电流互感器多点接地检测技术研究

（1．深圳供电局有限公司，广东 深圳 518000； 2．广州市仟顺电子设备有限公司，广东 广州 511430）

电流互感器多点接地检测技术研究

王其林1巩俊强1王哲1李永祥2

（1．深圳供电局有限公司，广东 深圳 518000； 2．广州市仟顺电子设备有限公司，广东 广州 511430）

本问通过建立电流互感器二次回路多点接地故障电路模型，对电流互感器二次回路保护接地线及N线电流在发生接地故障前后的计算，并现场测量数据论证分析结果，从而提出一种可用于现场在线检测电流互感器多点接地故障的方法。

电流互感器二次回路多点接地故障;在线检测;节点电流

引言

《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点》8.1电流互感器及电压互感器的二次回路必须有且只能有一点接地。但由于施工错误接线、绝缘破损等原因常常引起电流互感器二次回路出现多点接地故障，近年多起因为电流互感器二次回路多点接地故障导致的保护误动、拒动事故发生。而目前电流互感器二次回路多点接地故障并无专用装置进行在线监测。本文通过对电流互感器二次回路发生多点接地前后各电流特征量变化的分析计算，提出电流互感器二次回路多点接地在线检测方法，并通过现场试验论证分析结果。在此基础上结合现场接线方式、空间距离等因素提出一套可实现电流互感器二次回路多点接地在线告警检测装置设计方案。该方案对于及时发现电流互感器二次回路多点接地故障、及时处理从而避免更重大事故的发生具有很重要的意义。

1 电流互感器多点接地故障检测原理

为了分析电流互感器多点接地二次回路在接地前后个电流参数的变化，我们首先将电流互感器二次回路等效为如图1的电路。②为保护性接地点，我们将分析计算在没有发生二次回路多点接地、相线发生接地、N线发生多点接地时节点②处各电流在三种情况下的变化。

1.1 无多点接地电路分析

如图1，当电流互感器二次回路不存在多点接地时，经过节点②的电流有I．1、I．2、I．3。

在忽略分布电容影响的情况下，由于三相电流大小相等，且相位差为120度。因此：

如果用互感器1和互感器2在如图位置分别测量I1和I2则有：在不存在电流互感器二次回路多点接地时，互感器1所测电流为0，互感器2所测电流为0。

1.2 相线发生多点接地分析

如图2，假设在①处发生接地故障，Ib将会被分流为Ib1及Ib2。Ib1流经负载从N线回到②点，而Ib1经过故障接地点后流经地网经保护性接地线回到②点。

根据节点电流定律：

图1

图2

地网电势差的影响：由于变电站地电位的影响，①点与②点存在一定的电势差，需要经过电流互感器本体或者负载和大地才能形成回路，回路电阻较大，所以在一次系统无接地故障时这部分电流在相线接地分析时忽略。

互感器1和互感器2在如图位置分别测量I1和I2则有：在电流互感器二次回路相线发生多点接地时，互感器1所测电流为 互感器2所测电流为即当相线发生多点接地时，互感器1和互感器2将测得大小相等、方向相反的一组电流。

图3

1.3 N线发生接地分析

如图3，假设在③处发生接地故障，由于保护性接地点②与故障接地点③之间是导线直接相连，在地网电势差Vs作用下将形成电流Is。

表1

表2

根据节点电流定律：

互感器1和互感器2在如图位置分别测量I1和I2则有：在电流互感器二次回路N线发生多点接地时，互感器1所测电流为 互感器2所测电流为 。即当N线发生多点接地时，互感器1和互感器2将测得大小相等、方向相反的一组电流。

1.4 结论

经过上述三种情况分析，我们可以得出如下结论：当电流互感器二次回路不存在多点接地故障时，I1和I2为0。当电流互感器二次贿赂发生多点接地故障时，I1和I2幅值均不为0，且大小相等，方向相反。

2 现场试验

2.1 原始数据测量

在深圳供电局12个运行变电站进行数据测量，共测量147组电流互感器接地线和N线的电流数据如表1。所测量电流互感器含盖计量电流互感器、主变差动保护电流互感器、线路保护电流互感器、母差差动保护电流互感器。

2.2 模拟接地试验

因为是在运行变电站进行模拟接地试验，在充分考虑安全性的前提下，所有模拟接地试验均在计量组电流互感器进行接地试验。一共进行了16次接地试验，模拟接地时记录接地状态下N线电流及接地电流。数据如表2。

2.3 试验分析

（1）在147组测量电流互感器组中共141组电流互感器的原始N线电流及接地电流均小于5mA，占所测电流互感器总数的96%，符合理论分析结果；

（2）模拟接地前后除110kV莲角II线计量组电流互感器电流无变化外其余15次试验结果表明当电流互感器二次回路发生多点接地时，N线电流与接地电流存在明显变化，且大小相等，符合理论分析结果；

（3）莲角II线计量组电流互感器原始接地电流及N线电流均较大，当模拟接地时无明显变化。分析认为该电流互感器的二次回路可能原始状态时已经存在多点接地故障；

（4）5个N线电流或接地电流不全部为0（均大于10 mA）的电流互感器，分析认为分布电容影响、三相不平衡电流影响、测量时间上的不一致等因素可能导致出现该情况。后续研究时需要重点研究。

结语

通过上面的理论分析和现场实际测量数量，我们可以通过检测电流互感器二次回路保护性接地点处接地电流及N线电流大小，比较幅值来判断是否存在多点接地故障。该方法具有较高的可行性，首先电流检测范围只需要mA级，很容易实现。其次如果现场使用开口式电流互感器来检测N线电流及接地电流，这样现场实施的时候不用解线，而且检测系统与电流互感器之间无任何电气联系，安全可靠。

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[2]广东省电力试验研究所．电压互感器二次绕组中性点保护措施研究项目研究报告[R]．广州:广东省电力试验研究所,2008．

[3]何明峰，黎梓华．变电站改造前后安全参数分析[J]．气象研究与应用,2010．

[4]孙雅榕，刘卫新．电流互感器二次故障原因分析与查找处理[J]．新疆电力技术,2008．

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