电流互感器开路分析及常见故障处理

２ｏ　６．２１　电流互感器开路分析及常见故障处理　姚龙华，杨晓帆　（江苏省电力公司检修分公司南京运维分部，２１　００１９）　摘要：电流互感器是将一次大电流转换成二次小电流的一次设备，在保护、测量的应用中起到了非常重要的作用。在电流转变　的过程中，电流互感器相当于电流源，因此严禁二次侧开路运行，二次侧开路将会产生非常大的开路电压，影响到人身和设备　的安全，在二次侧发生开路故障时，要及时分辨和处理。　关键词：电流互感器；二次侧；开路　Ｏｐｅｎ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　ｃｏｍｍｏｎ　ｆａｕｌｔ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｔｒａｎｓｔｏｒｍｅｒ　Ｙａｏ　Ｌｏｎｇｈｕａ，Ｙａｎｇ　Ｘｉａｏｆａｎ　（Ｊｉａｎｇｓｕ　ｅｌｅｃｔｒｉｃ　ｐｏｗｅｒ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　ｂｒａｎｃｈ　ｃｏｍｐａｎｙ　Ｎａｎｊｉｎｇ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　ｂｒａｎｃｈ，２１００１９）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　ｉＳ　ａ　ｌａｒｇｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｗｉ１ｌ　ｂｅ　ｃｏｎｖｅｒｔｅｄ　ｉｎｔｏ　ａ　ｓｍａｌ１　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｔｗｏ　ｄｅｖｉｃｅｓ。　ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｈａｓ　ｐｌａｙｅｄ　ａ　ｖｅｒｙ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｒｏｌｅ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｃｅｓｓ　ｏｆ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｃｈａｎｇｅ　ｉｎ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ　ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｓｏｕｒｃｅ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ　ｎｏ　ｔｗｏ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　Ｓｉｄｅ　ｏｐｅｎ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｗｉｌｌ　ｐｒｏｄｕｃｅ　ｔｗｏ　ｓｉｄｅ　ｏｐｅｎ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｖｅｒｙ　ｌａｒｇｅ，ａｆｆｅｃｔ　ｔｈｅ　ｓａｆｅｔｙ　ｏｆ　ｐｅｏｐｌｅ　ａｎｄ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，　ｏｃｃｕｒｒｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｔｗｏ　ｓｉｄｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｏｐｅｎ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｆａｕｌｔ，ｔｉｍｅｌｙ　ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｕｒｒｅｎｔ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ：ｔｗｏ　Ｓｉｄｅｓ：ｏｐｅｎ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　０引言　较大的噪声。