电流互感器运行中常见问题的分析及其预防措施

2013-08-15王国松

华北水利水电大学学报(自然科学版) 2013年1期

王国松

(渑池县电业局，河南渑池472400)

电流互感器(CT)是将大电流变换为一定量标准电流(1 A或5 A)的设备，是交流电路一次系统与二次系统的联络元件，其二次输出电流供继电保护自动装置或测量、计量仪表用电.因此，电流互感器励磁特性差和电流互感器二次回路误接线、断线、分流问题的出现将严重影响电力系统的安全稳定运行，必须予以及时预防.

1 电流互感器励磁特性差的原因和预防措施

电气测量对电流互感器的准确度要求较高，且要求在短路时仪表受的冲击较小，因此测量用的电流互感器的铁芯在一次电路短路时应该易于饱和，以限制二次电流的增长倍数.而继电保护用电流互感器的铁芯则在一次电路短路时不应饱和，使二次电流与一次电流能成比例增长，以适应保护灵敏度的要求［1］.

但在实际运行中，由于电流互感器本身制造工艺、铁芯结构与质量的缺陷，或电流互感器长期过载运行，使电流互感器铁芯磁饱和度增大，励磁特性就不能达到要求，造成如下现象的发生:①在电流互感器额定电流范围内测得的回路二次电流不随一次电流的增大而线性比例增大，造成了测量、计量回路电流误差增大，从而引起测量、计量数据不准确.如2011年12月，渑池电业局某一10 kV母线电量平衡误差偏大，经检测所有各单元间隔的电流、电压回路无异常，最后对电流互感器的测试发现，10 kV笃果线A相电流互感器励磁特性发生了变化，造成该线路的关口表当月少计量3万多kW·h.②由于电流互感器铁芯磁饱和度的增大，二次保护回路的电流在线路发生短路时不能随一次电流的增大线性比例增大，造成保护装置不能及时切除线路故障，造成事故的进一步扩大.

根据实际生产运行经验，提出如下预防措施:①在实际运行中要根据负荷情况及时调整电流互感器，确保电流互感器不过载运行;②在每年的设备定检定试中增加电流互感器的精度测试;③在新投运的电流互感器安装前必须做好电流互感器的励磁特性测试.

2 电流互感器二次回路误接线的原因和预防措施

在生产运行中，由于安装人员没有按照相关规定进行电流二次回路接线，造成电流互感器极性接反，从而使二次回路中性线或差动电流回路出现较大的不平衡电流，造成馈线保护装置的测量误差和保护误动、变压器差动保护的误动、计量表计量误差、甚至电流表计烧毁等现象，严重影响电力系统的安全稳定运行.

基于以下原因，提出以下预防措施:①严格施工要求，在电流互感器二次回路接线中严格按照“减极性”接法进行接线;②在变压器差动回路进行接线时，一定要参照保护装置说明书中要求的主变两侧电流指向进行接线;③在设备投运前必须做好继电保护通流试验;④在设备投运后必须进行带负荷向量测试.

3 电流互感器二次回路断线的原因和预防措施

电流互感器正常运行时接近于短路的变压器，其二次电流的大小决定于一次电流.若二次回路开路，阻抗无限大，二次电流等于零，一次回路所产生的磁感应电动势将全部作用于励磁，二次绕组将感应出很高的电压，峰值可达几千至上万伏，严重危及人身和二次设备的安全.同时，由于磁饱和，铁损增大，发热严重，易导致保护的误动和拒动.因此电流回路的断线是非常危险的.

电流二次回路断线后出现的异常现象有:①回路仪表无指示或表计指示降低;②回路出现放电、冒火现象，严重时击穿绝缘保护;③电流互感器严重发热、冒烟、变色、有异味，严重时烧毁设备;④电流互感器运行时声音异常，振动大;⑤保护发生误动或拒动;⑥二次设备出线冒烟、烧坏、放电等现象;⑦保护装置或后台监控机发出“电流回路断线”、“装置异常”等信号［2］.

