可以在后台数据库中调整成原来两倍保持变比正确性；还可以通过提高饱和电流倍数能力强的电流互感器，其伏安特性性能较高，抑制励磁电流的增加。在新变电站投运中，重视电流互感器伏安特性校核工作，可能地调110kV电网结构方式变化，短路电流的增大，变电站综自改造后引起二次负载阻抗的增大或减少，以上情况，未及时做到校核更换的电流互感器，就会出现不忙做电流互感器伏安特性误差范围要求，在发生短路故障是保护装置就可能出现拒动和误动的情况。在以后的工作中，不管是110kV还是35kV电压等级中，无论主变主保护比率差动还是主变后备保护以及线路保护，只要由电流互感器就必须对其做到严格校验电流互感器伏安特性，切切实实做到防患以未然。
参考文献:
[1] 国家电力调度通信中心.国家电网公司继电保护培训教材[M]. 北京：中国电力出版社，2009.
[2] 国家电力调度通信中心. 电力系统继电保护实用技术问答（第2版）[M]. 北京：中国电力出版社，2000.
[3] 国家电力调度通信中心. 继电保护与安全自动装置技术标准[M]. 北京：中国电力出版社，2000.
[4] 江苏省电力公司. 电力系统继电保护原理与实用技术[M]. 北京：中国电力出版社，2006.
作者简介：1.罗勇（1970-），男，大学本科，助理工程师，云南文山电力股份有限公司，从事安全生产管理工作
2.李宇宽（1978-），男，大学本科，工程师，云南文山电力股份有限公司，从事安全生产管理工作
3.许亮（1982-），男，大学本科，工程师，云南文山电力股份有限公司，从事继电保护调试工作
论文作者:1罗勇,2李宇宽,3许亮
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/11
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