电流互感器二次回路开路问题的分析

电流互感器(CT)是变电运行中一种特殊的变换器,可以使电网中的一次大电流转换成和其成正比的二次小电流,输入到变电运行自动装置或测量仪表中。因此,电流互感器二次回路开路问题对于电力安全、稳定运行有很大的影响。 

1 、电流互感器二次回路开路的原因 

根据多个工作现场的实际情况,造成电流互感器二次回路开路的原因如下:  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开路。例如一个220kV 变电所220kV母联电流互感器端子箱内部分电流端子的连接片出现细小的裂纹,导致B相CT 出现较大的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,连接片出现肉眼不宜发现的裂痕,导致电流回路负载增大,CT出现异常声响。经更换合格的电流端子后,消除了上述缺陷。还出现过因电流实验端子的接线螺丝本身不带弹簧垫,导致螺丝松动,造成电流回路接触不良,使该端子片及相邻端子片严重烧损,继续运行必然造成开路。  外部环境的影响。由于户外端子箱、电流互感器二次端子接线盒长期处在风吹雨淋的环境下,电流接线端子易受潮,端子螺栓和垫片发生严重锈蚀,长期运行导致电流互感器二次回路开路。  工作人员的失误。如工作中电流端子接线螺丝未拧紧或工作后忘记恢复已打开的电流端子,造成电流二次回路开路。当电流互感器一次电流较大时,将引起开路点处电流端子绝缘击穿,端子排烧毁等情况。还有就是在运行的电流互感器二次回路上工作,误打开运行的电流回路造成开路。 

2、CT二次回路不得开路和二次负载要小的原因

电流互感器一次绕组匝数少,使用时一次绕组串联在被测线路里,二次绕组匝数多,与测量仪表和继电器等电流线圈串联使用,测量仪表和继电器等电流线圈阻抗很小,所以正常运行时CT 是接近短路状态的。电流互感器在正常运行时,二次电流产生的磁通势起去磁作用,励磁电流很小,铁芯中的总磁通很小,二次绕组的感应电动势不超过几十伏。如果二次侧开路,二次电流的去磁作用消失,其一次电流完全变为励磁电流,使铁芯高度饱和,加之二次绕组的匝数较多,会在二次绕组两端产生很高(可达数千伏甚至上万伏)的电压,严重威胁二次设备及人身的安全。二次回路开路时由于铁芯磁饱和,使铁芯严重发热,二次线圈的绝缘会因过热而被烧坏。同时,还会在铁芯上产生剩磁,使电流互感器误差增大,造成仪表指示不正常,甚至烧毁设备。 电流互感器的二次负载如果很大,运行时其二次电压很高,励磁电流必然增大,从而使电流变换的误差增大。特别是在系统故障时,电流互感器一次电流可能达额定电流的数十倍,致铁芯饱和,电流变换误差很大,不满足继电保护和测量仪表的要求,甚至使保护误动,故电流互感器的二次负载要小。

3、电流二次回路开路时出现的现象

电流互感器二次回路端子、元件线头有放电、打火现象。电流二次回路开路会在二次开路处感应出非常高的电压,烧坏电流端子及接线头。 电流互感器本体有异常声响。二次开路时,因铁芯磁饱和以及磁通的非正弦性,使硅钢片振荡而且振荡不均匀,发出较大的噪声。这些现象在负荷较轻时不是很明显,当负荷较大时,由于铁芯磁通严重饱和,造成铁芯过热,使内部绝缘层受热严重,出现发热、异味、冒烟等异常现象,严重时会烧坏电流互感器。 电度表、继电器等冒烟烧坏。而有无功功率表及电度表、远动装置的变送器、保护装置的继电器烧坏。 电流二次回路某相开路时,则该回路仪表指示异常降低或为零。若此电流回路接至微机保护,则微机保护装置发出“电流回路断线”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,运行人员碰到此现象时可将有关的表计相互对照比较进行分析。如变压器原、副边负荷指示相差较大,电流表指示相差太大(注重变化的不同,电压等级的不同,可怀疑偏低的一侧有无开路故障)。 当发现以上些现象,则可判断为是电流二次回路开路。但在实际运行当中,会有一次负荷不大,二次回路无工作的情况,且不是电流测量回路开路时,那么这个时候CT 的二次开路故障是不容易被发现的,这就需要我们实际工作中不断学习和积累经验。 

4、电流互感器二次回路开路的预防处理措施 防止电流互感器二次回路开路的措施。

①为了防止电流互感器二次侧开路,电流互感器二次侧不得装熔断器,二次回路导线连接必须正确可靠。电流互感器二次线圈应可靠接地,且只允许有一个接地点。暂不用的电流互感器二次线圈应短路后接地。②电流回路的电流端子应选用质量可靠的端子, 对发现有质量问题的端子,要及时更换。③现场工作人员应加强工作责任心,严格遵守作业规程,认真执行现场工作标准化作业指导书。短接电流回路应使用短路片,短接要可靠牢固。 处理发生CT二次开路的方法。当发现电流互感器二次回路开路时,首先应先分清故障属于哪一组电流回路、开路的相别、对保护有无影响。汇报调度,解除可能误动的保护。 其次处理电流互感器二次回路开路故障时,尽量减小一次负荷电流,以降低开路处的电压。如果发现电流互感器本体严重损伤,则应立即转移负荷,停电进行检查处理。 工作时应遵守安全工作的规定,要戴绝缘手套,使用绝缘良好的工具,并站在绝缘垫上进行。处理开路时,应尽快设法在就近的试验端子上用良好的短接线将CT 二次短路,再检查处理开路点。若短接时发现有火花,那么短接应该是有效的, 故障点应该就在短接点以下的回路中,可进一步查找。若短接时没有火花,则可能短接无效,故障点可能在短接点以前的回路中,可逐点向前变换短接点,缩小范围检查。对检查出的故障,能自行处理的,如接线端子等外部元件松动、接触不良等,立即处理后投入所退出的保护。若开路点在CT 本体的接线端子上,则应停电处理。若不能自行处理的(如继电器内部)或不能自行查明故障的,应先将CT 二次短路后汇报上级。 

5 结束语

可见,变电运行中电流互感器二次回路开路是一个非常严重的问题,防止二次回路开路应以预防为主。在二次回路上要以严谨细致的态度进行工作,严格执行安全工作规定,杜绝人为造成二次回路开路故障问题,以保证电力系统的安全运行。

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