保护班电流互感器特性探讨
1邹县发电厂电气队保护班电流互感器特性探讨邹县发电厂电气队保护班电流互感器特性探讨邹电四期工程 10kV 高压厂用电系统的 FC 回路（熔断器、真空接触器）中，#7、#8机共有 70 台设备保护用 CT 采用上海通用广电工程有限公司生产型号为 LZZB-12 150/A1的 CT，其技术数据为 50/5A,0.5/5P30,15VA/10VA。在机组运行过程中，多次出现采用此型号 CT 的电动机起动时，负序一段保护动作，查看电动机起动电流波形，有一相电流为 0，没有输出，在进行该相 CT 的伏安特性试验时，测的 CT 二次电感太小，伏安特性测不出来，CT 故障。仅在 2008 年初的#7 机大修中，就发现有 19 台 CT 二次电感太小，伏安特性测不出来，CT 故障。再加上平时运行中出现的故障，可谓故障频发，严重影响了机组的正常运行。保护班全体人员集思广益，决定成立四期工程 2×1000MW 厂用 10kV 系统电流互感器频繁故障原因探究 QC 活动小组。四四.目标确定目标确定1.目标设定：通过电流互感器特性探讨，找出我厂四期工程 10kV 高压厂用电系统 LZZB-12 150/A1，50/5A 型号的 CT 大量损坏原因，制定相应的防范措施及应急预案。2.可行性分析：1）厂、分厂领导都非常重视，专门购买了先进的 CT 分析仪，在各个方面都给予了大力支持，使本次活动有了坚强的后盾。2）小组成员成员是从事继电保护工作多年，实力雄厚、敢打敢拼的技术骨干，有较强的理论基础和实践经验，技术优势明显。图 1：CT 分析仪（欧洲专利号：EP 1 398 644 A1）五五.现状分析现状分析1.LZZB-12 150/A1、50/5A,0.5/5P30,15VA/10VA 型号的 CT 应用现状LZZB-12 150/A1、50/5A,0.5/5P30,15VA/10VA 型号的 CT 在我厂 10kV 高压厂用电系统 FC回路大规模应用。FC 回路由于可以频繁启动、占用空间小等特点，被中压系统所广泛使用。2我厂四期 10kV 系统共有 70 台设备使用了 FC 回路（包括输煤系统） 。也就是有 210 台 CT是 LZZB-12 150/A1、50/5A,0.5/5P30,15VA/10VA 型号的。2.FC 回路相关保护配置情况在我厂四期 10kV 高压厂用电设备每台 FC 回路电动机的保护装置为南瑞继保 RCS9626C 型的，配有过流闭锁保护、过流段保护、负序过流段保护，负序过流段保护、零序过流保护等保护。其中负序过流段保护按电动机的额定电流整定，1s 跳闸。负序过流段保护按额定电流的 35%整定，10s 跳闸。邹县电厂 10kV 母线附近短路约 20kA 的短路电流，是所选用 CT 额定电流（50A）的 400 倍。3.典型故障分析故障记录：负序过流段保护跳闸。故障波形： #7机10KV段B空压机起动时ECS显示故障录波图像故障相CT测试记录：故障相 CT 与正常 CT 伏安特性比较：3V/VI/A100?1m10m100m11235710203050V/VI/A100?1m10m100m1125102050100200故障分析：从以上故障信息及相关工作中分析，电机启动时，B 相电流明显降低。达到负序过流段保护动作电流，保护动作。测量 B 相伏安特性曲线时，故障相的保护用 CT 伏安特性曲线测不出来，显示电感偏低，且 CT 变比测试不出，测量用 CT 特性是正常，比较发现故障相测量用 CT 曲线特性与正常 CT 的特性曲线是一致的，没有异常。变比测试时正常。六原因分析六原因分析1.系统电压等级影响：邹县电厂中压采用 10kV 系统，电流互感器的额定电压为 10.5kV，最高运行电压要求为 12kV，厂用高压系统不存在过电压，而其他互感器并没有出现伏安特性异常，因此系统电压 10kV 对互感器的一次侧的性能并不会有影响，事实也证明也是如此。2.CT 结构影响：LZZB-12 150/A1 型号的 CT 有两组二次线圈，对于损坏的 CT，其测量一组的线圈伏安特性是正常的，测量 CT 变比也是是正确的，这说明一次线圈没有故障，绝缘没有损坏。而保护一组的二次线圈却伏安特性测不出来，变比测不出来，这就把问题锁定在 CT 的保护用二次绕组上。LZZB-12 150/A1， ，50/5A 型号 CT，是小变比（50/5A） ，高倍数(5P30)，一次侧是复匝结构(8 匝)，但由于受开关柜柜体的影响，CT 设计的体积的受到限制，在二次侧匝数比较多的情况下，二次侧线圈绕组设计的比较细，抗冲击能力就下降。 （体积一定的情况下，安匝数与动热稳定成反比）43.设备运行方式影响：该型号 CT 大量损坏的设备电动机最大功率为 560kW,额定电流 34A,电动机频繁启动，按电动机的启动电流为额定电流的 8 倍计算，一次电流为 272A，二次电流为 27.2A。如此电流反复冲击这比较细的线圈绕组是很严酷的。最终导致 CT 二次绕组匝间短路，CT 损坏。4.测量绕组的问题：至于测量绕组伏安特性是正常的，是因为测量级铁心小，易饱和，受到的冲击相对较小，因此比保护级安全，无损坏现象。七要因确定七要因确定1.CT 本身设计问题在小变比（50/5A） ，高倍数(5P30)，复匝结构(8 匝)的情况下，由于受开关柜柜体的影响，CT 设计的体积的受到限制，在二次侧匝数比较多的情况下，二次侧线圈绕组只能设计的比较细，抗冲击能力就下降。 （体积一定的情况下，安匝数与动热稳定成反比）2.设备运行方式影响电动机的频繁启动，78 倍的起动电流对 CT 的冲击很大。八制定对策八制定对策按照设计规程，电流互感器的一次额定电流的 2/3 为回路的额定电流。对于电流互感器的高保护倍数 CT,主要是避免 CT 深度饱和导致综合微机保护采样失效，因为邹县电厂 10kV母线附近短路约 20kA 的短路电流，是 50A 的 400 倍，无论是 5P15，还是 5P30，都不能用高倍数来精确记录故障电流。鉴于其他变比的互感器没有出现问题，将 CT 变比放宽到75/5A， 5P15，0.5 级是完全可行的。电动机的保护定值随 CT 变比的改变要作相应修改。九方案实施与检验九方案实施与检验已将#7 机 A 开式泵、输煤系统甲碎煤、#1 斗轮机、#8 皮带、G 输灰空压机、共 15 台 CT 更换为 LZZB-12 150/A1,5P20 型号的 CT。已运行半年多，没有出现问题。十效益十效益安全效益：减少了 10kV FC 回路的故障率，减少了现场维护工作量，提高了四期 100 万机组的安全稳定运行。技术效益：使职工得到锻炼和学习的机会，有利于职工的成长。使职工技术更加完善，增强了职工处理问题的能力。5无形效益：对电力生产 10kV 中压厂用电系统保护用 CT 的设计选型具有指导性意义。十一十一. .下一步的打算下一步的打算1.#7 机及公用系统由于没有大修停机机会，2009 年继续随现场 CT 损坏情况及时更换新型号的 CT。2.在 2009 年 2 月开始的#8 机组大修期间，将#8 机 10kV 系统使用 LZZB-12 150/A1，50/5A ，5P30CT 全部更改为 75/5A,5P20 的 CT。
