淺談風力發電升壓站電流互感器接線問題

范衛國 王金祥

摘要：風力發電系統升壓站內的獨立電流互感器和開關、母線的相對位置，有不同的安裝方式。電流互感器極性及接線不正確，造成保護裝置誤動和拒動。本文從現場工作角度提出可行性預防建議，以期引起電力系統各相關一、二次專業的重視。

關鍵詞：風力發電系統升壓站、電流互感器、保護、極性

中圖分類號：F407文獻標識碼： A

引言

電流互感器是風力發電系統中非常重要的高壓設備。應用在繼電保護、電能計量、遠方測控、故障錄波、同步相量測量、電能質量監測等方面。然而，由于電流互感器接線及極性不正確，造成保護裝置誤動和拒動，由此而引起的停電事故時有發生，給風電企業帶來巨大的損失，因此，正確判斷電流互感器的極性及接線的正確性是非常重要的。

1 電流互感器接線

國內大多風電場升壓站采用絕緣油電流互感器，且均為減極性，供給二次回路的電流方向和一次的相同。一般油絕緣電流互感器的一次P1(L1)端子與上鐵帽是絕緣的。而P2(L2)與上鐵帽相連，見圖1。若CT上鐵帽發生接地（外絕緣閃絡）。相當于CT的P2(L2)端子發生接地。由于P1(L1)端子CT外露面積很小，而P2(L2)端子和整個鋏帽連通，在CT發生外絕緣故障基本都呈現為CT的P2(L2)端故障。

1）單（或雙）母線接線方式，CT裝在開關線路側時，P1(L1)應指向母線側（本開關側），詳見圖2。當CT發生外部絕緣故障時，由于P2(L2)端子故障幾率高，也就是說大多數的CT故障呈現為線路故障，線路保護動作，只切線路開關，避免了擴大為母線事故，見圖2。

圖2

2）單（或雙）母線接線方式，CT裝在開關的母線側，P1(L1)端子應指向線路側（本開關側），詳見圖3。CT安裝在此處，母差保護有死區。為了縮小母差保護的死區范圍，CT發生故障時，故障幾率高的P2(L2)端子故障，都呈現為母線故障。母差保護可迅速動作切除故障。

圖3

4）主變三側CT，高、中壓側在開關的主變壓器側，低壓側在開關母線側。由于低壓側（35kV或10kV）為澆注式電流互感器不存在P1、P2端子故障率的差異，可不考慮P1(L1)與P2(L2)端子指向。但是，高、中壓側P1(L1)均應指向母線側（本開關側），詳見圖4。

圖4

2 電流互感器的極性

2.1 風電場升壓站電流互感器極性反接對計量回路的影響

在電力系統中，CT 必須服從減極性原則從一次繞組極性端通入交流電流時，在二次側感應電流從同極性端流出。電能表接線實際操作中，在電壓接線正確情況下，CT 二次側電流須接入電能表極性端子，從非極性端流出。

2.1.1 送電側計量回路二次接線

如圖5所示，CT一次電流I1由母線流向線路，即由P1(L1)流向P2(L2)，由減極性原則可知二次電流I2從CT同名端S1(K1)流出，接入電能表極性端I，再經非極性端I流出，回到費同名端S2(K2)，構成回路。風電場升壓站送電回路如站用變、接地變、無功補償等回路。

圖5

2.1.2 受電側計量回路二次接線

如圖6所示，CT一次電流I1由母線流向線路，即由P2(L2)流向P1(L1)，由減極性原則可知二次電流I2從CT非同名端S2(K2)流出，經由電能表回到CT同名端S1(K1)。值得注意的是此時應將從非同名端K2 流出的電流接入電能表極性端I，再經非極性端I' 流入CT 同名端K1，構成回路。否則，根據公式P=U×(-I ) cosφ= -UI cosφ ? (1)

造成該相受電側電能表有功計量完全相反的后果，該相無功計量同理亦錯。然而在實際工作中往往由于一次、二次設計失誤或一次、二次安裝錯誤難免造成CT 極性反接的情況，應該杜絕。風電場升壓站受電回路為集電線路等回路。

圖6

2.2 風電場升壓站電流互感器極性反接對保護回路的影響

2.2.1送電側保護回路二次接線

如圖7所示，CT一次電流I1由母線流向線路，即由P1(L1)流向P2(L2)，由減極性原則可知二次電流I2從CT同名端S1(K1)流出，接入保護裝置極性端I，再經非極性端I流出，回到費同名端S2(K2)，構成回路。

2.2.2 受電側保護回路二次接線

由于風電場升壓站故障電流主要是電網側提供，所以送電側回路二次接線應與送電側回路二次接線一致，詳見圖7。

圖7

2.3 預防措施

保護、計量工作人員應在現場驗收時做好每一組計量用CT 的極性實驗，并判斷實際一次運行設備中電流的流向；根據實際電流流向區分送電端及受電端計量，逐一檢查新裝CT 一次極性端是否符合相應的極性安裝要求，否則在現場CT 一次側安裝極性倒置的前提下即使極性實驗正確，實際二次電流已反相接入電能表；當現場發現一次或二次極性反接現象，應會同一、二次安裝、驗收人員研究討論做出一次安裝更改或進行二次回路極性調整；若設計圖紙發生錯誤，須及時通知設計人員，訂正并備案，以免再次發生類似設計錯誤。

3 可行性

實際生產中，保護、測量、計量用CT 本體為一只CT，僅根據不同的繞組級別接入各自回路，對CT 的選型與各種試驗又由設計、保護、高壓試驗、自動化、計量等不同專業分別進行，專業分工的割裂性往往造成彼此對電流互感器二次回路理解程度的不同，無意中變更二次電流回路，造成CT極性反接錯誤或忽視磁飽和特性對保護或計量回路的影響，都會產生不可低估的后果。本文就此兩方面進行分析，并提出可行性預防措施，希望有關各專業人員在工作中學習其他相關專業的知識，重視大二次的交流與協作，確保繼保動作可靠性、選擇性及計量的準確性。

4結束語

綜上所述，我們應充分認識電流互感器極性及接線的重要性，并應注意理論知識的學習，熟悉各種保護的動作原理，做到精心設計。