一起电流互感器故障引发的思考

万 欣，李彦吉

（北京铁路局 石家庄供电段，河北邯郸056002）

在牵引变电所的高压配电装置中，电流互感器作为计（测）量、保护测控装置模拟量的提供装置，其运行正常与否，直接关系到保护装置动作的可靠性，从而影响到电力机车乃至地方供电系统的安全运行。在今年测控装置检修试验中就发现了一起电流互感器运行异常的现象，险些对行车安全构成威胁，值得思考分析。

1 故障概况

2011－04－06石家庄供电段检修车间在进行磁县变电所213馈线保护综合自动化改造和春检作业中，因已对测控装置本体的精度、可靠性以及整定值进行了测试，试验人员在213CT本体传动时，没有断开2次线圈与测控装置试验端子，发现施加1A电流时、测控装置本体显示0.6A，2次线圈分流较大为总电流的40%；甩掉CT 2次引出线，测试正常。随即检查了2次电缆、插头等多个位置并对CT进行了绝缘电阻试验未发现异常，测量2次回路直流电阻与其他设备也无明显差别。

213DL带负荷运行后，测量了保护回路、计（测）量回路实际电流，发现保护回路电流较测量回路小40%，也就是说在馈线出现接地短路时213保护将因为检测到的电流偏小而拒动，将导致主变压器低压侧断路器越级跳闸，影响磁县—柏庄间上下行25km接触网供电，随即对CT进行了更换。

2 现场调查分析

2.1 电流互感器工作特性［1］

电流互感器的原绕组串联于1次电路内，并且其匝数W1很少，通常只有一匝或几匝，因此，原绕组中的电流完全取决于1次电路内的负荷电流，而与电流互感器副绕组内的电流无关。电流互感器副绕组的匝数则较多，为原绕组的若干倍，因此，2次电路内的电流I2远小于一次电路内的电流I1。

电流互感器副绕组所接负载全是仪表和继电器的电流线圈，其阻抗值很小，与副绕组本身阻抗相比，可忽略不计，因此，电流互感器正常工作时，其副边工作在近似短路状态，相当于变压器副边的短路运行。

2.2 现场试验

为了进一步了解CT 2次线圈的分流情况，于2011－05－26和2011－06－17在黄粱梦变电所的主变压器高压侧和馈线侧的CT本体上分别进行了试验，试验接线图如图1所示。

在A处分别加1A、3A、5A、7A的电流，分别在CT侧串入A1、测控装置侧串入A2两个电流表，来测量CT本体和保护的分流情况。

在变压器CT采用LCWB－110／W2、300／5时，测试结果如表1。

表1 主变压器CT分流测试表

在馈线CT采用LZZB－27.5、1 000／5时，测试结果如表2。

表2 馈线CT分流测试表

从表1，表2可以看出，在不甩掉CT 2次引线的情况下：

（1）施加小于1A电流的情况时，CT 2次测基本不分流或者说测量不到。

（2）施加2A以上电流时，CT 2次侧出现分流现象，但所占比例较小，约为总数值的0.1%左右，按现有保护测控装置3%误差考虑，不会影响到测试的精度。

（3）如果测试中存在分流较大，类似上例故障中出现的分流达到40%时，可以确定CT本体出现故障。

3 CT测试方法探讨

对CT的试验分为极性试验、励磁特性试验和比差、角差的测定试验，这些是衡量判定其性能好坏的标准。

3.1 极性试验

CT的极性试验是在交接和大修时进行的，当运行中CT 2次回路的设备出现故障时也常进行此项试验。CT的极性非常重要，如不正确，将会使接入该回路的具有方向性的仪表如功率表、电能表等指示错误，使方向性继电保护失去作用甚至误动作，故在检验CT性能时首先验证其极性是否满足运行的要求，我们对磁县变电所的故障CT用直流法进行了试验，结果正确、未发现异常。

3.2 励磁特性试验［2］

对电流互感器进行励磁特性试验时，其1次线圈开路，并以额定频率的正弦波形的电压加于互感器的2次线圈上，由小到大逐点增大电流，并记录相应的电压，然后根据电流、电压值绘成U2＝f（I0）关系曲线。试验接线及励磁特性曲线如图2和图3。

图2 CT励磁特性试验原理接线图

测得的励磁特性曲线应与出厂试验或同类型互感器测得的结果比较无显著差别。例如，由图3可以看出，曲线1的电流互感器比曲线2的容量大，而磁县变电所故障CT试验曲线3表明其2次线圈存在匝间短路，并可明显看出有短路匝的CT曲线与正常电流互感器的曲线相比，在曲线饱和以前电压值已显著降低。遇到这种情况，可进一步用电流互感器的比差、角差试验结果进行综合分析。

图3 CT励磁特性曲线

3.3 讨论

通过对电流互感器的励磁特性和比差、角差的分析，可以判断电流互感器的好坏，但这些项目的测试只在交接、大修或继电保护有特殊要求时进行，现场的检修班组并不配备相应的仪器。

我们将磁县变电所故障CT委托供电局试验所进行了试验，结论是本体损坏、已不能使用，保护回路2次线圈存在匝间短路或线间绝缘降低现象。

4 结束语

近几年间京广线石家庄—安阳段牵引变电所出现了3起CT本体故障引起的断路器越级跳闸问题，考虑到设备已运行十几年，存在老化的现状，可增加CT 2次回路直流电阻测量与历年值比较不应有较大的变化；在对CT有怀疑时应增加电流互感器励磁特性试验。虽然试验规程对这两项试验没有严格要求必须进行，但出现像磁县变电所这样的问题时现场采取将设备先投运、负荷后再进行检查的方案，一则危及设备安全运行，如出现CT爆炸等；二则若差值较小（如10%），可能判断为其他原因（如误差）所致，此时如果勉强投运，很可能加重故障发展程度，扩大故障范围。

以往我们认为，在进行2次保护传动时，为了防止CT分流影响测试精度，基本上采取了试验中甩掉CT 2次线圈的方法，从试验情况来看、没有太大的实用意义。而采取CT 2次并联的方式，可以用交流电流检查出CT 2次线圈有无匝间短路等问题，且其1次线圈只有一或几匝，不存在产生高电压危及检修试验人员人身安全的问题，具有较好的推广性。

［1］周泽存，等.高电压技术［M］.北京：中国电力出版社，2005.

［2］何其光.电力及牵引变电所试验［M］.北京：中国铁道出版社，1994.