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摘要：某核电厂低压配电系统采用TN-S型式，变压器低压侧均配置接地保护用CT及相应的综保装置来实现配电变压器低压侧单相接地保护。由于国内对接地保护用CT安装位置及相应保护整定原则无统一要求，因此施工现场出现设备安装与设计不符，或接地保护用CT安装位置相同而保护整定原则不同的情况。鉴于此，分析接地保护用CT安装位置的差异及其对保护整定原则的影响，给出合理的接地保护用CT安装位置及相应的保护整定原则，为后续配电变压器的CT安装及保护整定提供参考。
0 引言
核电厂低压配电系统为执行非安全相关纵深防御功能的工艺负荷提供非1E级交流电源，由于核安全的特殊性，配电系统故障将导致纵深防御功能丧失，引起安全系统的不必要启动，将造成巨大损失和不可预期的公众影响。配电变压器作为整个低压配电系统的电压转换装置，其可靠性尤为重要。在中性点接地的电力网络中，以单相接地短路故障居多，约占全部故障的90%。为保证变压器可靠运行，变压器低压侧单相接地保护必须合理配置。
1 低压配电系统保护配置及存在的问题
1.1保护配置
某核电厂每个低压配电间对称布置两台变压器、两段负荷中心，两段负荷中心间设置母联断路器。变压器采用Dyn11接线，高压侧由10. AV电源供电，低压侧向400V负荷中心（LC）供电，最终电能由负荷中心通过电机控制中心（MCC）分配至负荷。以常规岛为例介绍保护典型配置，变压器高压侧配置反时限过电流保护（51）、定时限过电流保护（50，两段）、零序过电流保护（51N）、差动保护（87），保护动作于跳高压侧断路器并同时通过低压侧86继电器跳负荷中心进线断路器；变压器低压侧配置接地保护，保护动作通过86继电器同时跳高低压侧断路器；负荷中心进线断路器配置长延时保护、短延时保护、接地保护。变压器低压侧单相接地保护与下游负荷中心进线断路器配合。
1.2存在的问题
1.2.1单相接地保护用CT安装位置不统一
国内变压器施工图集《99D201-2干式变压器安装》及相关标准并未对变压器低压侧接地保护用CT安装提出详细指导，且该核电厂由国内外多家设计院参与设计，设计原则不同，变压器供货商也不同，导致施工现场配电变压器低压侧单相接地保护CT安装位置出现差异，如图1、图2所示。
1.2.2单相接地保护整定原则不统一
该核电厂配电变压器低压侧单相接地保护采用了两种整定原则。
（1）零序过电流保护原理。根据《工业与民用配电设计手册》，配电变压器低压侧单相接地保护装置（采用在低压侧中性线上装设专用零序保护）的动作电流（应躲过正常运行时变压器中性线上流过的最大不平衡电流）为：
Iop =Krel·0. 25I2rT（1）式中，Iop为保护装置一次动作电流；Krel为可靠系数，用于变压器低压侧单相接地保护（装设于变压器低压侧中性线）时取1. 2 ；I2rT为变压器低压侧额定电流。
保护装置的动作电流需与低压分支线上的零序保护相配合，即：
Iop =Kco·Iop，fa（2Iop、fz）式中，Kco为配合系数，取1. 1；Iop、。为低压分支线上零序保护的动作电流。
保护装置的灵敏系数按最小运行方式下变压器低压侧母线或母干线末端单相接地稳态短路电流校验。
式中，Ksen为灵敏系数；I22kl 、min为最小运行方式下变压器低压侧母线或母干线末端单相接地稳态短路电流。保护装置的动作时限一般取0.5s。
（2）剩余电流保护原理。配电变压器低压侧单相接地保护需躲过系统正常运行期间线路或设备的对地泄漏电流。保护装置的动作电流为：
Iop -Krel·Ic
式中，Ic为设备正常运行期间线路对地泄漏电流的矢量和。
调试期间发现两台变压器容量均为2000kVA、CT安装位置均为图2所示，但整定原则差异较大。其中一个变压器单相接地保护设定为800A、0.4s，而另一个设定为21A、0. 5s。
2 CT安装位置对定值整定的影响
CT安装位置不同导致CT检测电流不同，并影响保护整定值的设定。图1中，CT检测三相电流的矢量和即零序电流IO=IA+IB+IC，当线路所接三相负荷完全平衡时IO =0，否则I0=IN，即零序电流为不平衡电流。当某相发生接地故障时，必然产生一个单相接地故障电流，此时检测到的零序电流IO =In+ Id，即为不平衡电流与单相接地电流的矢量和。
图2中，CT检测三相电流和N线电流的矢量和，正常运行无接地故障时，无论三相负荷平衡与否，此矢量和均为零（严格讲为线路与设备的正常泄漏电流）。当某相发生接地故障时，故障电流会通过保护线PE及与地相连接的金属构件，其值为接地装置电流Id加正常泄漏电流。
由于不平衡电流最大可达到0. 2 5 I2rT（最大值见表1），而泄漏电流较小（某2000kVA变压器低压侧实测泄漏电流为3. 9A），因此设备正常运行无接地故障时两种安装位置CT中流过的电流差异较大。
