CT二次回路錯誤接線故障特征分析及檢驗方法

楊鵬宇，高柳明

(深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518020)

0 引言

CT(current transformer，電流互感器)為變電站內保護系統提供基本電流采樣數據，電流采樣值相位的正確性與數值的精確性保證了保護系統的可靠性。

CT對變電站內保護系統具有非常重要的意義，尤其對基于電流及其相位原理的保護具有決定性的作用，而其二次回路的正確接線則保障了電流采樣的正常進行。

1 CT二次回路正確接線方式

CT利用電磁感應原理，將一次大電流轉化為二次小電流，再通過二次回路接線將二次電流引入相應的保護、測控、備自投等裝置。CT二次回路接線如圖1所示。

2 CT二次回路錯誤接線及故障特征分析

2.1 同一繞組內2相叉接

本組繞組內2相交叉接線如圖2所示。CT二次回路中A相與B相接線交叉，則裝置接收A，B 2相電流大小相同，但相別互換。如果裝置為差動保護裝置，在這種狀態(tài)下，即使電網處于正常工作狀態(tài)，基于電流相位比較原理的保護仍會處于非正常工作狀態(tài)，對差動保護造成影響。

圖1 CT二次回路接線

圖2 本組繞組內2相交叉接線

接線交叉后，裝置實際接收A，B相電流為Ia=I∠240°，Ib=I∠0°。以差動保護為例，假定另一側電流回路接線正確，則相應A，B相電流為IA=I∠0°，IB=I∠240°，可得本側A，B分相差動電流為：IDa= 3I∠-150°，IDb= 3I∠30°。即，此時差流不為0；在滿足差動保護動作條件時，也會造成差動保護誤動作。

同樣，對于其他以電流為重要故障量的組合保護，如距離保護、復合電流電壓保護等，也可能因為電流相位錯誤而使保護處于非正常工作狀態(tài)，在一次系統故障情況下造成保護拒動。

2.2 同一CT 2繞組間非N線叉接

同一CT 2繞組間非N線交叉接線如圖3所示。圖3中模塊A，B表示2個不同裝置(如差動、備自投)，或同一裝置的不同電流采集功能部分(如保護、測量)，在接線過程中，將同一個CT 2組二次繞組間A相電流線交叉相接。

圖3 同一CT 2繞組間非N線交叉接線

對于模塊A，由于2個電流回路通過A相接線進行了連接，A相電流與B組構成2條路徑：

(1) 第1條路徑：A相電流——模塊B塊模塊組N線——B組地線——A組地線——模塊A；

(2) 第2條路徑：A相電流——模塊B塊模塊組N線——A相繞組——模塊A。

在一次系統帶電狀態(tài)下，如果2次級變比、準確級一致，則模塊B的A相繞組的電勢與模塊A的A相繞組電勢相等，電流無法經B組A相繞組再流回到模塊A，因此電流只會由第1條路徑回到模塊A的A相繞組。在正常工作狀態(tài)下，若2組繞組變比、準確級相同，則2組繞組A相電流相等，裝置不會發(fā)出報警和異常；若2組繞組變比不同，則根據實際變比大小，在高負荷狀況下，進入保護模塊的電流可能達到動作值，導致保護誤動。

在非正常工作狀態(tài)下，若CT所在一次系統發(fā)生A相單相接地故障，則二次回路中產生A相單相故障電流。由于此時A相回路叉接，則模塊A，B分別接收對方次級回路中的故障電流，若2組繞組變比不同，則保護裝置接收故障電流不正確，根據變比大小的不同，可能造成保護拒動或誤動。當測量繞組與保護繞組叉接，則保護回路電流不能正確反映一次故障電流，保護可能拒動，而測量回路的元件可能受大電流沖擊而損壞。

在一次系統進行停電檢修狀態(tài)下，若進行定檢工作，假設模塊A保護裝置按照安全措施的要求，將電流回路與外回路斷開，此時電流無法由模塊A通過A相叉接回路輸送至模塊B，不會造成模塊A裝置誤檢定。對模塊A的CT二次回路進行負載測試時，如測試A相負載，要在模塊A的CT次級A—N加電流，測試過程中一般需預先將接地點解開，因此電流無法由B組地線——A組地線的方式回到模塊A，故只會由第2條路徑流通。此時測到的負載是2個模塊的A相及其所經回路的總負載，測試結果不正確。

因此，同一CT 2繞組間非N線叉接，在發(fā)生故障狀態(tài)下，會造成保護的誤動或拒動。在一次檢修狀態(tài)下，某模塊的定值調試工作雖然正常，但進行CT次級回路負載試驗時卻將產生錯誤。

2.3 同一CT 2繞組間N線叉接

同一CT 2繞組間N線交叉接線如圖4所示。在接線過程中，誤將同一CT的2組二次繞組的N線交叉相接，A，B，C相接線正常。

圖4 同一CT 2繞組間N線交叉接線

由于N線交叉，若CT所在一次回路發(fā)生A相故障，故障電流與B，C相電流合成后，由N線進入B組電流回路，同樣存在2條電流路徑：

(1) 第1條路徑：A組N線——B組地線——A組地線——流回A組回路；

(2) 第2條路徑：A組N線——B組N線——B組A相繞組——保護裝置B——A組N線——流回A組回路。

同樣，在一次系統帶電狀態(tài)下，B組A相繞組的電勢與模塊A的A相繞組電勢相等，電流無法由B組A相繞組再流回到模塊A的A相繞組，因此，電流只會由第1條路徑回到模塊A的A相繞組。

