金福鑫

（中石油錦西石化公司電氣車間 遼寧葫蘆島）

電流互感器的一二次接線對于電能計量和繼電保護(hù)的正確動作起著重要作用，一旦接錯，會造成電能損失和繼電保護(hù)誤動或拒動，后果嚴(yán)重。特別是帶抽頭的電流互感器，因方便于根據(jù)負(fù)載大小調(diào)整電流互感器變比的接線，不必更換整個電流互感器，因此在大型電力系統(tǒng)中普遍采用。在以往使用的二次側(cè)為雙線圈的電流互感器中，二次回路不能開路（否則會產(chǎn)生高電壓，危及設(shè)備和人身安全），為此時常發(fā)生抽頭式電流互感器接線錯誤現(xiàn)象，究其原因是未搞清其原理。而且這種接線錯誤無法通過校驗電能表和電流互感器變比查出。

1.故障現(xiàn)象

2013年10月，1#主變更換，送電后發(fā)現(xiàn)6601柜的線路縱差保護(hù)裝置中顯示的本地電流和遠(yuǎn)方電流不一致，存在差流。但遠(yuǎn)方電流和6601的后備保護(hù)裝置顯示電流一致，而且隨著負(fù)荷電流增大，差流也增大（表1），存在很大隱患。一旦各生產(chǎn)裝置開車后負(fù)荷電流會加大，差流也隨之增大，達(dá)到一定程度時差動保護(hù)裝置動作，造成大面積停電，為此必須查找原因。

表1 電流檢查 A

2.故障處理

6601柜采用SEL-311L差動保護(hù)裝置和4抽頭電流互感器，變比 S1-S2 為 300/5、S1-S3 為 600/5、S1-S4 為 1200/5，600/5擋用于接差動保護(hù)裝置。故障查找過程中，先后校驗了縱差保護(hù)裝置，電流互感器變比、極性，檢查了二次線兩點接地分流等，均未發(fā)現(xiàn)問題。最后在電流互感器一次側(cè)通入單相電流，6601的縱差保護(hù)裝置和后備保護(hù)裝置顯示的電流數(shù)值是一樣的，判斷應(yīng)無問題。但送電后顯示的電流值仍不一致，還存在差流。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)由于6601的電流互感器所有抽頭均引到控制柜端子排，差動組的電流互感器是600/5擋用于接差動保護(hù)裝置，將1200/5擋的A、B、C三相習(xí)慣性地在端子排進(jìn)行短接。正常接線方式應(yīng)是將其他不用的抽頭開路，現(xiàn)取消1200/5擋的短接片，顯示正常，差流為0，隱患排除。

3.故障分析

通過電流互感器實際接線圖（圖1）可以看出，A、B、C三相互感器二次的S3抽頭通過接地點連通，S4抽頭短接于F點，由于所接三相負(fù)荷對稱，且每相S3-S4線圈匝數(shù)一樣，因此產(chǎn)生的磁勢也對稱，A、B、C三相矢量和為0，短接點F的電位為0，與地是等電位，相當(dāng)于與地短接。

圖1 電流互感器實際接線

電流互感器實際接線等效原理見圖2a，根據(jù)電流互感器工作原理，當(dāng)一次繞組通入交流電流I1時，該電流在鐵芯中產(chǎn)生磁通Φ1，其磁勢為I1N1，Φ1在二次繞組中分別產(chǎn)生磁感應(yīng)電動勢E13和E34。S1-S3 為 600/5，S1-S4為 1200/5，S3-S4 為 600/5，因此S1-S3和S3-S4的匝數(shù)相同，N13=N34，且線圈繞向相同，因此這兩個感應(yīng)電動勢大小相等、方向相同，分別在各自回路中產(chǎn)生二次電流I13和I34。I13和I34產(chǎn)生的磁勢I13N13和I34N34，它們對一次繞組的磁勢有去磁作用，若忽略激磁磁勢，根據(jù)磁勢平衡原理列出磁勢平衡方程I1N1=I13N13+I34N34，因N13=N34，得出I1=（I13N13+I34N34）/N1=（I13+I34）N13/N1，N13/N1=600/5=K，I1/K=（I13+I34），設(shè)I1/K=I2。由于N13=N34，當(dāng)互感器一次通過一次電流時，在互感器二次線圈S1-S3與S3-S4的感應(yīng)電勢相等，因此互感器二次電流I13與I34的比值與它們的回路阻抗成反比。當(dāng)互感器二次接線完成后它們的回路阻抗就確定并保持穩(wěn)定，不受互感器運行方式變化影響，此時該電流互感器I13/I34仍然保持線性關(guān)系?；ジ衅鲗嶋H運行變比可通過二次線圈S1-S3與S3-S4的回路總阻抗的比值計算（回路總阻抗=互感器二次線圈阻抗+外接二次回路阻抗）。由互感器實際二次接線的等值電路（圖2b），若忽略激磁電流，則I2=I13+I34，Ulc=I13×（Z13+Zfh）=I34×Z34，則I13/I34=（Z13+Zfh）/Z34。由表1 可知，當(dāng)一次值為 56 A 時，I13為 38 A，則I34為 18 A，I13/I34=2.11，I34=0.473×I13，I2=I13+I34=I13+0.473×I13=1.473I13，I2/I13=1.473，I1/I3=K×1.473，因此，變比增加了1.473倍。此時互感器的實際運行變比明顯增大，原來600/5 的變比變?yōu)?1.473×（600/5）=883/5，即當(dāng)實際電流為103 A時，它反應(yīng)的電流為103/（883/5）×（600/5）=70 A，與上表實際顯示值相同。這也表明接錯線的電流互感器的變比仍然保持良好的線性關(guān)系。但是在查找故障過程中，在一次側(cè)通入的是單相電流時，F(xiàn)點不能和地形成通路，不能產(chǎn)生分流，變比正常。因此縱差保護(hù)裝置和后備保護(hù)裝置顯示的電流數(shù)值一致，電流互感器正確接線二次圖見圖3。

圖2 電流互感器實際接線等效原理

4.結(jié)論

電流互感器根據(jù)不同結(jié)構(gòu)原理，二次側(cè)接線方式是不同的，不能一概而論。對雙次級繞組的電流互感器，應(yīng)將不使用的二次繞組應(yīng)短接，否則會因二次繞組開路而使鐵芯中主磁通大大增加而產(chǎn)生高電壓，危機(jī)人身和設(shè)備安全。而在抽頭式電流互感器中，對不使用的繞組抽頭短接后會使變比發(fā)生變化，影響保護(hù)和計量，故不能短接，應(yīng)懸空。雖然S4端子空著，但二次電流可在S1、S3之間流動，其產(chǎn)生的二次電流對一次磁通起去磁作用，磁路中合成磁勢僅剩I0N1，主磁通密度很小，不會在S3、S4之間感應(yīng)出高電壓。因此，使用抽頭式電流互感器時，必須懸空不用抽頭，嚴(yán)禁直接短接，嚴(yán)禁習(xí)慣性地短接三相電流互感器的S4端，另外，使用電流互感器時嚴(yán)防重復(fù)接地。

圖3 電流互感器正確接線