中国水电顾问集团电力运营技术有限公司桃源水电厂 工程师 湖南省常德市 415000
摘要：桃源水电站为低水头径流式电站，位于湖南省常德市桃源县城附近的沅水干流上，是沅水干流最末的一个水电开发梯级，电站的开发任务主要是发电，兼顾航运、旅游等综合利用。电站装机容量为9X20MW，9台机组，3台220KV变压器，采取三机一变接线方式接入220KV单母线上，通过双漳线并入220KV电网。
桃源水电站投运后，部分专家对桃源水电站220KV变压器高压侧CT变比问题提出疑问，认为220KV变压器高压侧CT变比2000/1过大，导致CT二次侧电流过小，有可能会导致保护装置拒动或误动。本文从三个方面对桃源水电站220KV主变高压侧CT变比可靠性进行分析，一互感器选型，二保护装置实际投运情况，三保护装置的检修情况。
关键词：CT，电流互感器，变比，保护装置
一、互感器选型
众所周知CT（电流互感器）主要用于继电保护、计量、测量等回路。CT的配置及选型均应满足保护和测量的要求，包括准确度和误差限值以及二次输出容量的要求，另外CT还涉及动稳定和热稳定及暂态特性的要求等。CT的配置及选型主要应从功能要求出发进行综合考虑，合理的对CT进行配置及选型，将有利于二次接线、降低工程成本，同时提高二次系统的可靠性。
1.主要参数计算
（1）主变压器参数：
额定容量Sn：70MAV
变比：242
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/10.5KV
阻抗压降Uk：14%
主变高压侧额定电流Itn：
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＝167A
（2）系统参数：
以#1号主变为例，系统最大运行方式下，按中南院短路电流计算报告，变压器差动保护区内最严重情况短路时，流经变压器高压侧电流互感器最大短路电流为Ipcf＝18.3KA。
2.主变高压侧CT选型
由于短路电流较大，最初选1250/1、1500/1、2000/1这三个变比作为保护用CT，按额定二次极限电动势验算电流互感器性能。
（1）如果变比选用1250/1的CT
准确系数值Kalf＞
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=29
公式中给定暂态系数 K=8
Kpcf=Ipcf/Ipn=14.64
互感器的二次绕组电阻 Rct=6Ω
Rb=2.9Ω （微机保护装置考虑1Ω，接触电阻考虑0.5Ω，导线电阻考虑1.4Ω）
互感器额定容量 Rbn=30VA
通过上述计算要选择5P30电流互感器
（2）如果变比选用1500/1的CT
准确系数值Kalf＞
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=24.1
通过计算要选择5P30电流互感器
（3）如果变比选用2000/1的CT
准确系数值Kalf＞
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=18.1
通过计算只要选择5P20电流互感器
结论：按上面计算结果，若按主变高压侧额定电流选择CT变比，当提高准确限值电流时，电流互感器可能出现局部饱和，采取适当提高电流互感器一次额定电流的方案，当选择1250/1、1500/1时都需要采用5P30电流互感器，选择2000/1时只需要选择5P20电流互感器，通过比较互感器的体积及造价，最终选定用2000/1、5P20、30VA的电流互感器。
二、保护装置实际运行情况
2014年09月28日实抄桃源水电站保护装置数据，桃源水电站220KV#1、#2、#3主变压器运行，#4、#7号机组运行，两台机组各带10MW，其他机组在停机状态。
1.220KV母线保护装置实际运行状况的分析
主变压器高压侧电流计算：
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=0.0131
双漳线电流计算：2XI=0.0262
（1）．220KV母线保护A柜GMH800A-120S装置采样，母线电压A相59.515V，B相59.762V，C相59.554V，#2主变支路电流A相0.013A，B相0.013A，C相0.014A，，#3主变支路电流A相0.013A，B相0.013A，C相0.014A，双漳线支路电流A相0.025A，B相0.026A，C相0.027A，其他支路当前无电流，装置大差A相0.001A，B相0.001A，C相0.001A，母线装置差动电流很小，几乎可以忽略不计，说明CT二次侧电流采样正确、CT极性正确，可以投入运行。
