凌 盛，陳曉鑫

（1.杭州協(xié)東電力設(shè)計(jì)工程有限公司，杭州 310005；2.江蘇智方建設(shè)工程有限公司，上海 200092）

為了確保配電系統(tǒng)安全運(yùn)行，需要對(duì)電力設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測。由于變電站一次回路電流大，必須通過電流互感器（TA）將大電流按比例轉(zhuǎn)換成小電流，才能接入測量和保護(hù)裝置。所以，在變電站的二次回路設(shè)計(jì)中，應(yīng)用好TA技術(shù)顯得十分重要。

1 TA二次參數(shù)的選擇

1）二次繞組的精度 測量要求：二次繞組精度可取0.2或0.5，特殊狀況下工作電流變化范圍比較大，可選用S類TA。計(jì)量要求：二次繞組精度宜取0.2s。保護(hù)要求：二次繞組保護(hù)可用P類和TP類。

2）額定二次電流 嚴(yán)格執(zhí)行DL／T 886—2004電流互感器和電壓互感器選擇及計(jì)算導(dǎo)則規(guī)定。在實(shí)際工程中，對(duì)于TA到保護(hù)裝置距離比較遠(yuǎn)的，額定二次電流盡量選擇1A，這樣可以減少連接電纜的功耗。

3）額定二次負(fù)荷 在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，一般按經(jīng)驗(yàn)估算，分兩種狀況：額定二次電流為1A，額定二次負(fù)荷取10～15VA；額定二次電流為5A，額定二次負(fù)荷取40～50VA?？梢酝ㄟ^理論計(jì)算，進(jìn)行適當(dāng)?shù)男Ｕ?，但必須按DL／T 886—2004電流互感器和電壓互感器選擇及計(jì)算導(dǎo)則規(guī)定，理論計(jì)算的額定二次負(fù)荷，應(yīng)大于實(shí)際二次負(fù)荷。實(shí)際二次負(fù)荷可近似等于保護(hù)裝置或者儀表電流回路功耗P1與連接電纜的功耗P2。

2 TA飽和

TA飽和的實(shí)質(zhì)是鐵心中磁通密度過大，導(dǎo)致勵(lì)磁阻抗顯著下降，從而造成勵(lì)磁電流Ie增大。由GB 1208—2006電流互感器標(biāo)準(zhǔn)對(duì)Is=Ip／Kn-Ie陳述可看出，TA飽和時(shí)一次電流Ip與二次電流Is不再成比例，飽和嚴(yán)重時(shí)甚至造成二次電流為零，式中Kn為TA匝數(shù)比。

TA飽和一般由電力系統(tǒng)短路故障引起，短路時(shí)一次電流含有大量的非周期分量（暫態(tài)分量），尤其是直流分量感應(yīng)不出二次電流（無磁通變化），此時(shí)可能引發(fā)保護(hù)裝置的不正確動(dòng)作。

TA嚴(yán)重飽和后會(huì)出現(xiàn)較大的剩磁，在正常運(yùn)行中仍然存在。當(dāng)再次發(fā)生故障時(shí)，剩磁將使一次電流中出現(xiàn)大量的非周期分量，導(dǎo)致波形嚴(yán)重畸變。

綜上所述，當(dāng)TA飽和時(shí)會(huì)使波形嚴(yán)重畸變，對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行造成重大危害，在設(shè)計(jì)上采取的主要措施是引入TA飽和閉鎖保護(hù)裝置。對(duì)于500kV以上的電網(wǎng)，由于采用四分裂導(dǎo)線、一次系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)大、過渡時(shí)間長，TA不允許采用P類保護(hù)裝置，必須采用TP類保護(hù)裝置，要求在最嚴(yán)重的暫態(tài)條件下TA不飽和，確保TA飽和閉鎖保護(hù)裝置能正確動(dòng)作。

3 TA極性

3.1 TA極性原理

在變電站二次回路設(shè)計(jì)中，TA的極性是否正確，直接影響到保護(hù)裝置（尤其是利用電流求和原理的保護(hù)）的正確動(dòng)作。TA極性示意圖如圖1所示。圖1中一次線圈首端為P1，尾端為P2；二次線圈首端為S1，尾端為S2；符號(hào)·表示同名端，即此端為一次線圈的P1端。

圖1 TA極性示意圖

分析TA極性，常用反極性分析法，即一次電流Ip從一次線圈的P1端流入，感應(yīng)出的二次電流Is從二次線圈首端S1流出。反之，一次電流Ip從一次線圈的P1端流出，感應(yīng)出的二次電流Is從二次線圈首端S1流入。

3.2 TA接于線路

以母線保護(hù)1為例，假設(shè)母線d1處故障，故障電流Id1由線路1流向母線側(cè)，對(duì)于母線保護(hù)1而言，5LH一次電流Ip從一次線圈的P1端流出，感應(yīng)出的二次電流Is從二次線圈首端S1流入，所以5LH接入母差保護(hù)S1端為接地端。TA接于線路1的示意圖如圖2所示。

3.3 TA接于分段

以1號(hào)分段母線保護(hù)2為例，假設(shè)母線d1處故障，對(duì)于1號(hào)分段故障電流Id1由3母線側(cè)流向1母線側(cè)，對(duì)于2LH是從TA的P1端流入，則二次電流從S1流出，所以2LH接入母差保護(hù)S2端為接地端。TA接于線路1的示意圖如圖3所示。

3.4 TA接于母聯(lián)

圖2 線路1TA接線圖

圖31 號(hào)分段TA接線圖

需要根據(jù)不同廠家生產(chǎn)的母差保護(hù)裝置進(jìn)行分析。例如：北京四方、南自、南京南瑞的母差保護(hù)裝置均規(guī)定母聯(lián)TA同名端在1母側(cè)；深圳南瑞的母差保護(hù)裝置規(guī)定母聯(lián)TA同名端在2母側(cè)。

以母線保護(hù)1采用南京南瑞生產(chǎn)的母線保護(hù)裝置為例，對(duì)于1號(hào)母聯(lián)，3LH接入母線保護(hù)1，以1母故障判斷，即d3處故障，短路電流從TA的P1端流出，則二次電流從S1流入，所以3LH接入母線保護(hù)S1端為接地端。1號(hào)母聯(lián)TA接線示意圖如圖4所示。

同理，假設(shè)母差保護(hù)2采用深圳南瑞生產(chǎn)的母線保護(hù)裝置，對(duì)于2號(hào)母聯(lián)，6LH接入母線保護(hù)2，以2母故障判斷，即d4處故障，短路電流從TA的P1端流出，則二次電流從S1流入，所以6LH接入母差保護(hù)S1端為接地端。

4 設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的問題

1）鐵心有氣隙，保護(hù)采用暫態(tài)特性的TA，不容易飽和且剩磁小，故障消失后電流返回時(shí)間長，不適合接失靈保護(hù)，但可接故障錄波器。

圖41 號(hào)母聯(lián)TA接線圖

2）為了防止TA絕緣損壞，一次側(cè)高電壓串入二次側(cè)，TA的二次回路必須有且只能有一點(diǎn)接地，一般在端子箱就地接地；對(duì)于幾組TA有電氣直接聯(lián)系的回路，各組TA二次回路應(yīng)在二次設(shè)備柜內(nèi)，分別獨(dú)立接至柜內(nèi)二次等電位接地銅排上。