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誤動或拒動，后果嚴重。特別是帶抽頭的電流互感器，因方便于根據(jù)負載大小調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為雙線圈的電流互感器中，二次回路不能開路（否則會產生高電壓，危及設備和人身安全），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柜的線路縱差保護裝置中顯示的本地電流和遠方電流不一致，存在差流。但遠方電流和6601的后備保護裝置顯示電流一致，而且隨著負荷電流增大，差流也增大（表1），存在很大隱患。一旦各生產裝置開車后負荷電流會加大，差流也隨之增大，達到一定程度時差動保護裝置動作，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擋用于接差動保護裝置。故障查找過程中，先后校驗了縱差保護裝置，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通入單相電流，6601的縱差保護裝置和后備保護裝置顯示的電流數(shù)值是一樣的，判斷應無問題。但送電后顯示的電流值仍不一致，還存在差流。進一步檢查發(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擋用于接差動保護裝置，將1200/5擋的A、B、C三相習慣性地在端子排進行短接。正常接線方式應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，由于所接三相負荷對稱，且每相S3-S4線圈匝數(shù)一樣，因此產生的磁勢也對稱，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，當一次繞組通入交流電流I1時，該電流在鐵芯中產生磁通Φ1，其磁勢為I1N1，Φ1在二次繞組中分別產生磁感應電動勢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，因此這兩個感應電動勢大小相等、方向相同，分別在各自回路中產生二次電流I13和I34。I13和I34產生的磁勢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I1/K=I2。由于N13=N34，當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仍然保持線性關系。互感器實際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，即當實際電流為103 A時，它反應的電流為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系。但是在查找故障過程中，在一次側通入的是單相電流時，F(xiàn)點不能和地形成通路，不能產生分流，變比正常。因此縱差保護裝置和后備保護裝置顯示的電流數(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.結論

電流互感器根據(jù)不同結構原理，二次側接線方式是不同的，不能一概而論。對雙次級繞組的電流互感器，應將不使用的二次繞組應短接，否則會因二次繞組開路而使鐵芯中主磁通大大增加而產生高電壓，危機人身和設備安全。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，影響保護和計量，故不能短接，應懸空。雖然S4端子空著，但二次電流可在S1、S3之間流動，其產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，嚴禁直接短接，嚴禁習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防重復接地。

圖3 電流互感器正確接線