继电保护整定计算中对电流互感器断线的处理方法

缪春琼，姚旭明

（广西电力职业技术学院电力系，530000）

0 概述

为了保证电力系统安全经济运行必须对电力设备的运行情况进行监视和测量。电流互感器一次绕组串接于高压输电电路，二次绕组与测量仪表、保护装置等二次设备连接。其关系到测量计量的准确性、继电保护装置的可靠性及高压输电电路的安全性。保护用电流互感器主要和继电保护设备配合，在输电线路发生故障时，向继电保护装置提供电流使相应保护装置动作而断开相应断路器从而隔离故障点，进而保证电力系统的安全稳定运行。测量用电流互感器的工作条件与保护用电流互感器完全不同，测量用电流互感器一次电流的工作范围只要有合适的准确度即可。当通过故障时的故障电流时，希望互感器尽早饱和，以保护二次设备不受故障电流的损害。而保护用电流互感器在比正常电流大几倍或几十倍时才开始工作，其误差要求在误差曲线范围内。

从原理上讲，TA 本身是个特殊的变压器。TA 二次开路将引起高电压，是现场工作中的一个大忌。目前的微机保护在定值输入的时候，一般生产厂家都能通过设置实现两种选择：一是检测到TA 断线后闭锁保护。另一种方式是，TA 断线后开放保护出口回路，跳开相应开关。对于这两张方式选取哪种方式更好，并没有明文规定。本文通过对TA 二次开路的危害及对二次设备的影响，介绍这两种方案的优缺点。

1 电流互感器发生二次侧开路的原因及危害

电流互感器一次侧绕组的匝数很少，通常只有一匝到几匝，它的一次侧串接于被测输电线路中，流过被测输电线路电流，这个输电线路电流与常用双绕组变压器的一次电流不同，它与电流互感器的二次负荷没有关系，其由被测电路负载大小决定。而二次绕组的匝数相对较多，它与保护装置或其它仪表串联形成闭合的二次回路，其二次侧由于负载阻抗较小，是接近于短路运行状态。如果电流互感器二次侧发生开路，一次侧电流将全部用于激磁，使电流互感器的铁芯严重饱和。交变的磁通在电流互感器的二次侧线圈上感应出一个悬浮的高电压，其峰值有时可达上万伏，这么高的电压作用于电流互感器的二次回路上及二次侧线圈，将严重威胁设备和人身的安全，甚至可能引起电流互感器线圈绝缘因过热而烧坏，从而造成保护装置因检测不到故障电流而无法断开相应断路器，使故障扩大而造成大面积停电的严重事故。对于零序电流保护和差动保护则可能因开路时产生不平衡电流而误动作。所以《电业安全工作规程》规定，电流互感器在运行过程中严禁开路。电流互感器开路的主要原因有以下几种：

(1) 电流互感器二次回路中的连接端子压板的螺杆过长，旋转端子金属片没能很好的压在金属片上，而是误压在绝缘部分，造成电流互感器二次回路开路。

(2) 二次电流回路中的接线端子质量和结构上存在缺陷，在运行过程中发生铜板螺孔与螺杆接触不良，进而电流互感器二次回路造成开路。

(3) 继电保护工作人员的疏忽，如忘记将试验中拆开的电流互感器连接片接好、造成电流回路开路。

(4) 电流回路二次线端子压接不紧，当二次回路中有大电流流过时，电流端子发热烧坏或氧化过甚造成开路。

(5) 室外接线盒、端子箱受潮，垫片和端子螺丝锈蚀严重，造成开路。

危害主要表现为以下几种：

（1）部分仪表指示为零或异常降低。如用于测量的表计某一相或者两相发生开路，就会使三相电流表指示不一致，有功电度表指示减少。

（2）由于发生开路的电流互感器会在二次侧产生悬浮的高电压，就可能使开路电流互感器二次回路元件接头、二次接线柱、接线端子等处放电打火，严重时会发生绝缘击穿的事故。

（3）电能表、电流表、变送器、继电器等设备冒烟烧损。

（4）保护装置可能因无电流而不能动作出口隔离故障点，造成保护装置拒动或者误动作。

（5）造成电流互感器发生爆炸，损坏设备或者危及人身安全。

电流互感器开路，在现场实际运行的过程中，确有发生。以前的电流回路通常加装一种保护装置。此装置在电流回路开路时，自动将回路短接。但在实际运行的过程中发现其误动率较高。给电网的安全稳定运行带来更大的危害。现在很多电网已不允许此设备在电网中运行。

