CT更换二次工作的危险点分析与控制

李云峰，肖 迈，陈 昊

(国网江苏省电力有限公司超高压分公司，江苏 南京 211100)

0 引言

电流互感器(current transformer，CT)是变电站内实现一、二次电流转换的重要设备[1-2]，其性能对继电保护、安全自动装置能否稳定运行具有重要的影响[3-4]。近年来，随着500 kV变电站运维和扩容改造的增加[5-6]，500 kV CT更换已成为电网检修的常态化工作。

CT更换工作的具体步骤包括旧CT及相关二次电缆的拆除，新CT的安装及二次电缆的连接等。因更换过程中涉及电流二次回路的改动，存在保护装置误发信、误动作的可能[7-11]；同时500 kV CT更换工作大多是在变电站部分停电的情况下实施，作业风险系数高。如何安全、高效地进行500 kV CT更换工作，一直是现场二次检修探讨的问题。因此，基于现场经验对500 kV CT更换中二次工作存在的危险点进行辨识，结合案例分析，提出相应的控制措施，为CT更换工作提供参考。

1 CT更换过程中的二次危险点

1.1 电流二次回路开路

CT正常运行时，二次电流产生的磁通势会对一次电流产生的磁通势起去磁作用。若二次侧开路，则二次侧电流的去磁作用消失，一次电流完全变成励磁电流，将引起铁心内磁通剧增，使得铁心处于高度饱和状态，导致二次绕组两端产生很高的电压，不仅会损坏二次绕组的绝缘，而且还会严重危及人身安全。500 kV CT更换过程中，二次电缆虚接、CT端子箱端子连片连接不到位、CT端子箱内运行电流回路被误拆除等都是造成电流二次回路开路的因素。

1.2 电流二次回路无接地

出于人身和二次设备安全性考虑，CT二次回路必须有一点可靠接地。若二次回路失去保护接地点，则CT一次侧的高压将通过CT一、二次线圈间的分布电容以及二次回路的对地电容形成分压，将高压引入二次回路，将会对人身和设备产生威胁。500 kV CT更换过程中，电流二次回路绝缘测试会拆除和恢复相应的接地点，容易因工作疏忽导致接地点未可靠恢复或接线错误，使二次回路失去接地点。

1.3 电流二次回路两点或多点接地

500 kV变电站接地网并非实际的等电位面，不同接地点之间存在一定的电位差。若电流二次回路在变电站不同点同时接地，接地网上的电位差将会使电流二次回路产生额外的二次电流，导致保护装置误发信甚至误动作。

1.4 变比设置错误

CT变比用于表征一、二次电流之间的倍数关系，其设置对保护、测量等装置的采样有直接影响，变比设置错误可能导致保护装置拒动或误动、测量和计量装置采样错误等情况的发生。由于500 kV变电站选取的CT具有一次绕组可调、二次绕组多抽头的特征，所以在CT更换工作中，CT一次绕组串并联的方式和二次绕组抽头的选取是影响CT变比的重要因素，其中任何一个出错都会使CT的变比发生错误。

1.5 极性接反

CT极性是指一次绕组和二次绕组间电流方向的关系。CT一次绕组的首端标为P1，尾端标为P2；二次绕组的首端标为S1，尾端标为S2。通常情况下，CT都采用减极性标注，即一次电流从P1流入，二次电流从S1流出，以确保接入二次装置的电流符合当一次电流为正方向时二次电流从S1流进二次装置[12]。CT极性的测定通常由一次检修人员验证，二次检修人员主要是保证CT接线盒至CT端子箱间二次接线极性的正确性。接线如果接反，会使二次电流相位变化180°，二次回路将无法正确反映一次系统的潮流方向，导致测量、计量装置采样错误，保护装置误动、拒动，影响系统安全稳定运行。极性接反主要是在更换过程中接线盒或端子箱回路接线接反所导致。

1.6 准确级错误

不同类型绕组的电磁式电流互感器，其误差特性、精度、稳态饱和特性、暂态饱和特性都不一样，二次设备应选用准确级合适的二次绕组，否则可能导致发生故障时保护装置的动作行为不正确。二次绕组准确级采用TPY级表示，断路器保护一般选用二次电流衰减速度较快的5P级，而测量、计量装置通常选用0.2 s级以保证采样精度要求。

2 案例分析

2.1 绝缘问题导致电流回路两点接地

某变电站500 kV接线方式为3/2接线。在母线保护5021CT回路搭接时，二次检修人员在搭接前测量500 kVⅠ母第2套母线保护5021CT回路电流，发现A相电流回路和接地线均存在95.5 mA的电流，该现象与5021断路器处于分位，5021CT相关的电流回路不应有电流存在的现状不符。通过绝缘测量，二次检修人员初步判定Ⅰ母第2套母线保护5021CT中A相电流回路存在两点接地的情况，在接地网电位差和感应电压作用下产生了环流(见图1)。若此时将5021CT电流回路接入母线保护，可能触发母线保护告警。

