便捷型二次电流回路直流电阻测量仪的研制与应用

陈嘉俊

（广东电网有限责任公司江门供电局，广东江门 529000）

0 引言

电力系统中，一次设备的电压等级较高，流经一次设备的电流值较大，而且大电网各个部分运行的额定参数差异较大，用于对电力系统一次设备实施测量、采样、控制的继电保护装置及测控设备无法直接接入一次系统。电网中的一次电流需要通过电流互感器进行隔离并使电流值降低，使得二次系统中的继电保护装置、测控装置能够安全、准确地获取电气一次回路电流信息。由于电网会受到外部干扰或系统内设备异常而产生故障电流，此时需要继电保护装置快速、准确地获取故障点的电流采样信息，并对断路器实现控制，隔离故障点，保障整体电网继续正常运行[1]。因此，除了电流互感器需保证能正常转换一二次电流，电流互感器二次电流进入继电保护装置的回路也是保护装置正确动作的关键环节。

1 二次电流回路及其直流电阻的特点

电流互感器是一个特殊形式的变换器，其变换出的二次电流按照变比值正比于一次电流。二次电流回路的负载阻抗很小，通常只有几欧姆，大型变电站的二次电流回路可能会达到十几甚至二十欧姆，其二次工作电压也很低。根据U=I×Z，当二次电流回路的阻抗增大时，二次电压将会上升，当二次电流回路开路时，阻抗趋向于无穷大，则电压将上升到极高的幅值，不但影响电流传变的准确度，而且可能损坏二次回路的绝缘，烧毁设备。所以电流互感器的二次回路不能开路[1]。

在变电站实际现场的二次电流回路中，可能因为接线松动、端子连接不牢固等问题，导致二次电流回路电阻增大，甚至开路，导致继电保护装置错误获取电流采样值，可能发生保护误动的情况[2]。在某500 kV 变电站中，某500 kV 线路保护二次电流回路后串接了稳控装置，在稳控装置的电流端子，该间隔的C 相电流回路的装置内部线在施工时插入端子深度不足、压接面积不够，运行了一段时间后可能由于其他间隔的正常施工行为的振动与碰撞，导致该C 相电流回路内部线进一步松动并最终开路，此时线路保护无法采到C 相电流，因正常负荷状态下的A、B 相电流矢量叠加之后，产生了零序电流，线路保护零序反时限保护动作，误跳开了运行中的断路器。

电流互感器的二次回路不能开路运行，在变电站的新建工程、技改工程、日常运维等工作中，需要二次作业人员检查是否存在接触不良或开路的情况，确保二次电流回路正常方可投入运行。在实际现场中，可以通过测量每组二次电流回路各相直流电阻来进行回路完好性确认，当测出该组A、B、C 相电流回路的直流电阻均在合理范围内，而且不同相别之间的直流电阻相对差别不大时，基本可确认该电流回路接触完好，在对全回路进行螺丝紧固之后，即具备投入运行的条件[3]。

2 便捷型二次电流回路直流电阻测量仪的研制

在变电站二次设备的基建工程、技改工程、定检维护工作中，在主体工作完成后、恢复二次安全措施前，需要对二次电流回路的全回路直流电阻进行测量，确认电流回路没有开路，而且三相电流回路直流电阻相对接近，从而确保二次电流回路接触良好，方可恢复电流回路端子连接片。如果二次电流回路开路或接触不良，将导致保护采集二次电流出现误差，可能使保护误动或拒动；电流回路开路还可以产生高压，有可能烧坏二次设备[4]。

目前，在二次作业现场，使用多用表电阻挡对二次电流回路进行测量，多用表的表笔与电流回路试验端子排的金属部分接触，因为该测量动作需要人手将两支表笔与端子排接触，存在接触不良、表笔晃动的可能性，从而导致直流电阻测量不准确，有可能影响对二次电流回路完好性的正确判断。此外，使用多用表测量直流电阻时只能逐相测量，一组电流回路要测量3 次，重复性工作耗时耗力，还可能因为手持表笔晃动影响数据准确性，而导致多次重复测量。