利用红外线测温仪监测电流互感器本体有无严重发　　电流互感器即ｃＴ，是将电力系统一次大电流变换成与其成　热、冒烟等异常现象来判断ｃＴ是否有开路故障。（３）电流互感器二次回路端子、元件线头有放电、打火现象。　正比的二次小电流，输入到测量仪表或继电保护及自动装置中。　ＣＴ二次回路开路故障对电力系统稳定有很大的影响，本文就造　电流二次回路开路会在二次开路处感应出非常高的电压，烧坏电　　成ＣＴ二次回路开路的常见原因以及对电力系统稳定运行的影响　流端子及接线头，严重时击穿绝缘。进行分析，对于引起ＣＴ开路常见的原因列举相应实例，提出有针　对性的处理方法及预防对策。　２　ＣＴ开路的故障处理　２．１　ＣＴ开路的故障处理步骤　对于发现电流互感器本体严重损伤或者端子排以及二次绝　缘有明显烧坏的现象，则应立即转移负荷，停电进行检查处理。　对于开路故障外观不明显的，则要分清属于计量、测量、保护　１　ＣＴ二次回路开路　１．１　ＣＴ工作原理及开路的危害　ｃＴ一次绕组串联在被测线路中，二次绕组与测量仪表和继　电器等电流线圈串联使用。正常运行时，二次电流产生的磁通势　还是母差回路；判断方法参照１．２节中的ｃＴ开路判断。对于母　可按照下述步骤进行查找：　起去磁作用，铁芯中总磁通很小，二次绕组感应电动势不超过几　差回路发出ｃＴ开路告警信号，１）核对保护屏上ｃＴ的ＤＳＰ采样值，记下数值。对于ＲＥＢ１０３　则需要记下线路ｃＴ变比，母差小ｃＴ变比，方　为励磁电流，将会在二次绕组上产生很高的电压，严重威胁二次　型中阻抗母差保护，　设备和人身的安全。ｃＴ二次回路开路，则电流互感器的铁芯磁　便进行电流换算。十伏。如果二次侧开路，二次电流的去磁作用消失，则一次电流变　饱和，铁芯将会严重发热，烧坏二次线圈的绝缘；另外，母差、线　２）用专用的电流测量仪表测量连入母差回路元件电流大小　　路和主变保护会因开路相电流为零而误动或拒动。因此，正常运　和１）中所记录的值进行比较。３）分析出故障所在元件回路，在就近的试验端子上用良好　行中，ＣＴ的二次回路是禁止开路的。　１．２判断ＣＴ二次回路开路的方法　的短接线将ｃＴ二次短路，再检查处理开路点，若短接时发现有火　花，那么短接就是有效的，故障点就在短接点火以下的回路中，可　（１）ＣＴ二次回路某相开路时，则该回路仪表指示异常降低或　进一步查找。若短接时没有火花，则可能短接无效，逐步向前变换　为零。若此电流回路接至微机保护，则微机保护装置　‘电流回路　短接点，缩小范围检查。　断线”告警信号。若此电流回路接至测量表计回路，则三相电流表　对于线路、主变保护或测量、计量回路的开路处理，则可直接　指示不一致，该相电流指示甚至为零，功率表指示减小。若此电流　从上述３）步骤开始进行。　回路接至电能计量回路，则电能表转速缓慢或发出告警声音。若　２　ＣＴ开路常见故障处理方法　运行中发现测量表计指示时有时无，有可能处于接触不良状态，　２＿２．２．１元件生产质量问题　可将有关的表计相互对照比较进行分析。　（２）电流互感器本体有异常声响。ＣＴ二次开路时因铁芯磁　交流电流回路中的电流端子，由于结构或质量上的缺陷造成　饱和以及磁通的非正弦性，使硅钢片振荡而且振荡不均匀，发出　（下转１３１页）　ｆ１　２６　Ｅ＝Ｚ］　２ｏｌ８。２ｌ　待处理空间的喷射。这种装置如图１所示。与其他喷淋装置相比，　题，则应对其进行合理调整。除此之外，还应该将变电站中除了主　这种装置的控制对象是火灾发生源，即起火点。这种装置的优势　变压器之外的其他设备引发的喷淋系统误动作融入试验过程中，　在于其能够起到良好的隔离效果、冷却速度相对较快。虽然这种　进而提升喷淋系统误动作的控制水平。　装置的灭火过程较为环保，但其绝缘性能相对较差。与其他水雾　（４）响应延迟控制装置加设维护措施　喷淋装置相比，这种装置更加适合被应用在变电站主变压器的喷　这种维护措施是指，在变电站的相应位置加设响应延迟控制　淋系统中，其所需成本相对较低。　装置。在响起警铃之后，可以利用该装置设施为其２ｍｉｎ的响应延　（２）固定式水喷雾自动控制系统装置　迟时间。在这段期间内，变电站的相关管理人员可以对主变压器　这种装置的组成要素主要包含高速水雾喷头、火灾自动探测　喷淋系统的报警状况进行检查，如果该状况属实，则无需对喷淋　系统、控制阀门、高压水给水设备等。与其他装置相比，这种水雾　系统进行调整　如果该状况属于误动作，则应该取消主变压器喷　喷淋装置更加适用于有易燃液体引发的火灾以及由易燃固体和　淋系统的相应。　