繼電保護(hù)整定計(jì)算中對(duì)電流互感器斷線的處理方法

繆春瓊，姚旭明

（廣西電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院電力系，530000）

0 概述

為了保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行必須對(duì)電力設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視和測(cè)量。電流互感器一次繞組串接于高壓輸電電路，二次繞組與測(cè)量?jī)x表、保護(hù)裝置等二次設(shè)備連接。其關(guān)系到測(cè)量計(jì)量的準(zhǔn)確性、繼電保護(hù)裝置的可靠性及高壓輸電電路的安全性。保護(hù)用電流互感器主要和繼電保護(hù)設(shè)備配合，在輸電線路發(fā)生故障時(shí)，向繼電保護(hù)裝置提供電流使相應(yīng)保護(hù)裝置動(dòng)作而斷開(kāi)相應(yīng)斷路器從而隔離故障點(diǎn)，進(jìn)而保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。測(cè)量用電流互感器的工作條件與保護(hù)用電流互感器完全不同，測(cè)量用電流互感器一次電流的工作范圍只要有合適的準(zhǔn)確度即可。當(dāng)通過(guò)故障時(shí)的故障電流時(shí)，希望互感器盡早飽和，以保護(hù)二次設(shè)備不受故障電流的損害。而保護(hù)用電流互感器在比正常電流大幾倍或幾十倍時(shí)才開(kāi)始工作，其誤差要求在誤差曲線范圍內(nèi)。

從原理上講，TA 本身是個(gè)特殊的變壓器。TA 二次開(kāi)路將引起高電壓，是現(xiàn)場(chǎng)工作中的一個(gè)大忌。目前的微機(jī)保護(hù)在定值輸入的時(shí)候，一般生產(chǎn)廠家都能通過(guò)設(shè)置實(shí)現(xiàn)兩種選擇：一是檢測(cè)到TA 斷線后閉鎖保護(hù)。另一種方式是，TA 斷線后開(kāi)放保護(hù)出口回路，跳開(kāi)相應(yīng)開(kāi)關(guān)。對(duì)于這兩張方式選取哪種方式更好，并沒(méi)有明文規(guī)定。本文通過(guò)對(duì)TA 二次開(kāi)路的危害及對(duì)二次設(shè)備的影響，介紹這兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)。

1 電流互感器發(fā)生二次側(cè)開(kāi)路的原因及危害

電流互感器一次側(cè)繞組的匝數(shù)很少，通常只有一匝到幾匝，它的一次側(cè)串接于被測(cè)輸電線路中，流過(guò)被測(cè)輸電線路電流，這個(gè)輸電線路電流與常用雙繞組變壓器的一次電流不同，它與電流互感器的二次負(fù)荷沒(méi)有關(guān)系，其由被測(cè)電路負(fù)載大小決定。而二次繞組的匝數(shù)相對(duì)較多，它與保護(hù)裝置或其它儀表串聯(lián)形成閉合的二次回路，其二次側(cè)由于負(fù)載阻抗較小，是接近于短路運(yùn)行狀態(tài)。如果電流互感器二次側(cè)發(fā)生開(kāi)路，一次側(cè)電流將全部用于激磁，使電流互感器的鐵芯嚴(yán)重飽和。交變的磁通在電流互感器的二次側(cè)線圈上感應(yīng)出一個(gè)懸浮的高電壓，其峰值有時(shí)可達(dá)上萬(wàn)伏，這么高的電壓作用于電流互感器的二次回路上及二次側(cè)線圈，將嚴(yán)重威脅設(shè)備和人身的安全，甚至可能引起電流互感器線圈絕緣因過(guò)熱而燒壞，從而造成保護(hù)裝置因檢測(cè)不到故障電流而無(wú)法斷開(kāi)相應(yīng)斷路器，使故障擴(kuò)大而造成大面積停電的嚴(yán)重事故。對(duì)于零序電流保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)則可能因開(kāi)路時(shí)產(chǎn)生不平衡電流而誤動(dòng)作。所以《電業(yè)安全工作規(guī)程》規(guī)定，電流互感器在運(yùn)行過(guò)程中嚴(yán)禁開(kāi)路。電流互感器開(kāi)路的主要原因有以下幾種：

