CT二次回路错误接线故障特征分析及检验方法

杨鹏宇，高柳明

(深圳供电局有限公司，广东 深圳 518020)

0 引言

CT(current transformer，电流互感器)为变电站内保护系统提供基本电流采样数据，电流采样值相位的正确性与数值的精确性保证了保护系统的可靠性。

CT对变电站内保护系统具有非常重要的意义，尤其对基于电流及其相位原理的保护具有决定性的作用，而其二次回路的正确接线则保障了电流采样的正常进行。

1 CT二次回路正确接线方式

CT利用电磁感应原理，将一次大电流转化为二次小电流，再通过二次回路接线将二次电流引入相应的保护、测控、备自投等装置。CT二次回路接线如图1所示。

2 CT二次回路错误接线及故障特征分析

2.1 同一绕组内2相叉接

本组绕组内2相交叉接线如图2所示。CT二次回路中A相与B相接线交叉，则装置接收A，B 2相电流大小相同，但相别互换。如果装置为差动保护装置，在这种状态下，即使电网处于正常工作状态，基于电流相位比较原理的保护仍会处于非正常工作状态，对差动保护造成影响。

图1 CT二次回路接线

图2 本组绕组内2相交叉接线

接线交叉后，装置实际接收A，B相电流为Ia=I∠240°，Ib=I∠0°。以差动保护为例，假定另一侧电流回路接线正确，则相应A，B相电流为IA=I∠0°，IB=I∠240°，可得本侧A，B分相差动电流为：IDa= 3I∠-150°，IDb= 3I∠30°。即，此时差流不为0；在满足差动保护动作条件时，也会造成差动保护误动作。

同样，对于其他以电流为重要故障量的组合保护，如距离保护、复合电流电压保护等，也可能因为电流相位错误而使保护处于非正常工作状态，在一次系统故障情况下造成保护拒动。

2.2 同一CT 2绕组间非N线叉接

同一CT 2绕组间非N线交叉接线如图3所示。图3中模块A，B表示2个不同装置(如差动、备自投)，或同一装置的不同电流采集功能部分(如保护、测量)，在接线过程中，将同一个CT 2组二次绕组间A相电流线交叉相接。

图3 同一CT 2绕组间非N线交叉接线

对于模块A，由于2个电流回路通过A相接线进行了连接，A相电流与B组构成2条路径：

(1) 第1条路径：A相电流——模块B块模块组N线——B组地线——A组地线——模块A；

(2) 第2条路径：A相电流——模块B块模块组N线——A相绕组——模块A。

在一次系统带电状态下，如果2次级变比、准确级一致，则模块B的A相绕组的电势与模块A的A相绕组电势相等，电流无法经B组A相绕组再流回到模块A，因此电流只会由第1条路径回到模块A的A相绕组。在正常工作状态下，若2组绕组变比、准确级相同，则2组绕组A相电流相等，装置不会发出报警和异常；若2组绕组变比不同，则根据实际变比大小，在高负荷状况下，进入保护模块的电流可能达到动作值，导致保护误动。

在非正常工作状态下，若CT所在一次系统发生A相单相接地故障，则二次回路中产生A相单相故障电流。由于此时A相回路叉接，则模块A，B分别接收对方次级回路中的故障电流，若2组绕组变比不同，则保护装置接收故障电流不正确，根据变比大小的不同，可能造成保护拒动或误动。当测量绕组与保护绕组叉接，则保护回路电流不能正确反映一次故障电流，保护可能拒动，而测量回路的元件可能受大电流冲击而损坏。

在一次系统进行停电检修状态下，若进行定检工作，假设模块A保护装置按照安全措施的要求，将电流回路与外回路断开，此时电流无法由模块A通过A相叉接回路输送至模块B，不会造成模块A装置误检定。对模块A的CT二次回路进行负载测试时，如测试A相负载，要在模块A的CT次级A—N加电流，测试过程中一般需预先将接地点解开，因此电流无法由B组地线——A组地线的方式回到模块A，故只会由第2条路径流通。此时测到的负载是2个模块的A相及其所经回路的总负载，测试结果不正确。

因此，同一CT 2绕组间非N线叉接，在发生故障状态下，会造成保护的误动或拒动。在一次检修状态下，某模块的定值调试工作虽然正常，但进行CT次级回路负载试验时却将产生错误。

2.3 同一CT 2绕组间N线叉接

同一CT 2绕组间N线交叉接线如图4所示。在接线过程中，误将同一CT的2组二次绕组的N线交叉相接，A，B，C相接线正常。

图4 同一CT 2绕组间N线交叉接线

由于N线交叉，若CT所在一次回路发生A相故障，故障电流与B，C相电流合成后，由N线进入B组电流回路，同样存在2条电流路径：

(1) 第1条路径：A组N线——B组地线——A组地线——流回A组回路；

(2) 第2条路径：A组N线——B组N线——B组A相绕组——保护装置B——A组N线——流回A组回路。

同样，在一次系统带电状态下，B组A相绕组的电势与模块A的A相绕组电势相等，电流无法由B组A相绕组再流回到模块A的A相绕组，因此，电流只会由第1条路径回到模块A的A相绕组。

