发表时间：2016-11-08T11:46:37.200Z 来源：《电力设备》2016年第17期作者：裴际新

[导读] 在10kV~66kV小接地系统中，随着单相接地电流的增大，为减少因单相间歇性接地引起谐振过电压。

（肇庆粤能电力设计有限公司广东肇庆 526060）

摘要：10kV零序电流互感器（以下将“电流互感器”简化为“CT”）二次容量选择不当，将导致其准确度误差过大，直接影响保护动作可靠性以及选线准确性。论文通过实例对零序电流互感器二次容量选择失误分析，清晰讲述了二次容量选择方法、注意事项。

关键词：零序CT；二次容量；电容电流；选线

1 概述

在10kV~66kV小接地系统中，随着单相接地电流的增大，为减少因单相间歇性接地引起谐振过电压，近年来，广泛采用中性点经消弧线圈、电阻等接地方式。

小接地系统的单相接地，不仅威胁到电网的安全运行，有时还会危及到人员的生命及财产安全，故在发生单相接地故障时，要求尽快降低故障危害和消除故障。对于中性点采用谐振接地系统，采用快速补偿接地点电容电流，确定故障线路并予以切除。

由于技术上尚未完善及对上述认知未形成共识，因此对中性点经消弧线圈接地系统中的接地选线装置未予足够的重视，也未明确规范。在实际工程运用时会因为零序CT参数选择不当而导致接地选线装置无法进行有效选线作用。

2 10kV零序CT的参数选择

2.1 零序CT参数

对10kV零序CT的选择通常认为没有精度和变比的要求，可以凭借经验选择：

变比：150/5 容量：5VA

或变比：40/1 容量：2.5VA

这两种零序CT在负载阻抗2.5Ω时，一次1A，二次输出在20mA左右，一次40A时二次≥1A，没有严格的变比关系。

2.2 零序CT二次容量要求

在实际工作中，凭借经验往往是错误的，在此，列举220kV端州站#3主变扩建工程关于10kV开关柜零序CT选择失误进行分析。

2.2.1端州站#3主变扩建工程情况：

端州站前期CT二次电流额定值为5A，本期扩建工程二次电流应与前期一致，选用5A。10kV开关柜订货时10kV零序CT采用常用的变比为150/5A，准确级为10P10，容量采用10VA。10kV为中性点不接地和消弧线圈接地系统。二次电缆采用2.5mm2电缆，单根电缆长度在

150米左右。

10kV采用接地选线装置。小电流选线装置本身没有整定值，零序电流只是装置的判据之一，要求零序CT在一次接地电流较小和非金属性接地时，零序CT也要有一定的输出，来满足装置启动的门坎值。10kV零序保护与选线共用一组零序CT。装置本身的负载阻抗并不大，但需要通过电缆将各个零序CT与装置连接起来，所以电缆的阻抗就是零序CT的主要负载阻抗。

根据上述情况，按经验应无大碍，但现场施工调试时发现，零序CT带电缆回路测试变比误差较大，当一次电流为30A时，二次电流为0.8A(用电流表检测以及消弧选线装置显示相同)，误差达到20%，远大于零序CT 10%的误差要求。解开二次电缆，在互感器二次接线处就地检测，变比正确，无偏差。

2.2.2 原因分析

①根据国标中规定，保护用零序CT误差限值如下表。

国标中规定：“在额定频率及额定负荷下，电流误差，相位差和复合误差不超过上表所列限值。”，所以零序CT的容量要与二次回路（装置及回路）阻抗匹配，才能达到上表精度。如容量大时零序CT在使用时将出现正误差，反之则出现负误差。本期工程零序CT采用10P10准确级，符合国标要求。

②根据零序互感器二次接线处就地检测，变比正确，无偏差。说明二次负荷过大，导致远距离传送误差增大。根据容量与二次阻抗的关系

Z=S/I2 或 S=I2×Z

式中S：容量（额定负荷）用“VA”表示

I：二次额定电流，（5A或1A）用“A”表示

Z：二次所接仪器或继电器的阻抗和二次联结线路阻抗之和，用“Ω”表示。

本期扩建工程二次电流为5A，容量选用10VA，则其二次阻抗不得大于0.4Ω。二次回路电缆通常采用2.5mm2或4mm2截面电缆。

由上表可知二次采用1A能有效解决容量问题，但本期扩建工程二次电流采用5A。为此，需将电缆导线截面更换成4mm2才可将其容量要求降为最低。经与CT厂家沟通，认为根据现场情况，二次电缆长度达150米，电阻太大，超过2欧,二次容量应取50VA(按2.5mm2导线截面考虑)，与上述计算结果一致。

