摘要：变电站10kV线路保护装置采用外接零序电流方式，正常运行时无法检测零序电流互感器的好坏，而一旦线路发生接地故障，零序电流回路就易造成保护误动或拒动，给电网运行带来较大风险，对此提出改造方案，并将之运用于工程实践。

    变电站10kV线路保护装置采用外接零序CT方式采集零序电流，正常运行时将无法检测CT是否处于正常工作状态，一旦线路发生接地故障，零序电流回路问题就易造成保护误动或拒动。目前已发生多起外接零序CT二次回路故障引起的主变变低越级跳闸事故，将零序电流外接改为自产是防范此类事故的重要方法之一。

    1 必要性
    零序电流外接与自产比较存在以下优势：可避免三相CT失电、磁特性差异引起附加零序电流，对保护装置可靠性有利；不存在相电流保护CT回路断线带来的零序保护误动风险。
    零序电流外接与自产比较存在以下不足：运行中外接零序CT故障或外接零序电流回路故障时，装置无法检测判断，保护易因零序电流回路问题而误动或拒动；馈线电缆外屏蔽层接地线在开关柜内穿人零序CT的方式不正确，电缆屏蔽层中的电流会被包含在零序CT测量范围内，造成保护误动；多加装一个零序CT，增加成本，增大验收、维护工作量。
    综上，零序电流外接缺陷明显，零序电流自产是较优的选择。另外，当前保护厂家大都具备自产零序电流采样逻辑，为零序电流外接改为自产创造了有利条件。

    2 改造关键因素
    2.1 CT接线方式
    变电站两相式CT接线无法直接实现零序CT的转变，需加装一相CT。变电站三相式CT接线可直接改造为自产零序方式。对于经消弧线圈接地系统，可先将其改造为经小电阻接地系统，再对其实施零序自产方式C21改造。
    2.2零序过流电流整定值
    零序过流I段整定值需保证单相金属性故障时有足够灵敏度，零序过流II段整定值需保证经单相过渡电阻时有足够灵敏度。若10kV零序过流整定值为0. 4A，则根据对应变比150/1换算到一次为60A7假设开关CT保护变比为1000/1，则折算值为0. 06A。若开关保护装置零序采样精度大于0. 06A，则无法整定定值。对此，有两种解决方案。
    （1）增加绕组。保护组CT增加一个变比较小的绕组（如300/1），用于零序自产采样，60A对应二次值为0. 2A，满足保护采样的精度。
（2）改小接地电阻值。中性点电阻计算式为：

    式中，Rn为中性点电阻；U为额定相电压；In为电网单相接地故障时流过中性点电阻电流；Id为接地点短路电流；Ic为接地点电容电流。由中性点电阻计算式可知，通过适当减小中性点电阻可增加短路电流，从而达到满足保护精度的要求。
    2.3零序电流取用方式
    目前保护装置有两类零序电流取用方式：一类直接利用自产零序CT，通过更改定值控制字实现；另一类无法直接利用原有零序CT，需将N线上的零序电流接至零序保护回路。目前保护以第二类为主。
    2.4相电流CT断线
    外接零序CT时，不受相电流保护CT断线的影响。改为自产零序时，某一相或两相CT断线会影响零序CT，且零序电流整定值往往与负荷电流相当，易引起保护误动。
      目前10kV馈线保护一般配置CT断线报警并闭锁保护逻辑，也有一些如长园深瑞系列早期保护只报警不闭锁保护。

    3 方案设计
    （1）对于两相不完全接线开关CT，需加装一相CT、以便零序自产电流的采集。
    （2）对于经消弧线圈接地的系统，需先将其改造为小电阻接地系统。
    （3）若10kV零序过流整定值偏小，则可通过适当减小中性点电阻，并重新整定10kV线路零序保护定值来解决。
    （4）若保护装置具备自产零序功能，则直接更改保护定值，投入零序自产功能。若保护装置没有自产零序功能，则更改电流回路接线，人工合成三相电流来获取零序电流，接线示意图如图1所示。

    （5）对于不具备CT断线报警功能的装置，增加报警并闭锁保护功能。

    4 工程实践
    4.1前期勘查
    110KV创新站10kV 3M开关保护装置型号为RCS-9611A，全段母线馈线零序CT一致；馈线开关均采用三相CT，可通过人工合成零序电流实现自产零序；开关相CT变比为600/1，符合精度要求。
    4.2现场作业
    按照方案，对于无法在端子排背板实施改造的装置，可按图2所示在端子排上将原零序CT接线改接至空端子，然后再短接三相归尾线与零序采样线，最后将CT的N线接至零序归尾端子。

    5 结束语
    本文分析了10kV配电网零序电流外接改自产的必要性与可行性，并根据现场情况制定了最优方案，对经小电阻接地系统的改造具有一定借鉴意义。