（2）．220KV母线保护B柜RCS-915GA装置采样，母线电压A相59.76V，B相60.09V，C相59.73V，#2主变支路电流A相0.013A，B相0.013A，C相0.014A，#3主变支路电流A相0.013A，B相0.013A，C相0.014A，双漳线支路电流A相0.025A，B相0.024A，C相0.025A，其他支路当前无电流，装置大差A相0.001A，B相0.001A，C相0.000A，母线装置差动电流很小，几乎可以忽略不计，说明CT二次侧电流采样正确、CT极性正确，可以投入运行。
2. 220KV#2主变压器保护装置实际运行状况的分析
变压器保护装置基本参数：基准电流Ie=0.192A、高压侧平衡系数K1 =2.305、低压侧平衡系数K2=0.1
主变压器高压侧电流计算：
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=0.030A
机组支路电流计算：
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=0.029A
（1）220KV#2主变压器保护A柜WBH-802A装置采样，主变高压侧电压A相59.613V，B相59.751V，C相59.567V，#2主变高压侧电流A相0.031A，B相0.031A，C相0.032A，#4机电流A相0.030A，B相0.031A，C相0.030A，其他机组停机当前无电流，装置差动电流A相0.006A，B相0.007A，C相0.007A，制动电流A相0.031A，B相0.031A，C相0.031A，装置差动电流很小，几乎可以忽略不计，说明CT二次侧电流采样正确、CT极性正确，可以投入运行。
（2）220KV#2主变压器保护B柜WBH-802A装置采样，主变高压侧电压A相59.647V，B相59.761V，C相59.524V，#2主变高压侧电流A相0.033A，B相0.032A，C相0.031A，，#4机电流A相0.030A，B相0.031A，C相0.030A，其他机组停机当前无电流，装置差动电流A相0.006A，B相0.003A，C相0.006A，制动电流A相0.033A，B相0.032A，C相0.031A，装置差动电流很小，几乎可以忽略不计，说明CT二次侧电流采样正确、CT极性正确，可以投入运行。
结论：桃源水电站220KV母线保护装置及220KV#2主变压器保护装置，在实际运行过程中正常，检查电流数据，虽然实测数据较小，但是装置所采集的CT二次值与实际值相符，通过变比换算能正确反应CT一次值，与实际机组所带负荷相匹配，因此桃源水电站220KV主变高压侧用2000/1的CT完全符合继电保护装置采样要求。
三、保护装置的检修情况
下面对2015年保护装置的检修数据进行分析，以#2主变压器保护装置A柜差动保护调试报告为例。
比率差动式主变差动（基准电流Ie=0.192A、高压侧平衡系数Kg=2.305、低压侧平衡系数Kd=0.1）
1、保护定值
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2、起动动作电流测试
高压侧动作电流：Id=0.4Ie/Kg
低压侧动作电流：Id=0.4Ie/Kd
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3、比率制动系数测试
制动系数K计算公式：
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Id=4.61X0.1-0.17X2.305/1.732=0.235A Iz=4.61X0.1=0.461A
Id1=2.71X0.1-0.1X2.305/1.732=0.138A Iz1=2.71X0.1=0.271A
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结论：220KV主变保护装置检修定值按定值单整定，变压器、发电机参数按现场实际参数整定，保护装置动作正确，没有出现误动或拒动的情况，因此可以证明桃源水电站220KV主变高压侧CT变比取2000/1是可行的。
四、结束语
上述论文从三个方面分析了桃源水电站220KV主变压器高压侧用2000/1、5P20、30VA的电流互感器是可行的，一是从互感器选型上，选用此型号的电流互感器能满足保护可靠性及降低工程成本的要求；二是从现场实际运行情况分析，装置运行正常，采样正确，用此型号的电流互感器是可行的；三是从历年的检修情况分析，用此型号的电流互感器能完全满足保护装置正确动作的要求。得出结论桃源水电站220KV主变高压侧电流互感器采用2000/1、5P20、30VA这型号是经济合适的，完全能满足保护要求，可以投入正常运行。
参考文献：
[1]DLT/684-2012《大型发电机变压器继电保护整定计算导则》
[2]GBT/14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》