電流互感器運(yùn)行中常見(jiàn)問(wèn)題的分析及其預(yù)防措施

王國(guó)松

(澠池縣電業(yè)局，河南 澠池472400)

電流互感器(CT)是將大電流變換為一定量標(biāo)準(zhǔn)電流(1 A或5 A)的設(shè)備，是交流電路一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)元件，其二次輸出電流供繼電保護(hù)自動(dòng)裝置或測(cè)量、計(jì)量?jī)x表用電.因此，電流互感器勵(lì)磁特性差和電流互感器二次回路誤接線、斷線、分流問(wèn)題的出現(xiàn)將嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須予以及時(shí)預(yù)防.

1 電流互感器勵(lì)磁特性差的原因和預(yù)防措施

電氣測(cè)量對(duì)電流互感器的準(zhǔn)確度要求較高，且要求在短路時(shí)儀表受的沖擊較小，因此測(cè)量用的電流互感器的鐵芯在一次電路短路時(shí)應(yīng)該易于飽和，以限制二次電流的增長(zhǎng)倍數(shù).而繼電保護(hù)用電流互感器的鐵芯則在一次電路短路時(shí)不應(yīng)飽和，使二次電流與一次電流能成比例增長(zhǎng)，以適應(yīng)保護(hù)靈敏度的要求［1］.

但在實(shí)際運(yùn)行中，由于電流互感器本身制造工藝、鐵芯結(jié)構(gòu)與質(zhì)量的缺陷，或電流互感器長(zhǎng)期過(guò)載運(yùn)行，使電流互感器鐵芯磁飽和度增大，勵(lì)磁特性就不能達(dá)到要求，造成如下現(xiàn)象的發(fā)生:①在電流互感器額定電流范圍內(nèi)測(cè)得的回路二次電流不隨一次電流的增大而線性比例增大，造成了測(cè)量、計(jì)量回路電流誤差增大，從而引起測(cè)量、計(jì)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確.如2011年12月，澠池電業(yè)局某一10 kV母線電量平衡誤差偏大，經(jīng)檢測(cè)所有各單元間隔的電流、電壓回路無(wú)異常，最后對(duì)電流互感器的測(cè)試發(fā)現(xiàn)，10 kV篤果線A相電流互感器勵(lì)磁特性發(fā)生了變化，造成該線路的關(guān)口表當(dāng)月少計(jì)量3萬(wàn)多kW·h.②由于電流互感器鐵芯磁飽和度的增大，二次保護(hù)回路的電流在線路發(fā)生短路時(shí)不能隨一次電流的增大線性比例增大，造成保護(hù)裝置不能及時(shí)切除線路故障，造成事故的進(jìn)一步擴(kuò)大.

根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，提出如下預(yù)防措施:①在實(shí)際運(yùn)行中要根據(jù)負(fù)荷情況及時(shí)調(diào)整電流互感器，確保電流互感器不過(guò)載運(yùn)行;②在每年的設(shè)備定檢定試中增加電流互感器的精度測(cè)試;③在新投運(yùn)的電流互感器安裝前必須做好電流互感器的勵(lì)磁特性測(cè)試.

2 電流互感器二次回路誤接線的原因和預(yù)防措施

在生產(chǎn)運(yùn)行中，由于安裝人員沒(méi)有按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行電流二次回路接線，造成電流互感器極性接反，從而使二次回路中性線或差動(dòng)電流回路出現(xiàn)較大的不平衡電流，造成饋線保護(hù)裝置的測(cè)量誤差和保護(hù)誤動(dòng)、變壓器差動(dòng)保護(hù)的誤動(dòng)、計(jì)量表計(jì)量誤差、甚至電流表計(jì)燒毀等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行.

基于以下原因，提出以下預(yù)防措施:①嚴(yán)格施工要求，在電流互感器二次回路接線中嚴(yán)格按照“減極性”接法進(jìn)行接線;②在變壓器差動(dòng)回路進(jìn)行接線時(shí)，一定要參照保護(hù)裝置說(shuō)明書(shū)中要求的主變兩側(cè)電流指向進(jìn)行接線;③在設(shè)備投運(yùn)前必須做好繼電保護(hù)通流試驗(yàn);④在設(shè)備投運(yùn)后必須進(jìn)行帶負(fù)荷向量測(cè)試.