(1) 電流互感器二次回路中的連接端子壓板的螺桿過(guò)長(zhǎng)，旋轉(zhuǎn)端子金屬片沒(méi)能很好的壓在金屬片上，而是誤壓在絕緣部分，造成電流互感器二次回路開(kāi)路。

(2) 二次電流回路中的接線端子質(zhì)量和結(jié)構(gòu)上存在缺陷，在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生銅板螺孔與螺桿接觸不良，進(jìn)而電流互感器二次回路造成開(kāi)路。

(3) 繼電保護(hù)工作人員的疏忽，如忘記將試驗(yàn)中拆開(kāi)的電流互感器連接片接好、造成電流回路開(kāi)路。

(4) 電流回路二次線端子壓接不緊，當(dāng)二次回路中有大電流流過(guò)時(shí)，電流端子發(fā)熱燒壞或氧化過(guò)甚造成開(kāi)路。

(5) 室外接線盒、端子箱受潮，墊片和端子螺絲銹蝕嚴(yán)重，造成開(kāi)路。

危害主要表現(xiàn)為以下幾種：

（1）部分儀表指示為零或異常降低。如用于測(cè)量的表計(jì)某一相或者兩相發(fā)生開(kāi)路，就會(huì)使三相電流表指示不一致，有功電度表指示減少。

（2）由于發(fā)生開(kāi)路的電流互感器會(huì)在二次側(cè)產(chǎn)生懸浮的高電壓，就可能使開(kāi)路電流互感器二次回路元件接頭、二次接線柱、接線端子等處放電打火，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生絕緣擊穿的事故。

（3）電能表、電流表、變送器、繼電器等設(shè)備冒煙燒損。

（4）保護(hù)裝置可能因無(wú)電流而不能動(dòng)作出口隔離故障點(diǎn)，造成保護(hù)裝置拒動(dòng)或者誤動(dòng)作。

（5）造成電流互感器發(fā)生爆炸，損壞設(shè)備或者危及人身安全。

電流互感器開(kāi)路，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中，確有發(fā)生。以前的電流回路通常加裝一種保護(hù)裝置。此裝置在電流回路開(kāi)路時(shí)，自動(dòng)將回路短接。但在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)其誤動(dòng)率較高。給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)更大的危害。現(xiàn)在很多電網(wǎng)已不允許此設(shè)備在電網(wǎng)中運(yùn)行。

2 現(xiàn)場(chǎng)電流互感器（TA）開(kāi)路的處理方法

雖然《電業(yè)工作安全規(guī)程》規(guī)定電流互感器在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行過(guò)程中二次側(cè)嚴(yán)禁開(kāi)路，但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中電流互感器發(fā)生開(kāi)路的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。為將電流互感器二次側(cè)開(kāi)路時(shí)的影響降低到最小，現(xiàn)場(chǎng)也采取過(guò)許多措施?，F(xiàn)場(chǎng)人員發(fā)現(xiàn)電流互感器二次側(cè)開(kāi)路時(shí)應(yīng)做以下處理：

(1) 盡量減小一次側(cè)的電流，如果電流互感器受到嚴(yán)重?fù)p傷，應(yīng)盡量轉(zhuǎn)移一次負(fù)荷，停電處理。

(2) 發(fā)現(xiàn)電流互感器二次側(cè)開(kāi)路時(shí)，應(yīng)先找出發(fā)生開(kāi)路的電流回路以及開(kāi)路的相別，同時(shí)判斷其對(duì)保護(hù)有無(wú)影響，匯報(bào)上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)，解除可能誤動(dòng)作的保護(hù)回路。

(3) 設(shè)法在就近的接線端子上，將發(fā)生開(kāi)路的電流互感器二次側(cè)短路，再處理開(kāi)路點(diǎn)，短接時(shí)應(yīng)該使用專(zhuān)用短接線或短路線，短接應(yīng)可靠，禁止采用一般導(dǎo)線纏繞或熔絲。

(4) 短接時(shí)應(yīng)注意：如短接時(shí)有火花發(fā)生，則說(shuō)明短接點(diǎn)的選擇是正確的，故障點(diǎn)發(fā)生在短接點(diǎn)以后的回路中；如果短接時(shí)無(wú)火花發(fā)生，則有可能是短接無(wú)效，故障點(diǎn)在短接點(diǎn)以前的回路中，可以逐點(diǎn)向前改變短接點(diǎn)，直到找到有效的短接點(diǎn)。