2.2.3 解决方案

根据上述原因，通过多方沟通，提出更换零序CT，将其更换二次容量为50VA的解决方案。但厂家提出由于受安装位置影响，无法生产容量50VA的零序CT。根据《广东电网公司电流互感器技术规范》表6“10kV 及以下干式电流互感器其它相关电气参数要求”，二次额定输出容量最大为30VA，远小于厂家要求值。

既然更换大容量零序CT不行，只好从其他方面着手。根据接地选线装置工作原理，其选线程序分为常规选线和扰动选线两部分。当接地电容电流较小时，采用常规选线，其门坎值为0.1A(对应一次为3A)；当接地电容电流较大时，采用扰动选线，即减少接地阻抗至可以检测到故障线路。按照规程，当接地电容电流超过10A时(可按要求整定)，就需投入消弧线圈进行补偿，也就是说发生单相接地故障时，零序CT的一次电流通常在10A以下。

由于零序CT误差较大，当临界值0.1A时，常规选线可能出现检测不到，响选线可靠性。为了确保选线成功，考虑到将其二次电缆截面由2.5mm2更换为4mm2能有效降低零序CT二次负载(降低约15%~36%)，现场将二次电缆由2.5mm2电缆更换为4mm2电缆，试验当零序CT 一次侧电流为3.5A时，其二次侧电流为0.1A，当一次电流为4A，二次电流大于消弧0.1A门坎值，即满足常规选线条件，也符合《电流互感器和电压互感器选择及计算导则》。

10kV III段（本期）出线，只要电缆总长大于2.5km，即单相接地电容电流大于4A(3×240电缆电容电流1.6A/km)，满足常规选线条件。端州站在市区内，10kV馈线均为电缆出线，本期电缆总长至少5km（单回电缆长度最少在500米以上）。更换电缆后，满足消弧选线门坎值要求。但作为零序保护接入保护装置，其电流误差仍然达15%，超出CT10%的误差限值。根据《电流互感器和电压互感器选择及计算导则》(DL-T866-2004)“6.3 额定参数—，对中性点非有效接地系统的电缆式或母线式零序CT，因接地故障电流小，需要按保证保护装置动作灵敏系数来选择变比及有关参数”。为确保零序电流保护装置采取准确电流值，可采用三相电流保护尾端自产零序以及更换二次容量为30VA零序CT（见表2.3计算结果），接线原理图如下：

过流、零序CT接线原理图

2.3 处理结果

由于业主运行单位要求，为了便于管理，根据网公司要求，将开关柜零序CT进行更换，更换后CT参数：变比为150/5A，准确级为10P10，容量采用30VA。零序CT更换后，现场测试接入保护及选线装置后，其电流值误差为1%，满足设备选型要求。

3 结论

由于小电流选线装置本身没有整定值，零序CT要有一定的输出，来满足装置启动的门坎值，对10kV零序CT没有精度和变比的高灵敏度要求。但在国标中规定，保护用CT需采用变比、容量、精度要求的零序CT。为此，在零序CT选择上需注意其主要用途。在实际工作中往往会忽略相关联的配套装置的接线，尤其随着电气设备保护要求提高，对于用于检测采样设备的精确度也相应提高，在实际应用尽量细化设计方案，采用现场收资，尤其对于扩建、改建工程一定要重视前期设备状况以及与本期工程的衔接情况。避免在订货或施工中因出现重大变更或改进而造成不必要的损失。

此外，对于其它CT二次容量选择同样可以按上述方法进行分析选择。参考文献:[1] 《电流互感器》国家标准GB1208—1997；

[2] 《电流互感器和电压互感器选择及计算导则》DL/T 866-2004 国家发布；

[3] 《广东电网公司电流互感器技术规范》南方电网广东电网公司2009年12月印发；下载本文