为了改善使用多用表测量二次电流回路直流电阻的不足之处，继电保护专业结合实际运维经验与操作测量习惯，研发一台便捷型二次电流回路直流电阻测量仪，测量仪控制面板如图1所示。该直流电阻测量仪可同时测量三相电流回路的直流电阻，并在液晶显示屏同时显示三相回路直流电阻值，供测量人员进行三相对比以及判断。测量仪可通过两种试验接线组接至电流回路端子，一种接线组为可接至相连的三相电流端子的接线组，一种接线组为可灵活调整的、针对电流回路端子隔开端子的情况的接线组，供测量人员进行选择使用。

图1 测量仪控制面板

便捷型二次电流回路直流电阻测量仪包含直流电阻测试、数据查询、表笔校准、基本设置共4 个功能。在直流电阻测试功能中，主界面的采样数据显示具有CT 编号设置功能、回路组别设置功能、全回路直流电阻值A 相、B 相、C 相显示、CT 绕组直流电阻A 相、B 相、C 相显示功能；可通过“递增”“递减”按钮的操作调整数字，实现CT 开关编号、CT 组别的数字输入；“确认”键用于确认组别命名等；“储存测试数据”键用于将测量到的数据形成表格一行的数据。在数据查询功能中，能查询已保存的各个电流绕组的直流电阻信息，并能通过外接USB 接口导出数据至移动储存介质。在表笔校准功能中，可把表笔短接进行电阻测试归零校准。在基本设置功能中，可对表格文字进行调整。

该测量仪可用于变电站二次设备的基建技改验收、定检维护工作，所有二次电流回路直流电阻的测试工作，可减少直流电阻测量工作至少1/3 的时间，大大提高工作效率；在测试主界面上，三相电流回路直流电阻一目了然，便于进行三相对比以及判断，有效杜绝二次电流回路开路以及接触不良的隐患，进一步保证继电保护装置能可靠、准确地获取电力系统一次设备的电流值。

3 应用案例

便捷型二次电流回路直流电阻测量仪通过在二次作业现场的实际应用，既能提高各项基建技改工程、定检维护工作中二次电流回路直流电阻测量环节的工作效率，也可以进一步保障所检测电流互感器二次电流回路的完好性。其中，在一项技改验收工程中，通过直流电阻测量仪的现场使用还发现了一处设备隐患。

在某220 kV 变电站的全站综合自动化改造工程中，对1#主变间隔进行保护、测控、端子箱等改造，在进行测量二次电流回路直流电阻过程中，在本体端子箱处测得1#主变高压侧B 相套管CT 第一个绕组的全回路直流电阻过大（51 Ω），与其余两相CT 同一用途绕组直流电阻（14 Ω）相对比均相差较大。继保人员继续使用测量仪对二次设备侧的电流回路进行直流电阻测试与检查，得出二次设备侧的电流回路直流电阻均在合理范围内且不同相别之间相对平衡，初步推断电流回路异常情况不在二次设备侧，而是在本体端子箱至套管CT 本体一侧。排查端子箱至套管CT 本体的电缆无异常后，在套管CT 本体接线柱解开外部电缆，使用测量仪继续对套管CT 本体内部二次绕组直流电阻测量检查，发现直流电阻过大的问题存在于套管内部CT 或回路。进一步排查与处理，拆出绕组接线柱发现内侧接线松动，在拆开过程中已自行脱落，判断为内部线压接不牢固。经过观察发现内侧端子线耳压接痕迹不明显，可能接线工艺不良或没有使用专用压线钳压接，套管CT 接线柱内部线耳压接不牢固是1#主变高压侧B 相套管CT 二次电流回路直流电阻过大的直接原因。

通过对二次电流回路直流电阻的重点检查与确认，能提前发现并处理电流互感器二次电流回路接触不良或开路的隐患，有利于保证继电保护设备的安全、可靠、健康运行[5]。

4 结束语

综上所述，本文探讨了一种便捷型二次电流回路直流电阻测量仪的研究开发背景、功能、意义及其在变电站电流互感器二次电流回路直流电阻测试工作中的应用，在变电站、发电厂、开关站等电流互感器二次电流回路测试工作中具有普遍适用性。该测量仪的应用能提高直流电阻测量的工作效率，排除二次电流回路开路或接触不良的隐患，进一步保证继电保护设备准确采集二次电流，对提高继电保护正确动作的可靠性具有重要意义[6]。