电流互感器极性、变比现场试验的常见问题分析与处理

电流互感器作为电力系统的重要一次设备，能够把大电流转换成小电流，使得二次的继电保护、自动装置和测量仪表能够安全准确地获取电气一次回路电流信息，并具有安全、标准化、快速等优点。为确保电流互感器本身安全可靠，实际工程中会进行电流互感器试验，而现场试验中，电流互感器的极性试验和变比试验结果常常出现错误，本文将结合工程现场实际情况分析原因，并提供一些解决思路。1、电流互感器极性和变比试验电流互感器在正式投运以前，应做好相关现场试验。试验项目分为：直流电阻测试、极性试验、变比试验、绝缘电阻测试以及伏安特性试验。电流互感器依据的是电磁感应原理，它由闭合的铁芯和绕组组成。电流互感器的一次绕组匝数很少，串接在要测量电流的线路中，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中[1]。本文将重点分析极性和变比试验中会产生的问题及应采取的措施。2、极性以崇明500kV变电站为例，现场人员的试验结果常常出现加极性。若不分析错误原因并纠正极性便将电流互感器投运，计量仪表指示将会出现错误，更为严重的是使带有方向性的继电保护误动作，造成不可估量的损失。在崇明500kV变电站中，现场人员根据施工图纸判断电流互感器极性接线方式，通常采用减极性接线方式。如图1所示，民生线共采用7套流变，每套电流互感器P1端均指向母线侧，P2端均指向出线侧。现场工程为保证电流互感器接线正确，电流互感器一次及二次绕组的出线端都会有极性标志，图1中P1和P2即为民生线电流互感的一次极性标注，图2中1S1、1S2和1S3为二次侧极性标注，同时将P1和1S1，P2和1S2以及1S3作为同极性端。如果一次电流I1由P1侧流进，P2侧流出，电流互感器感应出二次电流I2从1S1流出，从1S2或1S3流进，则电流互感器为减极性接线[2]。通过极性试验可以验证电流互感器安装和接线的正确性。2.1

电流互感器本体安装和接线错误在保证试验方法和试验接线正确的前提下，若现场人员从图1中P1端通入电流，一次电流从P2端流出，二次电流从1S2或1S3侧流出且从1S1侧流进；或者一次电流从电流互感器P2侧流进P1侧流出，二次电流从1S1侧流出1S2或1S3侧流进。试验结果为同极性，则电流互感器可能本体安装或接线错误。处理措施：现场人员应联系安装人员和电流互感器厂家进行整改。2.2

电流互感器试验接线错误观察试验接线，如试验仪器一次输出P1侧接入电流互感器P2侧，P2侧接入电流互感器P1侧，或者试验仪器二次输出S1侧接入电流互感器二次绕组S2侧，试验仪器二次输出S2侧接入电流互感器二次绕组S1侧，则属于设备端接线接反导致极性试验结果错误。同理，查看试验仪器端接线，如一次输出P1和P2侧和二次输出S1和S2侧有一端反接。如图3所示，红黑和绿黑线为一次试验线，在设备端分别接入P1和P2侧，在仪器端接入P2和P1端；如图4所示，红黄和绿黑为仪器端二次接线，在设备端分别接入S1和S2侧，仪器端接入S2和S1端。此类属于试验仪器端接线接反导致极性试验结果错误，正确接法如图5所示。电流互感器一次回路与二次回路的A、B、C三相相互对应，如果一次回路线和二次回路线没接在同相别的回路上，也将导致试验结果错误。如图2所示，若在民生线A相通入一次电流，二次线接在端子XCT1和XCT5，此时A相感应出的二次电流无法形成回路，因此试验结果将错误。处理措施：看清现场图纸，将仪器P1和P2分别接入电流互感器P1和P2端，仪器S1和S2分别接入对应相别的1S1、1S2或1S3。2.3

一次回路不导通在实际工程中，工况比较复杂，一次试验线往往无法直接接入电流互感器P1和P2侧。崇明500kV变电站220kV侧采用GIS断路器，在安装过程中需要将电流互感器一并安装，此时无法直接接入电流互感器P1和P2侧导通一次回路，现场试验通常将断路器CB1两侧的ES1和ES2两把接地刀闸作为进线端。如图1所示，试验时需将一次试验线接在接地刀闸上，通过接地刀闸ES1和ES2形成回路，若试验不成功，则可能一次回路未导通。处理措施：试验前需将断路器和接地刀闸闭合且拆除一把或两把接地刀闸的接地铜牌。当一次设备的回路导通后，试验结果不正确，则考虑一次试验线问题。处理措施：利用万用表欧姆挡测量整个一次回路或试验线的阻值，通常数值为1～3Ω，若测量数值异常，即一次试验线出现问题，应替换试验线。2.4

接触不良在保证接线正确的情况下，若结果仍为加极性，应检查接线端是否接触良好，重新拔插一次和二次接线，确保接触良好再次试验。3、变比电流互感器变比也是一个重要参数，变比大小为一次额定电流和二次额定电流的比值。通过将大电流转换为小电流，使保护和测量等装置实时监测运行数据，变比不准确可能导致保护装置误动、拒动，或电能计量不准确等问题[3]。3.1

回路分流根据图2和图6可知，民生线保护A相二次电流从1S1A流入XCT1，经过A411电缆流入1ID1进入保护装置，流出到1ID4，并通过N411电流回到1S3A。若直接进行试验，可能会使二次电流分流，导致变比不准确。处理措施：根据图纸将二次回路外回路的电流划片打开，确保二次回路电流只有一条通路。如图7所示，10kV即墨站出线回路中，断路器只有一侧有接地刀闸，无法应用崇明500kV站的试验方法，此时可将一次试验线一端接入相邻断路器边上的接地刀闸。一次电流按顺序经过墨11尚悦西广场甲线接地刀闸、断路器、10kV一段母线、断路器和墨12东城瑞苑甲接地刀闸。此方法接线也需要将接地刀闸相应接地铜排拆除，并闭合断路器及接地刀闸。这种情况下，墨12上电流互感器变比试验结果不准确，可能是墨13上断路器未断开，一次电流分别流经墨12和墨13造成一次电流分流导致。处理措施：只合墨11和墨12线路的断路器，即只合试验回路上的断路器，断开支路回路断路器。3.2

抽头多接错线在电流互感器试验前，现场人员会先摘录铭牌数据，电流互感器出厂变比参数能够通过铭牌获取。通过图8可知，现场的电流互感器有12套，而其中含有多抽头电流互感器。多抽头电流互感为一次绕组不变，二次绕组有多个抽头，能够分成多个变比。通过不同变比的二次绕组抽头引出，每个抽头接入各自端子排，这样就形成了多个变比[4]。图中1.1保护用电流互感器分为三个抽头，分别为1S1、1S2和1S3，即有1000/1和2000/1两组变比。试验人员要验证1S1和1S2的变比，二次接线接在1S1和1S3上，变比结果将为2000/1。这是试验人员接错电流互感器二次抽头导致。处理措施：根据图纸确定实际采用的变比，使得二次试验线与相应抽头连接。比如验证变比为1000/1的正确性，需将二次试验线加在1S1和1S