2 现场电流互感器（TA）开路的处理方法

虽然《电业工作安全规程》规定电流互感器在现场运行过程中二次侧严禁开路，但在实际运行过程中电流互感器发生开路的现象时有发生。为将电流互感器二次侧开路时的影响降低到最小，现场也采取过许多措施。现场人员发现电流互感器二次侧开路时应做以下处理：

(1) 尽量减小一次侧的电流，如果电流互感器受到严重损伤，应尽量转移一次负荷，停电处理。

(2) 发现电流互感器二次侧开路时，应先找出发生开路的电流回路以及开路的相别，同时判断其对保护有无影响，汇报上级领导，解除可能误动作的保护回路。

(3) 设法在就近的接线端子上，将发生开路的电流互感器二次侧短路，再处理开路点，短接时应该使用专用短接线或短路线，短接应可靠，禁止采用一般导线缠绕或熔丝。

(4) 短接时应注意：如短接时有火花发生，则说明短接点的选择是正确的，故障点发生在短接点以后的回路中；如果短接时无火花发生，则有可能是短接无效，故障点在短接点以前的回路中，可以逐点向前改变短接点，直到找到有效的短接点。

(5) 发生电流互感器二次侧开路时，应先检查容易发生故障的室外元件及端子，检查相关的二次回路有无工作时触碰过的部位。对找出的故障，如能自行处理，可立即处理，处理完后投入所退出的相关保护。如果开路点发生在电流互感器本体的接线端子上，应立即申请停电处理。如果是不能处理的故障或不能查明的故障，应立即汇报上级，将负荷转移，然后停电处理。

(6) 在短接开路的电流互感器二次回路时，工作人员一定要遵守现场监护制度，一人监护，一人操作。工作中与带电设备保持适当的安全距离。操作人员一定要戴绝缘手套，穿绝缘靴，并使用带绝缘把手的工具。严禁在短路点与电流互感器之间的回路上进行任何工作。

针对继电保护装置，目前各生产厂家在差动保护回路都设置了控制字进行选择。当差动回路开路的时候，一种是闭锁保护，另一种是开放跳闸回路。

国内以前规定TA 断线必须闭锁差动保护，但应告警——因为主变或者发电机跳闸影响大，如因TA 二次断线而使大面积停电是不合算的。随着输电线路输送容量的增大及大容量发电机组的投入行，使电网中一次电流也相应增大，电流互感器开路运行时带来的危害也在加大。目前对TA 二次断线差动保护可以跳闸，因为TA 断线也属于故障，在国外都采用此种方式；在大电流回路中，当TA 断线时开放差动回路也是有必要的。

3 结束语

本文对TA 开路产生的原因及危害等问题进行了阐述。TA不允许开路，但实际中总会有这些情况出现，所以保护才采用了闭锁手段，这是应该的、符合实际情况的、有意义的。在整定计算中“TA 断线”保护出口方式的选择并没有硬性的规定。造成了在现场实际运行的保护装置中，对这一项的选择就是仁者见仁，智者见智。但从笔者本身的经验来看，对于小电流回路，可以闭锁保护出口。对于大电流回路，还是应该开放保护回路。当电流回路开路时，跳开相应开关，也便于检修人员处理故障。如果闭锁保护回路，将会损坏设备，同时危及人身安全。而且电流互感器开路本身也是一种故障，还是应该动作跳开相应开关。把TA 断线对电力系统的影响降到最小，保证电网的可靠、安全稳定运行。

[1] 刘强.电流互感器二次开路故障分析及处理方法.

[2] 苏章希、郭经洲电流互感器二次开路的危害及预防煤矿电机 2005 年02 期