在正常工作狀態(tài)下，假定2組繞組的變比、準確級相同，2繞組N相無電流，2裝置實際接收仍為正常三相電流，裝置可正常工作而無法發(fā)現此接線異常。若2組繞組的變比不相同，由于三相電流平衡，2繞組N相無電流，雖然各模塊接收的相電流值正常，但裝置仍處在非正常工作狀態(tài)。

在此非正常工作狀態(tài)下，若該CT所在一次系統發(fā)生A相接地故障，電流由上述第1條路徑流通。故障電流先流入模塊A，電流沒有發(fā)生分流，若A為保護裝置，則保護可正常動作；隨后電流由N線和大地的路徑，回到模塊A回路中，不會對模塊B回路造成影響。因此，該狀態(tài)下裝置能夠維持正常運作。

在一次系統停電檢修狀態(tài)下，若對模塊A進行定檢工作，因模塊A電流回路與外回路斷開，此時2條路徑都不通；對A模塊進行模擬故障狀態(tài)的加量調試，模塊A接收到正常調試電流，本身定檢工作不受影響。若對模塊A進行CT二次回路負載測試，由于預先解開了地線，如在模塊A的CT次級A—N加電流，測試到的負載與同一CT 2繞組間非N線叉接時一樣，結果不正確。因此，在正常和非正常工作狀態(tài)下，根據不同的情況(變比和準確級是否一致)，該回路可能處于正?；蚍钦＿\行狀態(tài)；在一次系統進行停電檢修狀態(tài)下，各裝置的定值調試工作可不受影響，但負載試驗結果錯誤。

3 10 kV CT二次回路校驗及叉接檢驗措施

根據上述描述，CT二次接線交叉錯誤，不僅會造成流入裝置的電流大小、相位的錯誤，而且會從根本上破壞保護的正確配置，使保護與CT失配，正常保護功能喪失。因此，在新變電站驗收或者一段母線各出線CT電流回路改造后，需要對電流二次回路進行校驗，保障二次回路接線正確。鑒于10 kV間隔較多，接線過程中易發(fā)生錯誤，因此需要采用規(guī)范、合理的驗收方式，保證10 kV CT二次回路的正確性。

3.1 CT二次回路檢查

CT二次回路檢查的內容主要包括繞組接線核對、絕緣檢查、極性試驗等部分。

核對繞組時，需要檢驗銘牌參數，并確認選用了正確的準確級、保護范圍不存在死區(qū)、掛好了二次回路走向圖。絕緣檢查時，采用搖表對每組CT二次回路進行絕緣試驗。極性試驗時，為了保證流入裝置的電流極性正確，首先要確認一、二次的極性端子接線正確，然后采用直流法進行測試。

3.2 CT回路通流試驗

CT回路通流試驗主要包括一次CT回路通流試驗和二次CT回路通流試驗2個部分。

(1) 一次CT回路通流試驗。由于10 kV間隔較多，對于相鄰若干間隔，可采用1條導線依次穿過各組CT，分相加入一次電流，依次檢查各間隔裝置顯示的二次電流值，驗證變比正確、相別正確、無開路；同時在二次接線柱逐一短接CT回路二次繞組，驗證電流回路接線正確。

(2) 10 kV變低開關CT二次回路通流試驗。在10 kV電壓等級部分，對主變低壓側開關CT，使用昂立裝置在10 kV變低開關柜CT次級端子加電流，采用三相大小不等電流，如0.6 A，0.8 A，1 A，驗證三相相序正確；采用CT次級額定電流值，驗證回路及裝置接收電流正確。

3.3 叉接檢驗措施

(1) 在CT一次回路通流試驗時，檢查各裝置的三相電流可辨識2.1節(jié)所述叉接狀況。如果某裝置A相無流而B相有流，則可判定發(fā)生了次級A—B 2相的叉接。

(2) 在CT一次回路通流試驗時，分別短接各二次繞組的CT二次接線柱，可辨識2.2節(jié)所述叉接狀況。以一次A相通流試驗為例，由于被短接相電流應該為0，如果出現2.2節(jié)所述叉接情況，則短接模塊A的A，N相二次繞組時，模塊A的A相依然有二次電流，模塊B的A相二次電流變?yōu)?；短接模塊B的A，N相二次繞組時，模塊B的A相依然有二次電流，模塊A的A相二次電流變?yōu)?。由此可判定發(fā)生了同一CT 2繞組間A—A 2相的叉接。

(3) 在校驗CT次級回路一點接地時，只需斷開本組回路接地點，不斷開其他回路接地點，然后測量本組對地絕緣。如果存在2.3節(jié)所述情況，由于2組回路有N線交叉電氣連接，而另一組回路接地點未斷開，本組對地絕緣顯示為0，由此能夠檢測出N接線叉接問題。但在施工初期，為了加快工程進度，一次性將所有接地點全部解開，然后再依次測量各組絕緣，那么整個回路均無接地點。此時若出現2.3節(jié)所述情況時，測量結果依然顯示對地絕緣良好。這將會漏掉2.3節(jié)所述問題；而且由于N線叉接對三相電流回路無影響，在后續(xù)的一、二次通流試驗中仍然無法發(fā)現，使N線叉接的情況保留在回路中，直到出現短路故障或進行首次合格的保護定檢工作時，才會發(fā)現這個缺陷。

4 結束語

通過詳細描述CT二次回路錯誤接線形式，分析了錯誤接線在不同工況下的故障特征以及對保護裝置運行和校驗工作的影響。通過列舉出規(guī)范化的校驗方法，提出針對處理叉接錯誤的檢驗方法，可有效保證CT二次回路的正確接線，使保護系統正?？煽抗ぷ?。

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