检验电流互感器二次回路的常用方法

检验电流互感器二次回路的常用方法

张鉴斌

张鉴斌ZHANGJian-bin

（上海电力建设启动调整试验所，上海200031）

（ShanghaiPowerConstructionStartingAdjustmentResearchInstitute，Shanghai200031，China）

摘要：本文结合现场试验实例，分别论述了直流电源法、一次通流法、发电机短路试验、大型电动机启动电流等试验方法检验电流互感器二次回路方法的特点及其适用范围，可供工程调试人员参考。

Abstract:Combinedwithfieldtestexamples,thispaperdiscussedthecharacteristicsandapplicationscopesofDCpowermethod,oncethrough-flowmethod,generatorshortcircuittestandalargemotorstartingtotestcurrenttransformersecondarycircuit,providedreferenceforengineeringcommissioningofficers.

关键词：电流互感器；二次回路；极性

Keywords:currenttransformer；secondarycircuit；polarity

中图分类号：TM452文献标识码：A文章编号：1006-4311（2014）14-0031-03

引言

在新设备投运前，确认电流互感器二次回路的接线正确是项非常重要的工作。确认电流互感器二次回路的接线正确除了检查二次回路接线及进行二次通流试验外，还须对电流互感器进行极性试验，以使电流互感器的二次回路接线满足保护、测量装置的极性要求，而对于升压站投运还必须用一次通流加以检验和判定。本文结合近年来的工程调试实例，针对新建发电机组不同调试阶段分别介绍了检验电流互感器二次回路的几种常用方法。新建发电机组调试阶段一般分为机组整套启动前、机组整套启动、升压站投运、机组并网后等四个阶段。

1机组整套启动前的调试阶段

1.1直流电源法直流电源法原理图如图1所示。电流互感器一次线圈通过小开关接入一组电池，二次线圈接入直流毫安表A（直流指针表或者较灵敏的万用表的直流档）。当合开关的瞬间，如直流毫安表A指针向正方向摆动，则电池组正极所接一次端子P1与直流毫安表A正极所接二次端子S1为同极性端。反之，则为非同极性端。

根据电流互感器所属设备的不同，大致可以分三种方式进行电流互感器的极性试验。一是发电机CT，如图1中发电机CT极性试验图；二是变压器CT，如图1中变压器CT极性试验图，此图中接线方式可以检验A、B相套管CT的极性情况，C相套管CT依据类似方法进行测试；三是升压站GIS开关的CT，如图1中升压站GIS开关CT极性试验图，图中断开1117接地闸刀SF6封闭金属外壳的接地点，合上11开关、1127接地闸刀，在断开点位置注入直流进行测试，经过大地形成回路。

依据直流电源法原理进行电流互感器极性测试工作有四个必须注意的环节：①测试前试验人员必须熟悉电流互感器安装位置、电流互感器铭牌标识的极性指向、一次电流实际流向；②试验过程中操作直流电源开关试验人员与观察直流毫安表指针的试验人员之间要协调一致，防止误判；③测试完成后根据测试的实际结果及保护、测量等装置的极性要求进行二次回路接线或者改线；④测试完成，还需要进行电流互感器的二次回路负载试验。总之，直流电源法比较简单实用，缺点是整个过程比较繁琐，任何一个环节出现问题都会影响电流互感器二次回路接线的可靠性。此方法适合新建机组启动前分系统调试阶段绝大部分的电流互感器极性校验。

1.2一次通流法一次通流试验前首先要根据设计院系统图纸编制一次通流的试验方案，做好测量记录表格。根据试验范围的设备情况确定计算模型，并计算出各组电流互感器的二次电流，确定满足各组电流互感器二次回路可以准确测量的一次通流的试验电流的最小要求。理论上一次通流的试验电流越大，二次电流越大，测量结果越准确可靠，但对通流试验设备的要求也越高，因此要根据现场具体情况合理选择试验电流大小。其基本原则是在至少能够满足二次测量要求（使用电流钳形表测量）。

如果新建机组升压站的投运与机组整套启动一起进行，则可利用发电机变压器组的一系列短路试验来校验电流互感器的二次回路的接线。由于升压站一次通流试验的负载阻抗很小，对电源容量要求不高，一般试验用电流源即可满足要求，还可以采用交流电焊机，电流互感器综合试验仪等。

以某电厂新建机组500kV升压站一次通流为例，其为典型3/2接线方式，如图2所示。试验前打开试验范围内所有接地闸刀，合5013、5012、5011、5000开关，合上50131、50122、50121、50112、50111、50001隔离闸刀，合上500027接地闸刀，断开501327接地刀闸SF6封闭金属外壳的接地点，电流发生器从断开点输入电流，至500027接地闸刀处，形成经大地的5013、5012、5011、5000开关CT的试验回路，二次电流大小以可以准确测量为准，选取方便测量的220V电压为基准电压，使用电流钳形表测量试验范围内保护、测量、录波等装置的电流幅值、电流与基准电压之间的相角，特别检查甲线短引线保护、#1主变短引线保护、甲线线路保护等装置的和电流以及I母差动保护的差流。测量完毕后，打开500027接地闸刀，分开5000开关，合上5021、5022、5023开关，合上50211、50212、50221、50222、50231、50232隔离闸刀，合上502327接地闸刀，形成经大地的5013、5012、5011、5021、5022、5023开关CT的试验回路，以相同的基准电压，使用电流钳形表测量此次试验范围内保护、测量、录波等装置的电流幅值、电流与基准电压之间的相角，特别检查乙线短引线保护、#2主变短引线保护、乙线线路保护等装置的和电流以及I母、II母差动保护的差流。上述试验是项相分别进行。

