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摘 要：随着克拉玛依经济的发展，用电量持续上升，为了满足供电需求，需要对枢纽变电站进行扩建。扩建时必须正确选择设备型号，以保证电网的可靠运行，下面对新建开关柜电流互感器爆炸事故进行分析，进而说明变电站扩建时电流互感器选型需要注意事项。
关键词：设备选型 事故分析 注意事项
前 言
电流互感器依据电磁感应的原理，由闭合的铁心和绕组组成。在发电、变电、输电、配电和用电的线路中电流大小悬殊，从几安到几万安都有。为便于测量、保护和控制需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压一般都比较高，如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到电流变换和电气隔离作用。
一 事故过程
2014年5月8日19时17分，枢纽变电站35kV枢铁线（D326）线路电缆发生故障，而本线路断路器没有跳闸，导致2#主变中压侧越级跳闸，同时35kV母联开关动作跳闸。经过现场人员勘查，发现枢铁线出线电缆至架空线之间的电缆接头处发生短路（离控制室大概150米的距离），短路点电缆头爆裂，检查35kV开关D326，发现电流互感器爆炸，而断路器未跳闸。
监控系统记录如下：
2014年5月8日19时17分 后台显示35 kV枢铁D326开关过负荷，枢飞线PT断线，35kV Ⅰ、Ⅱ母线接地信息，2#主变中压侧跳位灯，合后灯亮，电流无指示，35 kV母联D301开关SEL保护装置上的TRIP.50灯亮，跳位灯亮，开关跳闸；枢铁线D326开关SEL保护上的TRIP.50 B、C相灯亮，开关未跳，2#主变中压侧复压过流动作，6 kVⅡ段电容器D623开关欠压保护动作。
二 现场主要设备资料
通过对现场的情况进行调查，采集现场主要的设备资料如下表2-1
三 原因分析
从保护动作记录数据分析，326枢铁线线路发生短路引起主变越级跳闸，枢铁线保护装置未动作，电流互感器发生爆裂，分析可能原因如下：（1）枢铁线电流互感器选型参数，动稳定值、热稳定值过小。（2）CT在运输过程中绝缘损坏。
1 电流互感器的动稳定及热稳定校验
先计算35kV母线发生故障的最大短路电流（枢纽#1、#2主变35kV侧并列运行，35kV母线）：
已知：枢纽变110kV母线最大三相短路容量2001.44MVA。
S35max=1000/（1000/S110max+（X11*+ X12*）∥（X21*+ X22*））
=1000/（1000/2001.44+（3.424-0.268）*（3.29-0.144）/（（3.424-0.268）+
（3.29-0.144）））=481.9MVA
（1）从以上计算结果看出，当枢纽#1、#2主变35kV侧并列运行为35kV母线供电时，35kV母线发生故障的最大短路电流可以达到7.52kA，故对于本次故障来说，故障点在326线路离35kV母线电缆出线约200米的距离处，可以近似的认为35kV母线发生故障，所以对本次故障，保护电流达到7.52kA完全有可能。
（2）按照保护整定原则，应该保证继电保护的选择性，当326线路发生故障时，应该由326线路保护动作跳开自身开关，而不应该越级到母联。
1.1 电流互感器的动稳定校验：
短路全电流ik的最大有效值是短路后第一个周期的短路全电流有效值，用Ish表示，也叫冲击电流有效值。
式中 --短路次暂态电流有效值，是短路后第一周期的短路电流周期分量ip的有效值，对于一般的高压电力网而言，电抗均较电阻值要大得多，τ值一般取τ=0.05s，相应的ksh=1.8，因此： ish=2.55
短路暂态过程在经过0.2s后就衰减完毕，这时的短路电流达到稳定状态，称为短路稳态电流，用Ik表示。