3 電流互感器二次回路斷線的原因和預(yù)防措施

電流互感器正常運(yùn)行時(shí)接近于短路的變壓器，其二次電流的大小決定于一次電流.若二次回路開(kāi)路，阻抗無(wú)限大，二次電流等于零，一次回路所產(chǎn)生的磁感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)將全部作用于勵(lì)磁，二次繞組將感應(yīng)出很高的電壓，峰值可達(dá)幾千至上萬(wàn)伏，嚴(yán)重危及人身和二次設(shè)備的安全.同時(shí)，由于磁飽和，鐵損增大，發(fā)熱嚴(yán)重，易導(dǎo)致保護(hù)的誤動(dòng)和拒動(dòng).因此電流回路的斷線是非常危險(xiǎn)的.

電流二次回路斷線后出現(xiàn)的異常現(xiàn)象有:①回路儀表無(wú)指示或表計(jì)指示降低;②回路出現(xiàn)放電、冒火現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)擊穿絕緣保護(hù);③電流互感器嚴(yán)重發(fā)熱、冒煙、變色、有異味，嚴(yán)重時(shí)燒毀設(shè)備;④電流互感器運(yùn)行時(shí)聲音異常，振動(dòng)大;⑤保護(hù)發(fā)生誤動(dòng)或拒動(dòng);⑥二次設(shè)備出線冒煙、燒壞、放電等現(xiàn)象;⑦保護(hù)裝置或后臺(tái)監(jiān)控機(jī)發(fā)出“電流回路斷線”、“裝置異?！钡刃盘?hào)［2］.

根據(jù)工作現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的分析，造成電流互感器二次回路斷線的原因?yàn)?1)電流二次回路端子松脫造成開(kāi)路;2)繼電保護(hù)裝置或儀表等二次設(shè)備內(nèi)部損壞造成開(kāi)路;3)電流互感器內(nèi)部線圈開(kāi)路;4)電流壓板無(wú)壓緊，導(dǎo)致開(kāi)路;5)接線盒、端子箱受潮進(jìn)水銹蝕或氧化接觸不良、發(fā)熱燒斷造成開(kāi)路.

根據(jù)筆者多年檢修工作經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)上述原因提出如下預(yù)防措施［3］:①電流互感器二次回路嚴(yán)禁裝設(shè)熔斷器;②電流互感器二次回路一般不進(jìn)行切換，當(dāng)必須切換時(shí)，應(yīng)有可靠的防止二次回路開(kāi)路的措施;③對(duì)于已安裝而尚不使用的電流互感器，必須將二次繞組的端子短接并接地;④電流二次回路的端子必須使用試驗(yàn)端子;⑤電流二次回路的連接導(dǎo)線應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度;⑥現(xiàn)場(chǎng)工作人員應(yīng)加強(qiáng)工作責(zé)任心，嚴(yán)格遵守作業(yè)規(guī)程，認(rèn)真執(zhí)行現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書(shū)中的指令，短接電流回路應(yīng)使用短路片，短接要可靠牢固;⑦做好端子箱的防潮措施，避免電流端子的銹蝕氧化.

當(dāng)發(fā)現(xiàn)電流二次回路斷線時(shí)應(yīng)按如下步驟進(jìn)行處理:分清故障回路→停用可能影響到的保護(hù)裝置→防止保護(hù)裝置誤動(dòng).

查找電流回路斷線首先從電流互感器開(kāi)始，若是電流互感器本身有明顯異常，應(yīng)申請(qǐng)轉(zhuǎn)移負(fù)荷，停電進(jìn)行處理;若其無(wú)明顯異常，應(yīng)對(duì)電流端子逐個(gè)檢查，發(fā)現(xiàn)有松動(dòng)零件，可用螺絲刀緊固，若發(fā)現(xiàn)火花或開(kāi)路點(diǎn)，應(yīng)用絕緣封線將電源端封死，封的順序按N，A，B，C進(jìn)行，封好后再對(duì)開(kāi)路點(diǎn)進(jìn)行處理;若封線時(shí)出現(xiàn)火花，說(shuō)明短接有效，開(kāi)路點(diǎn)在電源到封點(diǎn)以下的回路中;若封線時(shí)無(wú)火花，說(shuō)明短接無(wú)效，開(kāi)路點(diǎn)在封點(diǎn)與電源之間的回路中;然后逐步向上查找，直至查找處理完畢后，恢復(fù)相應(yīng)的保護(hù)［2］.