易燃液体混合引发的火灾中。　２．２系统维护措施方面　３结论　作为变电站中的主要设备之一，主变压器故障的发生很容易　为了促进主变压器喷淋系统作用的有效发挥，需要对变电站　引发火灾现象，进而为变电站带来极大的经济损失。为了避免这　主变压器喷淋系统应用以下几种维护措施：　种现象，需要对主变压器喷淋系统的误动作控制、维护措施应用　（１）喷淋管道维护措施　等方面加以重视。通过喷淋系统运维质量的提升保证电能供应的　就主变压器喷淋系统中的管道装置而言，检修对象主要是管　稳定性。　道是否存在破损问题。当发现上述问题时，应及时更换新的喷淋　管道，进而保证电力供应的稳定性。　参考文献　（２）喷淋系统喷嘴维护措施　［１】王勇兵．变电站主变压器喷淋系统运维问题探讨Ｕ】．技术与　作为控制主变压器过热等异常现象的重要装置，喷嘴在整个　市场，２０１３．０７：５２—５３．　喷淋系统中的作用十分重要。对此，在实际维护过程中，相关人员　【２】李凡，曹建伟．２２０　ｋＶ变电站主变压器泡沫喷淋灭火系统防　应该定期对喷淋系统的喷嘴是否存在堵塞、破损问题进行检查，　误动控制方案研究【Ｊ】．电气应用，２０１６，１５：４５—４９．　进而保证主变压器故障问题的有效控制。　【３】吴小科．变电站站用电系统运维策略分析及设计方案研究　（３）喷淋系统试验措施　【Ｄ】．华南理工大学，２０１５．　这种措施是指，以年为单位对变电站的整个主变压器设备　［４】俞剑刚．大型油浸式电力变压器绝缘受潮的综合分析处理【Ｄ】．　进行试验测定。如果试验过程中发现喷淋系统的使用功能存在问　浙江大学，２００８．　（上接１２６页）　开路。因此要选用质量可靠的端子，对于有质量问题的端子及时　整定的ｃＴ断线告警值，因此保护不发告警信号。当２５００开关分　更换。　开后，流经２５３０的电流变大，达到告警值，发ＣＴ开路告警信号。　案例１：某１ｌＯｋＶ变电所１ｌＯｋＶ母联电流互感器端子箱内部　ＲＥＢ１０３所用的辅助变流器原边开路时，从保护装置看过去　分电流端子的连接片出现细小的裂纹，导到Ｂ相ｃＴ出现较大的　表现为很大的开路测量阻抗ＺＭＣＣ。若此时发生区外故障，理论上　异常声响的情况出现。后来查明这是由于该端子箱采用的电流端　流入电流应等于流出电流，由于ＺＭＣＣ为很大的阻抗，此时，　很　子的质量不过关，在用力紧固连接片螺丝的过程中，连接片出现　小，故障电流将被迫流进差动回路，保护将极可能误动。　肉眼不宜发现的裂痕，导到电流回路负载增大，ＣＴ出现异常声　响。更换合格的电流端子，消除缺陷。　３结语　２．２．２工作中人为因素　电流互感器二次回路开路是非常严重的问题，防止二次回　如工作中电流端子接线螺丝未拧紧或工作后忘记恢复己打　路开路应以预防为主。在二次回路上工作要以严谨细致的态度进　开的电流端子，造成电流二次回路开路。人为因素不可小视，现场　行，要严格执行安全工作规定，杜绝人为造成二次回路开路故障；　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　另外要加强设备的检查、巡视工作，发现二次设备有接触不良等　工作标准化作业指导书。电流回路的拆线工作应作好记录，恢复　异常情况必须及时处理，防止电流互感器二次回路开路故障，保　接线按照记录，不可凭记忆恢复接线。　证电力系统的安全稳定运行。　案例２：南京某５００ｋＶ变电站，其２２０ｋＶ部分母线运行方式　参考文献　为双母双分段。母差保护采用ＡＢＢ生产的ＲＥＢ１０３系列保护。其母　联和分段开关都在合位，近期因为母联、分段开关进行保护定校，　［１］国家电力调度中心．继电保护培训教材．中国电力出版社。　需要开环运行。拉开分段开关２５００后，母差即发告警信息，为ＩＩ　２００９　母运行异常。此时，运行在ＩＩ母上的元件有两条线路，分段开关　［２］林海源，吕庭钦，林缔等．母差保护改造现场施工常见问题　２６００和母联开关２５３０；经测量其它元件的电流都正常，２５３０的　分析．电工技术，２００７，３５（１０）：７２—７５　Ｎ线电流为零，２５３０有两组ＣＴ分别接入ＲＢＩ屏和ＲＢ２屏，两组　作者简介　ｃＴ的电流相位理论上应偏差１８０度，实际测量角度漂忽不定，经　检查为接入ＲＢ２屏ｃＴ的Ｎ线开路。　姚龙华，男，硕士研究生，主要从事电力系统继电保护工作：　在合环运行时，流过２５３０的ＣＴ电流比较小，没有达到保护　１　３１ｆ　Ｅ　口衄