枢纽变电站上一级可视为无限大容量系统，由于系统电压在短路过程中是恒定的，所以可以认为暂态过程以后，所有时间短路电流完全相同，即： Ip= =Ik ish=2.55Ik
短路冲击电流ish用来校验电流互感器的动稳定度： ish=2.55×7.52=19.176kA
1.2 短路热稳定电流校验：
Ik= 用来校验电流互感器的短时热稳定。
式中Ith--设备的短时热稳定的电流铭牌值；
T--电流互感器铭牌的短时热稳定电流值持续的时间；
Ik--短路电流稳态值；
tk--短路电流持续时间，短路发生到开关切断电流的时间，一般用保护动作时间+断路器分闸时间代替；
取短路电流持续时间tk=0.25 则：I2tk=0.25×7.522=14.14
1.3 结果分析：
在7.52kA的故障电流下，电流互感器的动热稳定值校验结果与厂家出厂值比较如下：
动稳定：10.5kA（厂家值）<19.176 kA （计算值）
热稳定：10.89kA（厂家值）<14.14 kA （计算值）
根据以上计算结果可以判断出，电流互感器动稳定值及热稳定值均不满足要求。
2 电流互感器的交接试验报告
对变电站存档的电流互感器试验报告进行检查，有具备资质的单位出具的完整性能及耐压试验交接试验报告，可以排除设备运输损坏的可能性。
四 事故结论
电流互感器最为变电站重要的设备之一，承担着计量、测量以及保护的工作，互感器的选择不仅需要考虑额定情况下的条件，还必须根据计算的短路电流情况，对其动稳定以及热稳定进行严格的校验。
参考文献
[1] 夏道止.电力系统分析【M】，北京：中国电力出版社2005.7-8
[2] 李光琦.电力系统暂态分析（第三版）【M】，北京：中国电力出版社65-74
[3] 孟祥萍.电力系统分析【M】，北京：高等教育出版社2006：54-58
[4] 熊信银.《发电厂电气部分》第三版.中国电力出版社，2006
作者简介：刘玉明，男，1985年2月20日出生，主籍吉林，工作单位：中国石油集团工程设计有限责任公司新疆设计院，2008年6月毕业于青海大学电气工程及其自动化专业，目前职称为助理工程师。
关键词：设备选型 事故分析 注意事项
前 言
电流互感器依据电磁感应的原理，由闭合的铁心和绕组组成。在发电、变电、输电、配电和用电的线路中电流大小悬殊，从几安到几万安都有。为便于测量、保护和控制需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压一般都比较高，如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到电流变换和电气隔离作用。
一 事故过程
2014年5月8日19时17分，枢纽变电站35kV枢铁线（D326）线路电缆发生故障，而本线路断路器没有跳闸，导致2#主变中压侧越级跳闸，同时35kV母联开关动作跳闸。经过现场人员勘查，发现枢铁线出线电缆至架空线之间的电缆接头处发生短路（离控制室大概150米的距离），短路点电缆头爆裂，检查35kV开关D326，发现电流互感器爆炸，而断路器未跳闸。
监控系统记录如下：
2014年5月8日19时17分 后台显示35 kV枢铁D326开关过负荷，枢飞线PT断线，35kV Ⅰ、Ⅱ母线接地信息，2#主变中压侧跳位灯，合后灯亮，电流无指示，35 kV母联D301开关SEL保护装置上的TRIP.50灯亮，跳位灯亮，开关跳闸；枢铁线D326开关SEL保护上的TRIP.50 B、C相灯亮，开关未跳，2#主变中压侧复压过流动作，6 kVⅡ段电容器D623开关欠压保护动作。
二 现场主要设备资料
通过对现场的情况进行调查，采集现场主要的设备资料如下表2-1
三 原因分析
从保护动作记录数据分析，326枢铁线线路发生短路引起主变越级跳闸，枢铁线保护装置未动作，电流互感器发生爆裂，分析可能原因如下：（1）枢铁线电流互感器选型参数，动稳定值、热稳定值过小。（2）CT在运输过程中绝缘损坏。