在正常工作状态下，假定2组绕组的变比、准确级相同，2绕组N相无电流，2装置实际接收仍为正常三相电流，装置可正常工作而无法发现此接线异常。若2组绕组的变比不相同，由于三相电流平衡，2绕组N相无电流，虽然各模块接收的相电流值正常，但装置仍处在非正常工作状态。

在此非正常工作状态下，若该CT所在一次系统发生A相接地故障，电流由上述第1条路径流通。故障电流先流入模块A，电流没有发生分流，若A为保护装置，则保护可正常动作；随后电流由N线和大地的路径，回到模块A回路中，不会对模块B回路造成影响。因此，该状态下装置能够维持正常运作。

在一次系统停电检修状态下，若对模块A进行定检工作，因模块A电流回路与外回路断开，此时2条路径都不通；对A模块进行模拟故障状态的加量调试，模块A接收到正常调试电流，本身定检工作不受影响。若对模块A进行CT二次回路负载测试，由于预先解开了地线，如在模块A的CT次级A—N加电流，测试到的负载与同一CT 2绕组间非N线叉接时一样，结果不正确。因此，在正常和非正常工作状态下，根据不同的情况(变比和准确级是否一致)，该回路可能处于正常或非正常运行状态；在一次系统进行停电检修状态下，各装置的定值调试工作可不受影响，但负载试验结果错误。

3 10 kV CT二次回路校验及叉接检验措施

根据上述描述，CT二次接线交叉错误，不仅会造成流入装置的电流大小、相位的错误，而且会从根本上破坏保护的正确配置，使保护与CT失配，正常保护功能丧失。因此，在新变电站验收或者一段母线各出线CT电流回路改造后，需要对电流二次回路进行校验，保障二次回路接线正确。鉴于10 kV间隔较多，接线过程中易发生错误，因此需要采用规范、合理的验收方式，保证10 kV CT二次回路的正确性。

3.1 CT二次回路检查

CT二次回路检查的内容主要包括绕组接线核对、绝缘检查、极性试验等部分。

核对绕组时，需要检验铭牌参数，并确认选用了正确的准确级、保护范围不存在死区、挂好了二次回路走向图。绝缘检查时，采用摇表对每组CT二次回路进行绝缘试验。极性试验时，为了保证流入装置的电流极性正确，首先要确认一、二次的极性端子接线正确，然后采用直流法进行测试。

3.2 CT回路通流试验

CT回路通流试验主要包括一次CT回路通流试验和二次CT回路通流试验2个部分。

(1) 一次CT回路通流试验。由于10 kV间隔较多，对于相邻若干间隔，可采用1条导线依次穿过各组CT，分相加入一次电流，依次检查各间隔装置显示的二次电流值，验证变比正确、相别正确、无开路；同时在二次接线柱逐一短接CT回路二次绕组，验证电流回路接线正确。

(2) 10 kV变低开关CT二次回路通流试验。在10 kV电压等级部分，对主变低压侧开关CT，使用昂立装置在10 kV变低开关柜CT次级端子加电流，采用三相大小不等电流，如0.6 A，0.8 A，1 A，验证三相相序正确；采用CT次级额定电流值，验证回路及装置接收电流正确。

3.3 叉接检验措施

(1) 在CT一次回路通流试验时，检查各装置的三相电流可辨识2.1节所述叉接状况。如果某装置A相无流而B相有流，则可判定发生了次级A—B 2相的叉接。

(2) 在CT一次回路通流试验时，分别短接各二次绕组的CT二次接线柱，可辨识2.2节所述叉接状况。以一次A相通流试验为例，由于被短接相电流应该为0，如果出现2.2节所述叉接情况，则短接模块A的A，N相二次绕组时，模块A的A相依然有二次电流，模块B的A相二次电流变为0；短接模块B的A，N相二次绕组时，模块B的A相依然有二次电流，模块A的A相二次电流变为0。由此可判定发生了同一CT 2绕组间A—A 2相的叉接。

(3) 在校验CT次级回路一点接地时，只需断开本组回路接地点，不断开其他回路接地点，然后测量本组对地绝缘。如果存在2.3节所述情况，由于2组回路有N线交叉电气连接，而另一组回路接地点未断开，本组对地绝缘显示为0，由此能够检测出N接线叉接问题。但在施工初期，为了加快工程进度，一次性将所有接地点全部解开，然后再依次测量各组绝缘，那么整个回路均无接地点。此时若出现2.3节所述情况时，测量结果依然显示对地绝缘良好。这将会漏掉2.3节所述问题；而且由于N线叉接对三相电流回路无影响，在后续的一、二次通流试验中仍然无法发现，使N线叉接的情况保留在回路中，直到出现短路故障或进行首次合格的保护定检工作时，才会发现这个缺陷。

4 结束语

通过详细描述CT二次回路错误接线形式，分析了错误接线在不同工况下的故障特征以及对保护装置运行和校验工作的影响。通过列举出规范化的校验方法，提出针对处理叉接错误的检验方法，可有效保证CT二次回路的正确接线，使保护系统正常可靠工作。

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