图1 两点接地时的流经母线保护的电流

通过分段排查法对该A相电流回路进行接地点查找，发现CT端子箱至CT接线盒之间存在接地点，与母线保护屏上的接地点形成了两点接地；打开接线盒发现A相电流回路电缆被接线盒前盖挤压变形，电缆外皮破损导致内部芯线触碰到接线盒造成了两点接地。现场将电缆剪断重接后，绝缘恢复，问题得到解决。

2.2 误碰导致电流回路两点接地

CT更换工作除施工工艺导致的电流二次回路两点接地外，人为误碰也会产生两点接地导致断路器跳闸事件的发生。如某500 kV变电站在进行一完整串的中断路器CT更换工作时发生了一起主变跳闸事件。该串为线变串，线路停电检修，主变单断路器运行。现场施工人员忽视二次检修人员的工作要求，在二次安措未实施完毕的情况下，提前在中断路器CT A相二次接线盒中实施二次回路开断工作，且在开断过程中未采取对开断二次电缆芯线的绝缘包裹措施，导致线芯与CT外壳触碰，与主变第2套保护屏上已有的电流回路接地点构成两点接地，地电位差产生环流流入主变保护装置(见图2），引起主变第2套保护动作，直接导致跳闸。

图2 一次接线和两点接地

2.3 极性接反导致测量数据错误

某500 kV变电站进行第1串线路间隔断路器5011CT，5012CT的更换工作。启动结束后，运维人员发现第1串线路三相二次电流后台数据显示异常，分别为543 A，142 A，525 A，B相电流明显偏低，第1串线路三相二次电流为5011CT，5012CT二次电流之和。二次检修人员到现场再次测量第1串测控屏内5011，5012断路器的电流，发现5012断路器B相二次极性接反，使得第1串线路B相电流测量值变为两开关B相电流之差。由于更换过程中的人为疏忽，验收和带负荷阶段都未发现极性接反问题，只能再次申请停电整改。停电后，二次检修人员在中断路器5012CT的B相接线盒处检查接线，发现测量回路绕组B相S1与S2极性接反，更改接线后问题解决。

3 控制措施

为避免CT更换过程的失误导致保护、测控等二次设备的可靠性受到影响，针对500 kV CT更换工作各阶段的危险点采取控制措施如下。

(1) CT更换前，二次检修人员要使用二次安措票，正确执行二次安措并做好施工交底，确保与运行的保护设备有效隔离，再与施工人员安全交底并签字录音后，方可允许施工。

(2) 旧CT拆除时，将旧CT的二次接线盒内部接线和铭牌拍照记录，确认好旧CT各绕组的变比、极性和准确级；拆除二次电缆时，做好芯线核对与记录工作。新CT安装时，同样拍照记录新CT的二次接线盒内部接线和铭牌，并与旧CT的变比、极性和准确级，二次电缆芯线等信息进行核对，确保正确无误。

(3) 为避免因CT更换工作导致电流二次回路两点接地引起保护装置误告警、误动作的发生，二次检修人员在验收阶段不仅需要对施工接线后外观工艺仔细检查，还需要在新CT接线盒盖上后进行电缆绝缘检查和接地检查，确保接地的正确性；为避免电流回路开路危及人身和设备的安全，检修人员需要测量CT二次接线盒至CT端子箱间各绕组电流回路的直阻，以确保各回路电阻呈现低阻值特征以及各单相和相间直流电阻值三相平衡。具备一次升流条件的CT更换现场，可借助一次升流试验再次验证CT的变比、极性及二次回路的正确性。

(4) 验收结束后，检修人员要依据二次安措票执行二次安措恢复工作，紧固所有涉及的电流回路连片和端子，同时测量整个电流二次回路的直阻，确保无开路问题。

(5) 启动带负荷阶段，应做好数据的记录和比对。检修人员逐相测试，比对理论计算值、屏后钳表测量值和屏柜实际采样值的数据大小和相角，确保三者的一致性。

(6) 为使上述控制措施能在现场更好的运用，可针对性地编制新旧CT变比极性单、绝缘数据表、回路直阻表、启动带负荷记录表等技术表格用于辅助现场实施。目前，江苏电网500 kV廻峰山变等10座变电站90台CT更换工作中已推广应用该技术表格，显著提升了实施工作的可靠性、安全性与便利性。

4 结论

CT更换工作因涉及变电站一、二次系统的改动且相邻设备处于带电运行状态，使其具有较高的危险性。基于现场经验辨识了CT更换工作中二次可能存在的危险点，并结合案例进行分析，针对存在的危险点提出了相应的控制措施，可以显著降低CT更换工作的安全风险，有力保障了变电站内一、二次设备的稳定运行。