• 头条在V形接线中,如何选择电流互感器的安装相?
    2021-10-28 作者:闫迎洲  |  来源:《电气技术》  |  点击率:
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    导语作者介绍了目前企业6~10kV电网常用的电流保护的星形接线方式,详细分析了电流互感器V形接线时,在不同的故障形式下,保护装置的动作组合,指出V形电流保护接线方式是6~10kV企业电网的首选,但对安装相应有严格的要求,必须是两个同名相。

    在供电系统中,对各种短路故障及其他不正常运行情况,目前所采用的防范措施是安装继电保护装置,因为系统故障时,通常伴有电流增大、电压降低、功率方向改变、设备温度升高等现象发生。而其电流信号变化,主要是通过CT(电流互感器)变流后送入继电保护装置,因此正确安装CT是确保继电保护装置正确动作的基础,目前CT的基本接线方式主要有:

    (1)三相星形接线即Y形接线(如图1-a),该接线能够反应两相、三相及单相短路故障。且在任何短路故障情况下,流入继电器线圈电流IJ与CT 二次侧电流I2相等,其接线系数在任何情况下均为1。

    (2)两相星形接线即V形接线(如图1-b),由于其B相没装设CT,B相单相接地故障时,没有故障电流流入继电器线圈,故该接线方式不能用于单相接地保护装置,但该接线方式由于其接线简单、经济性等优点,被广泛应用于工厂6~10kV小电流接地的供电系统中,同时作为相间短路保护装置的接线方式,流入继电器线圈电流IJ与CT 二次侧电流I2也相等,其接线系数在正常工作和相间短路时也为1。

    在V形接线中,如何选择电流互感器的安装相?

    图1

    案例分析

    某厂供电系统如图2,夏季汛期某天,系统报B相单相接地,随后不久,变电所丙过流保护装置4动作跳闸,造成大面积停电。事故发生时架空线路II由于小雨发生接地闪烁一瓷瓶被击穿损坏,形成单相接地,伴随有变电所一台电机电缆头故障。

    在V形接线中,如何选择电流互感器的安装相?

    图2

    事故发生后,初步认定为越级跳闸事故,但经保护校验,核查没有问题。后经对现场、建设资料进一步查证:变电所乙为反相序:系统A对其C,系统C对其A,此为早期建厂时历史原因形成,是在外系统母线经套管过墙后标错了A、C,形成企业电网反相序,因其为终端用户,将错就错运行。

    随着企业发展,电网扩建,新建了中心变电所甲及变电所丙、丁,建设过程中,阴差阳错变电所丁也为反相序,只不过此时系统B为其C,系统C为其B,如图相序所标,企业为10kV电网,CT采用V形(两相不完全星形)接线方式,最后分析判定事故先由架空线路B相单相接地引起,随之A、C相电压升高(或闪烁时形成过电压)。

    而后将系统中绝缘薄弱的系统C相(亦即电缆头中的中间相)对地击穿,最终形成系统中不同地点的B、C相间短路,而在变电所乙、丁的这两相上恰好未装保护装置,最后由变电所丙过流保护装置4“越级”动作,事故扩大。

    V形接线时供电网络CT安装相选择

    1 系统中两个CT均装在同名相(以A、C为例)的分析

    当CT均安装在平行线路同名相时(如图3示),发生在平行线路不同相两点接地故障时,保护装置动作情况见表1。

    在V形接线中,如何选择电流互感器的安装相?

    图3

    在V形接线中,如何选择电流互感器的安装相?

    表1

    说明在两套保护装置动作时间即使在t1=t2的情况,这种接线方式在发生相间故障时不仅能确保一套动作,而且还能保证有2/3的机会只切除其中一条线路,不出现全停,减少不必要的切除两条线路(不接地系统允许单相接地短时运行),只有在A、C相故障时,才出现全停,这也是在6~10kV小接地电流系统为什么要选择V形接线方式的原因。

    2 系统中两个CT装在不同名相(线路1装A、C相,线路2装A、B相)的分析

    仍以图3为例,当CT安装在平行线路不同名相时,发生在平行线路不同相两点接地故障时,保护装置动作情况见表2。

    在V形接线中,如何选择电流互感器的安装相?

    表2

    说明在两套保护装置动作时间t1=t2时,将会有1/6机会两套保护装置均不动作,发生越级跳闸,扩大停电范围,出现前例情况,这是不允许的,另有1/2机会要同时切除两回线路,只有1/3机会有选择性地只切除一回线路,工作情况很差。

    结论

    V形接线方式由于其简单经济,被广泛应用在中性点直接接地电网和非直接接地电网中,作为相间短路保护,特别是在分布很广的中性点非直接接地电网中,两点接地短路发生在图3的可能性很大。

    在这种情况下,采用V形接线可以保证有2/3的机会只切除一条线路,比Y形接线具有优越性。而且,当电网中的电流保护采用V形接线方式时,为了避免越级跳闸(表2),必须是在所有的线路上将保护装置安装在两同名相上(一般都装于A、C相上),才能保证在不同线路上发生两点及多点接地时,能有选择的切除故障,缩小停电范围。

    (编自《电气技术》,标题为“在V形接线中电流互感器安装相的选择”,作者为闫迎洲。)