智能变电站保护用电流互感器配置问题及对策

1、智能变电站保护用电流互感器配置问题及对策 【摘要】传统的智能变电站一般利用电子式互感器完成电流与电压的采集工作，但是这种互感器在使用过程中，如果不加以注意，会出现很多问题，因此必须对择优选取电流互感器绕组，使其弊端与问题得到有效的消除，才能确保智能变电站的正常运转，发挥保护功能。为此，本文围绕智能变电站保护用电流互感器配置问题展开探讨，并提出相关的解决措施。 【关键词】智能变电站；电流互感器；配置问题；解决对策 前言：随着经济社会的发展及科技的进步，传统变电站逐渐被智能变电站取代，继电保护也得到了发展和革新，其中电流互感器在继电保护中发挥了重要作用，但是其在应用过程中，存在着很多问题，相关人员

2、必须对这些问题进行分析，并提出有效的解决措施，才能保证其功能的实现。 1、现阶段的智能变电站的主要模式 1.1基于站控层iec61850 这个系统和传统的变电站自动化系统非常相似。间隔层智能电子设备ied（保护及自动化装置）仍可安装于间隔层设备上或集中组屏。 推广这一种模式的目的是为了解决传统变电站中智能设备的互联互通以及信息互操作的问题。 1.2基于传统互感器以及过程层信息交换 这种模式不但在站控层信息交换中应用了iec61850，同时增加了过程层网络进行过程层信息交换。对于每一个间隔，配置了过程层设备合并单元、智能操作箱，把常规一次设备的信息与操作数字化，对于与之相关的间隔层智能电子设备i

3、ed（保护及自动化装置），则利用光纤以太网与对应间隔的智能操作箱、合并单元进行连接。 模式3：基于站控层及过程层全信息交换 区别于模式2，该模式采用电子式互感器代替了传统互感器。 由于光电式互感器的性能优势，这种模式是高压及超高压、特高压电站的发展趋势。采用的光电式互感器有支柱式、内置gis等方式。 2、常见的保护用电流互感器配置模式 在实际的智能变电站电流互感器配置中，通常选择双重电流互感器链接模式，因为配置单个电流互感器在工作过程中常常出现主保护死区现象，具体的双重配置方案中，将tpy绕组为母线、线路与变压器等发挥保护功能，而5p绕组则为断路器提供保护功效，具体的保护主要体现在以下两大模式

4、： 模式一：tpy绕组与5p绕组各自被配置在断路器的两端，其中5p绕组在tpy绕组的外端。 模式二：tpy绕组在断路器的两端各自分布，5p绕组则被安装在断路器的一端。 以上两种电流互感器配置方案中，间隔i的保护1和母线的保护1同时使用同一个tpy绕组，间隔i的保护2和母线i的保护2同时使用另一个tpy绕组。 3、电流互感器配置方案存在的问题分析 继电保护主要由保护设备和与其关联的二次回路共同构成，成为一个保护整体发挥着保护功能。因为受到各种因素的影响，在实际的电流互感器运行过程中常会出现单套继电保护不动作、不运转等问题。例如：智能终端出现问题、保护定值要进行改动、合并单元不正常等等。 当出现以

5、上问题时，一旦区内出现问题，就要确保双重化配置中的另一个继电保护可以稳定、安全地发挥作用，及时排除故障。所以，根据相关的制度流程可以看出：电流互感器二次绕组必须进行科学地配置，防止出现一套保护无法发挥作用时，整个区内都无法动作的问题。 从以上两种配置方法中能够看出：双重化配置的双套保护无法在断路器中彻底进行交叉重叠，如果其中的一个保护设备或者其二次回路由于出现问题而无法动作时，就非常容易在断路器中出现保护性障碍，也就是无法发挥保护性功能，这样就无法确保电网的安全运转。 模式一中的问题：电流互感器中最主要的部件的绕组，其布局方位极大地影响着这一保护实施的范围，在这一配置模式下，由于tpy绕组数有

6、限，因为两个间隔保护以及母线保护等都在同时使用tpy绕组，这样就容易造成无法实现电流互感器双重配置。 模式二中的问题：断路器的每一段都只对应一组tpy绕组，也可能出现同模式一同样的问题或不足，同时，因为tpy以及5p绕组分配、布置不科学，其中也会造成非常严重故障的出现，也就是很多故障失灵保护会由于无法监测出故障电流而没有办法运转，出现保护死区。 4、电流互感器配置问题的解决对策 4.1优化工程设计 为了积极控制当前方案中存在的问题，就需要根据继电保护新规定，做好工程设计工作，配上充足的保护用电流互感器二次绕组，同时要确保不同的绕组间都能够科学、有效配合工作，防止出现拒动死角，可以采取以下优化模

7、式： 模式三：在断路器的每一端各自配有两组tpy绕组与一组5p绕组，同时，要确保5p绕组在tpy的内部，这样间隔i的两个保护与母线i的两个保护都能够在断路器所在区域达到完全交叉效果，这样其中的任意一台保护出现问题时，不至于造成整体上的死区，这就是与模式一、二相比更加先进、优势的地方，然而，这一配置方式往往增加了成本投入，但是其优势优点也集中体现出来。 4.2系统运行的优化 模式二存在的主要问题是：如果故障问题出现，其解除时间无法确保系统自身安全工作，也就是形成交叉运行的两台保护中有一台拒绝工作，整个断路器功效全无，针对这一问题的解决方法为：如果母线i的保护2拒绝动作，可以对母线i实行转冷处理并

8、准备下一步使用，对于母线ii也采取同样的方法。 如果间隔i的保护1拒动，对应链接的边断路器则要采取转冷备用，间隔ii采取同样措施。 对于模式三中的问题可以采取以下解决对策：如果母线i的保护2不动作，母线i实行转冷备用；如果母线ii的保护2不动作，同样的处理方法。 如果间隔ii的保护2不工作时，则要对这一串的中断路器实施转冷备用方法，通过上面的方法，其他断路器出现问题时，则可以通过失灵保护来革除问题，如果问题消除时间无法达到系统安全工作的需要，可以在交叉的两台保护中其中的一台不工作时，来阻断这个断路器。 4.3保护配置的优化 将死区保护功能配备在线路或者变压器保护中，能够有效控制模式二中的保护死

9、区出现，从而积极防范电流互感器可能出现的问题。 如果线路差动保护以及变压器保护正常运转，此时如果其中一台断路器被关闭后其电流依然很大，高出门槛值，就可以断定这就是死区故障，此时的做法是延时断开同这一断路器临近的一切断路器。 同时，对于模式二问题的解决，也可以把断路器保护2的电流更新为来源于断路器另一端tpy绕组，以此来控制保护死区的出现。然而，当失灵保护启动tpy绕组时，则应该对保护算法加以转换、调节，这样才能符合绕组性质。 通过上面的方法能够有效控制模式二中保护拒动的问题，但其中的不足在于可能会使保护的算法相对变得繁琐。 5、总结语 尽管智能变电站保护用电流互感器在配置与使用方面仍然存在很多不足，如果其中一台保护不能发挥其作用时，断路器中故障会出现死区，这无疑会对变电系统的正常运行产生威胁，因此必须积极探究消除动作死区的方法，全面维护变电系统的安全、稳定运行