一次通流试验中需注意：①熟悉试验范围内保护、测量装置的极性要求；②一次系统中的断路器及隔离刀闸接触良好；③试验范围内所有电流互感器不要开路。

一次通流法的优点是简单直观可靠，在电流发生器的容量范围内电流可以连续变化；缺点是电流源一般体积都比较大难于运输，现场搬运不易。此方法适用于升压站投运前的母线差动保护检验。

2机组整套启动阶段

对于新建机组，可在发电机短路特性试验过程中对试验范围内的电流互感器二次回路进行全面检查。新建机组的整套启动试验涉及范围可以包含升压站系统。以某电厂新建机组短路试验为例，如图3所示。K1短路点设在发电机机端，通常试验电流要达到发电机额定值，以录取发电机短路特性曲线；K2/K3短路点设在两台起备变压侧，以5021、5000开关的CT回路构成试验回路，试验电流大小以满足起备变高压侧电流互感器二次电流回路的准确测量为准；K4短路点设在起备变高压侧，试验电流以500kV升压站范围的电流互感器二次电流的准确测量为准；K4/K5/K6/K7短路点设在高厂变低压侧，试验电流大小以满足高厂变电流互感器二次电流回路的准确测量为准，由于高厂变高压侧配置有主变差动保护（或者发变组差动保护）的大变比电流互感器，因此要求试验电流较大，折算到短路点的电流更大，因此对高厂变低压侧短路装置的要求较高,此外K4/K5/K6/K7短路点短路试验分两次和K4短路点一起配合进行，主变高压侧以5022、5023、5013、5012、5011、5000CT回路构成试验回路。试验过程中可临时将发电机过电压保护定值修改为0.3倍额定电压、0s，防止短路装置熔断而导致发电机过电压。

发电机变压器组短路试验的优点是一次电流完全可控，能满足各种容量的短路试验要求；缺点是发电机-变压器组短路试验属整套启动试验，限制因素较多，且机组启动成本很高。此方法适用于发电机、主变、厂变、母线等差动保护检验。

3升压站投运阶段

3.1线路负荷校验超高压系统的输电线大都采用多根分裂导线构成相线，分布电容增大。同时，超高压输电线路往往要承担远距离、大容量的电力输送任务，较长线路使分布电容的等值容抗大大减少，导致电容电流进一步增大。当此容性电流足够大的时候，可利用来校核线路纵差保护的极性以及测量装置的电压、电流的相位关系。超高压线路负荷校验一般采用容性电流来校验电流互感器的二次回路。

3.2起备变差动保护负荷校验新建机组起备变正式投运前，必须对起备变差动保护进行负荷校验，有时候因为工程进度原因，在起备变受电前，很多辅机设备未安装完毕，造成投运时新建机组不能提供保证试验要求的大负荷电流，因此必须采用其他方法，一般有两种方法，一是利用电机启动电流录波法，二是在厂用中、低压母线侧接一系列电阻或者电容作为厂用电负载，下面详述电机启动电流录波法。

新建机组一些大型辅机，如引风机、给水泵、一次风机、循泵等，其启动电流可达到6-8倍额定电流，我们可以利用大电机启动电流来检验起备变差动保护电流互感器二次回路电流相位。但是由于电机启动电流衰减很快，因此我们利用录波仪来记录和分析流入起备变差动保护电流相位，以确定差动保护电流的相位关系。我们在某电厂起备变投运的负荷校验就采取此方法，接线如图4所示。某现建电厂有两台起备变，每台起备变低压侧有两个分支，每个分支又分两个分支分别作为两台机组厂用电的备用电源。为了校验两台起备变的两套差动保护，需要启动16台/次电机。试验前将起备变差动保护出口改投信号，启动电机的同时启动录波。以6kV12段为例，试验波形如图5所示，由图中向量分析可知，起备变高压侧、低压侧的流入起备变差动保护三相电流相对相位分别约为180°，符合此起备变差动保护装置的极性要求。

电机启动前将起备变差动保护出口改投信号或者出口不投，如果起备变差动保护回路接线有错，则保护面板上会显示差动保护会动作，不需要特别安排试验人员观察保护装置。由于大型电动机对启动次数有严格限制，因此每次试验需要安排不同的辅机启动。此外本试验在进行的时候还需要通讯渠道通畅，运行、安装、调试单位密切合作，协调一致才能保证试验一次成功。大电机启动电流法适用于受电后厂用负荷不能满足起备变差动保护接线极性检验的状态。

4并网后电流互感器二次回路检查

机组并网后，利用并网后的负荷电流检验发变组保护中带方向性保护以及测量装置的电压、电流的相位关系。经负荷电流检验正确的方向性保护即可投入运行。

5结语

本文介绍了校验电流互感器二次回路的若干常用方法，工程中可以根据实际情况来选择使用。以上方法均为实践证明可行的方法，可供电气调试工作参考。

参考文献：

[1]DL/T995-2006，继电保护和电网安全自动装置检验规程[S].北京：中国电力出版社，2006.

[2]欧阳青.继电保护装置带负荷校验的步骤及注意事项[J].电工技术杂志，2001（11）.

[3]兀鹏越.利用一次电流检验电流互感器二次回路的方法[J].2011,36(2).