根据工作现场实际情况的分析，造成电流互感器二次回路断线的原因为:1)电流二次回路端子松脱造成开路;2)继电保护装置或仪表等二次设备内部损坏造成开路;3)电流互感器内部线圈开路;4)电流压板无压紧，导致开路;5)接线盒、端子箱受潮进水锈蚀或氧化接触不良、发热烧断造成开路.

根据笔者多年检修工作经验，针对上述原因提出如下预防措施［3］:①电流互感器二次回路严禁装设熔断器;②电流互感器二次回路一般不进行切换，当必须切换时，应有可靠的防止二次回路开路的措施;③对于已安装而尚不使用的电流互感器，必须将二次绕组的端子短接并接地;④电流二次回路的端子必须使用试验端子;⑤电流二次回路的连接导线应有足够的机械强度;⑥现场工作人员应加强工作责任心，严格遵守作业规程，认真执行现场标准化作业指导书中的指令，短接电流回路应使用短路片，短接要可靠牢固;⑦做好端子箱的防潮措施，避免电流端子的锈蚀氧化.

当发现电流二次回路断线时应按如下步骤进行处理:分清故障回路→停用可能影响到的保护装置→防止保护装置误动.

查找电流回路断线首先从电流互感器开始，若是电流互感器本身有明显异常，应申请转移负荷，停电进行处理;若其无明显异常，应对电流端子逐个检查，发现有松动零件，可用螺丝刀紧固，若发现火花或开路点，应用绝缘封线将电源端封死，封的顺序按N，A，B，C进行，封好后再对开路点进行处理;若封线时出现火花，说明短接有效，开路点在电源到封点以下的回路中;若封线时无火花，说明短接无效，开路点在封点与电源之间的回路中;然后逐步向上查找，直至查找处理完毕后，恢复相应的保护［2］.

4 电流互感器二次回路分流的原因和预防措施

电流互感器二次回路的电流是按电流互感器额定的电流变比真实反映一次电流的大小，从而为测量、计量和保护提供可靠真实的瞬时电流参数.但在实际运行中时常出现电流二次回路分流的现象，主要表现在:①电流二次回路某相电流回路存在分流时，继电保护装置、电能表、电流表指示的该相电流值变小或降为零，致使该相电流、功率等测量值的失真，造成电能表的计量、负荷统计等严重误差;②当主变差动保护回路某侧出现电流分流现象时，引起差动回路的电流严重不平衡，从而引起主变的差动跳闸;③如果馈线某相电流回路存在分流时，当线路出现短路、过电流故障等现象时，该相电流因为分流，保护装置上的电流值降低，致使保护装置不能及时动作切除故障设备，造成故障范围的进一步扩大.

根据经验分析，得出电流互感器二次回路分流的原因主要有:①由于在电流互感器二次回路工作中使电流互感器引出线外皮破损与柜体等接地点的接触;②在电流互感器二次接线桩头上接线时二次线的毛细线未处理好致使毛细导线接地;③电流二次回路接线端子排电流导线毛细线未处理好致使毛细导线与电流二次回路中性点相连;④电流二次回路所接的二次设备出现短路故障等原因.

电流互感器二次回路分流的预防措施:①严格电流二次回路的施工工艺，做好电流二次回路接线端子的处理，防止接线端子处毛细导线接地和电流二次回路导线外皮破损造成的电流二次回路接地的发生;②在电流二次回路工作完毕后，必须认真进行CT回路的通流试验，以检查电流二次回路的电流与一次回路电流是否按正比例关系进行变换，以确保二次回路不存在分流现象;③一次回流设备通流试验后要进行带负荷测向量，以确保二次回路的接线正确.

处理电流互感器二次回路分流的一般要求如下:当发现电流互感器二次回路存在分流现象时，首先应分清故障属于电流互感器哪一组电流回路、分流的相别、对保护有没有影响，解除可能引起主变差动误跳的差动保护压板.一般情况下，处理电流互感器二次回路的分流时，要将设备停电，将某相电流二次回路上的保护装置、电流表、电能表等电流互感器二次回路所接设备上的电流线拆除，利用分段法逐段查找分流点.故障查找处理完毕后，一定要进行CT二次回路的通流试验，以确保CT二次回路不存在分流现象.