1 电流互感器的动稳定及热稳定校验
先计算35kV母线发生故障的最大短路电流（枢纽#1、#2主变35kV侧并列运行，35kV母线）：
已知：枢纽变110kV母线最大三相短路容量2001.44MVA。
S35max=1000/（1000/S110max+（X11*+ X12*）∥（X21*+ X22*））
=1000/（1000/2001.44+（3.424-0.268）*（3.29-0.144）/（（3.424-0.268）+
（3.29-0.144）））=481.9MVA
（1）从以上计算结果看出，当枢纽#1、#2主变35kV侧并列运行为35kV母线供电时，35kV母线发生故障的最大短路电流可以达到7.52kA，故对于本次故障来说，故障点在326线路离35kV母线电缆出线约200米的距离处，可以近似的认为35kV母线发生故障，所以对本次故障，保护电流达到7.52kA完全有可能。
（2）按照保护整定原则，应该保证继电保护的选择性，当326线路发生故障时，应该由326线路保护动作跳开自身开关，而不应该越级到母联。
1.1 电流互感器的动稳定校验：
短路全电流ik的最大有效值是短路后第一个周期的短路全电流有效值，用Ish表示，也叫冲击电流有效值。
式中 --短路次暂态电流有效值，是短路后第一周期的短路电流周期分量ip的有效值，对于一般的高压电力网而言，电抗均较电阻值要大得多，τ值一般取τ=0.05s，相应的ksh=1.8，因此： ish=2.55
短路暂态过程在经过0.2s后就衰减完毕，这时的短路电流达到稳定状态，称为短路稳态电流，用Ik表示。
枢纽变电站上一级可视为无限大容量系统，由于系统电压在短路过程中是恒定的，所以可以认为暂态过程以后，所有时间短路电流完全相同，即： Ip= =Ik ish=2.55Ik
短路冲击电流ish用来校验电流互感器的动稳定度： ish=2.55×7.52=19.176kA
1.2 短路热稳定电流校验：
Ik= 用来校验电流互感器的短时热稳定。
式中Ith--设备的短时热稳定的电流铭牌值；
T--电流互感器铭牌的短时热稳定电流值持续的时间；
Ik--短路电流稳态值；
tk--短路电流持续时间，短路发生到开关切断电流的时间，一般用保护动作时间+断路器分闸时间代替；
取短路电流持续时间tk=0.25 则：I2tk=0.25×7.522=14.14
1.3 结果分析：
在7.52kA的故障电流下，电流互感器的动热稳定值校验结果与厂家出厂值比较如下：
动稳定：10.5kA（厂家值）<19.176 kA （计算值）
热稳定：10.89kA（厂家值）<14.14 kA （计算值）
根据以上计算结果可以判断出，电流互感器动稳定值及热稳定值均不满足要求。
2 电流互感器的交接试验报告
对变电站存档的电流互感器试验报告进行检查，有具备资质的单位出具的完整性能及耐压试验交接试验报告，可以排除设备运输损坏的可能性。
四 事故结论
电流互感器最为变电站重要的设备之一，承担着计量、测量以及保护的工作，互感器的选择不仅需要考虑额定情况下的条件，还必须根据计算的短路电流情况，对其动稳定以及热稳定进行严格的校验。
参考文献
[1] 夏道止.电力系统分析【M】，北京：中国电力出版社2005.7-8
[2] 李光琦.电力系统暂态分析（第三版）【M】，北京：中国电力出版社65-74
[3] 孟祥萍.电力系统分析【M】，北京：高等教育出版社2006：54-58
[4] 熊信银.《发电厂电气部分》第三版.中国电力出版社，2006
作者简介：刘玉明，男，1985年2月20日出生，主籍吉林，工作单位：中国石油集团工程设计有限责任公司新疆设计院，2008年6月毕业于青海大学电气工程及其自动化专业，目前职称为助理工程师。