(5) 發(fā)生電流互感器二次側(cè)開(kāi)路時(shí)，應(yīng)先檢查容易發(fā)生故障的室外元件及端子，檢查相關(guān)的二次回路有無(wú)工作時(shí)觸碰過(guò)的部位。對(duì)找出的故障，如能自行處理，可立即處理，處理完后投入所退出的相關(guān)保護(hù)。如果開(kāi)路點(diǎn)發(fā)生在電流互感器本體的接線端子上，應(yīng)立即申請(qǐng)停電處理。如果是不能處理的故障或不能查明的故障，應(yīng)立即匯報(bào)上級(jí)，將負(fù)荷轉(zhuǎn)移，然后停電處理。

(6) 在短接開(kāi)路的電流互感器二次回路時(shí)，工作人員一定要遵守現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)制度，一人監(jiān)護(hù)，一人操作。工作中與帶電設(shè)備保持適當(dāng)?shù)陌踩嚯x。操作人員一定要戴絕緣手套，穿絕緣靴，并使用帶絕緣把手的工具。嚴(yán)禁在短路點(diǎn)與電流互感器之間的回路上進(jìn)行任何工作。

針對(duì)繼電保護(hù)裝置，目前各生產(chǎn)廠家在差動(dòng)保護(hù)回路都設(shè)置了控制字進(jìn)行選擇。當(dāng)差動(dòng)回路開(kāi)路的時(shí)候，一種是閉鎖保護(hù)，另一種是開(kāi)放跳閘回路。

國(guó)內(nèi)以前規(guī)定TA 斷線必須閉鎖差動(dòng)保護(hù)，但應(yīng)告警——因?yàn)橹髯兓蛘甙l(fā)電機(jī)跳閘影響大，如因TA 二次斷線而使大面積停電是不合算的。隨著輸電線路輸送容量的增大及大容量發(fā)電機(jī)組的投入行，使電網(wǎng)中一次電流也相應(yīng)增大，電流互感器開(kāi)路運(yùn)行時(shí)帶來(lái)的危害也在加大。目前對(duì)TA 二次斷線差動(dòng)保護(hù)可以跳閘，因?yàn)門(mén)A 斷線也屬于故障，在國(guó)外都采用此種方式；在大電流回路中，當(dāng)TA 斷線時(shí)開(kāi)放差動(dòng)回路也是有必要的。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)TA 開(kāi)路產(chǎn)生的原因及危害等問(wèn)題進(jìn)行了闡述。TA不允許開(kāi)路，但實(shí)際中總會(huì)有這些情況出現(xiàn)，所以保護(hù)才采用了閉鎖手段，這是應(yīng)該的、符合實(shí)際情況的、有意義的。在整定計(jì)算中“TA 斷線”保護(hù)出口方式的選擇并沒(méi)有硬性的規(guī)定。造成了在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行的保護(hù)裝置中，對(duì)這一項(xiàng)的選擇就是仁者見(jiàn)仁，智者見(jiàn)智。但從筆者本身的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，對(duì)于小電流回路，可以閉鎖保護(hù)出口。對(duì)于大電流回路，還是應(yīng)該開(kāi)放保護(hù)回路。當(dāng)電流回路開(kāi)路時(shí)，跳開(kāi)相應(yīng)開(kāi)關(guān)，也便于檢修人員處理故障。如果閉鎖保護(hù)回路，將會(huì)損壞設(shè)備，同時(shí)危及人身安全。而且電流互感器開(kāi)路本身也是一種故障，還是應(yīng)該動(dòng)作跳開(kāi)相應(yīng)開(kāi)關(guān)。把TA 斷線對(duì)電力系統(tǒng)的影響降到最小，保證電網(wǎng)的可靠、安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1] 劉強(qiáng).電流互感器二次開(kāi)路故障分析及處理方法.

[2] 蘇章希、郭經(jīng)洲電流互感器二次開(kāi)路的危害及預(yù)防煤礦電機(jī) 2005 年02 期