4 電流互感器二次回路分流的原因和預(yù)防措施

電流互感器二次回路的電流是按電流互感器額定的電流變比真實(shí)反映一次電流的大小，從而為測(cè)量、計(jì)量和保護(hù)提供可靠真實(shí)的瞬時(shí)電流參數(shù).但在實(shí)際運(yùn)行中時(shí)常出現(xiàn)電流二次回路分流的現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在:①電流二次回路某相電流回路存在分流時(shí)，繼電保護(hù)裝置、電能表、電流表指示的該相電流值變小或降為零，致使該相電流、功率等測(cè)量值的失真，造成電能表的計(jì)量、負(fù)荷統(tǒng)計(jì)等嚴(yán)重誤差;②當(dāng)主變差動(dòng)保護(hù)回路某側(cè)出現(xiàn)電流分流現(xiàn)象時(shí)，引起差動(dòng)回路的電流嚴(yán)重不平衡，從而引起主變的差動(dòng)跳閘;③如果饋線某相電流回路存在分流時(shí)，當(dāng)線路出現(xiàn)短路、過(guò)電流故障等現(xiàn)象時(shí)，該相電流因?yàn)榉至?，保護(hù)裝置上的電流值降低，致使保護(hù)裝置不能及時(shí)動(dòng)作切除故障設(shè)備，造成故障范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大.

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析，得出電流互感器二次回路分流的原因主要有:①由于在電流互感器二次回路工作中使電流互感器引出線外皮破損與柜體等接地點(diǎn)的接觸;②在電流互感器二次接線樁頭上接線時(shí)二次線的毛細(xì)線未處理好致使毛細(xì)導(dǎo)線接地;③電流二次回路接線端子排電流導(dǎo)線毛細(xì)線未處理好致使毛細(xì)導(dǎo)線與電流二次回路中性點(diǎn)相連;④電流二次回路所接的二次設(shè)備出現(xiàn)短路故障等原因.

電流互感器二次回路分流的預(yù)防措施:①嚴(yán)格電流二次回路的施工工藝，做好電流二次回路接線端子的處理，防止接線端子處毛細(xì)導(dǎo)線接地和電流二次回路導(dǎo)線外皮破損造成的電流二次回路接地的發(fā)生;②在電流二次回路工作完畢后，必須認(rèn)真進(jìn)行CT回路的通流試驗(yàn)，以檢查電流二次回路的電流與一次回路電流是否按正比例關(guān)系進(jìn)行變換，以確保二次回路不存在分流現(xiàn)象;③一次回流設(shè)備通流試驗(yàn)后要進(jìn)行帶負(fù)荷測(cè)向量，以確保二次回路的接線正確.

處理電流互感器二次回路分流的一般要求如下:當(dāng)發(fā)現(xiàn)電流互感器二次回路存在分流現(xiàn)象時(shí)，首先應(yīng)分清故障屬于電流互感器哪一組電流回路、分流的相別、對(duì)保護(hù)有沒(méi)有影響，解除可能引起主變差動(dòng)誤跳的差動(dòng)保護(hù)壓板.一般情況下，處理電流互感器二次回路的分流時(shí)，要將設(shè)備停電，將某相電流二次回路上的保護(hù)裝置、電流表、電能表等電流互感器二次回路所接設(shè)備上的電流線拆除，利用分段法逐段查找分流點(diǎn).故障查找處理完畢后，一定要進(jìn)行CT二次回路的通流試驗(yàn)，以確保CT二次回路不存在分流現(xiàn)象.

5 結(jié)語(yǔ)

在電力系統(tǒng)生產(chǎn)運(yùn)行中，電流互感器的勵(lì)磁特性差和電流互感器二次回路誤接線、斷線、分流是非常嚴(yán)重的問(wèn)題，對(duì)上述問(wèn)題應(yīng)以預(yù)防為主，嚴(yán)格執(zhí)行安全工作規(guī)定和相關(guān)工藝流程要求，杜絕人為原因造成上述問(wèn)題的發(fā)生，以保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行.

［1］劉介才.工廠供電［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1997:96－98.

［2］陳家斌，張露江.繼電保護(hù)、二次回路、電源故障處理方法及典型案例［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2012:143－144.

［3］王顯平.發(fā)電廠、變電站二次系統(tǒng)及繼電保護(hù)測(cè)試技術(shù)［M］.北京:中國(guó)電力出版社，2006:76.