很多电气技术人员认为,带抽头互感器切换不同档位,仅仅是改变变比,其余性能参数保持不变。工程实际当中,切换到非额定抽头之后,互感器输出容量、饱和拐点、准确度等级都会发生衰减,大量现场故障根源,就是直接把非主抽头档位按照额定参数投入运行,造成保护饱和误动拒动、计量精度超标,这类隐性缺陷依靠肉眼无法识别,必须借助试验手段才能发现。
电流互感器的抽头,本质是在二次绕组不同匝数位置引出接线端子。主档位使用全部二次绕组匝数,是互感器设计的基准档位,厂家铭牌标注的额定容量、准确限值系数、动热稳定电流全部基于主抽头。当切换到小变比档位,接入的二次绕组匝数变少,铁芯励磁安匝发生改变,铁芯更容易进入饱和状态,准确限值系数会明显下降。
对于保护绕组来说,准确限值系数直接决定短路故障下互感器是否可以正确传变故障电流。如果选用非额定抽头,却依旧按照铭牌主档位的准确限值系数做保护整定,发生系统短路故障时,互感器铁芯快速饱和,二次输出波形严重畸变,继电保护采集到错误电流信号,就会出现拒动或者误动,给电网安全带来严重威胁。工业厂站短路电流大,这种风险会被进一步放大。
计量绕组受到抽头的影响同样不容忽视。0.2S 级计量互感器,对全量程误差要求严苛,只有在主绕组全匝数工况下,才能保证从轻载到额定负荷区间的复合误差满足标准。切换至其他抽头档位,绕组匝数减少,励磁电流占比提升,轻负载工况下相位误差、比值误差容易超出允许范围,会造成计量计量不准,产生供电方与用电方之间的电费争议。部分厂家产品,计量绕组甚至不建议使用非额定抽头长期运行。
输出容量也会跟随抽头档位同步降低。互感器二次额定输出 VA 容量,是建立在主抽头基础之上,次级匝数减少,可带负载能力随之下降。如果二次回路线缆长、表计与保护装置多,二次负载偏大,使用非额定抽头就会出现容量不足,进一步加剧饱和问题。设计选型的时候,不能直接拿铭牌标称 VA 容量,需要查阅厂家说明书获取各抽头档位对应的实际输出容量。
不少现场项目存在这样的情况:项目初期负荷小,使用低档位抽头运行,后期负荷上涨,却忘记切回主抽头,设备长期在降容档位运行,保护与计量持续处于异常状态。还有技改现场,旧互感器使用抽头档位运行,新采购同型号互感器,直接照搬旧现场接线,没有核对厂家参数,新老产品抽头定义存在差异,直接引发故障。
针对这类隐患,现场需要落实对应的管控手段。第一,招投标和图纸设计阶段,明确要求厂家提供每一档抽头对应的准确限值系数、输出容量、准确度指标,不能仅仅只标注主档位参数。第二,交接试验环节,凡是实际投入使用的抽头档位,均需要开展变比、误差试验,不能只测试主抽头。第三,运维台账清晰记录互感器实际使用的抽头档位,继电保护整定工作,按照实际运行档位参数开展计算,禁止直接套用铭牌主档位数据。第四,当一次负荷提升至接近额定值,应当及时调整至主抽头档位运行。
抽头带来变比可调的便利性,但性能衰减客观存在,充分认识多抽头互感器档位性能变化,才能把抽头合理利用,避免把灵活选型变成设备安全隐患。