電流互感器及二次系統(tǒng)電流互感器的作用電流互感器的作用是將一次設(shè)備的大電流轉(zhuǎn)換成二次設(shè)備使用的小電流，提供各種儀表、繼電保護(hù)裝置用的電流，并將二次系統(tǒng)與高壓系統(tǒng)隔離，它不僅保證了人身和設(shè)備的安全，也使儀表和繼電器等二次設(shè)備的制造簡單化，標(biāo)準(zhǔn)化，提高了經(jīng)濟(jì)效益。電流互感器二次回路的基本要求

（1）電流互感器的接線方式，應(yīng)能滿足測量儀表、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置檢測回路的具體要求。（2）電流互感器二次回路應(yīng)有一個(gè)可靠的接地點(diǎn)，但不允許有多個(gè)接地點(diǎn)，否則會(huì)使繼電保護(hù)不正確動(dòng)作或儀表測量不準(zhǔn)確。（3）應(yīng)有防止二次回路開路的措施。（4）為保證電流互感器能在要求的準(zhǔn)確級下運(yùn)行，其二次負(fù)載不應(yīng)大于運(yùn)行負(fù)載。（5）應(yīng)保證電流互感器極性的正確連接。電流互感器的工作原理電流互感器相當(dāng)于一個(gè)阻抗很小的變壓器。其一次繞組與一次主電路串聯(lián)，二次負(fù)荷（儀表、遙測或保護(hù)裝置等）以串聯(lián)形式接在電流互感器的二次繞組回路。電流互感器的變比一般為5A，在部分變電站中，如果高壓配電裝置遠(yuǎn)離控制室，為了增加電流互感器的二次允許負(fù)荷，減小連接電纜的導(dǎo)線截面及提高精確等級，多選用二次額定電流為1A的電流互感器。相應(yīng)的，微機(jī)保護(hù)裝置也應(yīng)選用交流電流輸入為1A的產(chǎn)品。電流互感器的極性表示單相電流互感器的一次與二次的繞組引出端子的相位關(guān)系叫作極性。電流互感器的一次線圈端子標(biāo)志L1、L2，在二次側(cè)線圈的接線端子標(biāo)志K1、K2。當(dāng)一次電流由L1流向L2時(shí)，二次側(cè)電流由K2流出經(jīng)外部回路流向K1為加極性接線。當(dāng)一次電流由L1流向L2時(shí)，二次側(cè)電流由K1流出經(jīng)外部回路流向K2為減極性接線。測量、繼電保護(hù)裝置一般采用減極性接線（同極性端子）。保護(hù)、測量裝置極性接反出現(xiàn)的現(xiàn)象⑴母線保護(hù)出現(xiàn)差流，保護(hù)裝置報(bào)TA斷線或者誤動(dòng)作；⑵變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)；⑶方向保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)；⑷計(jì)量、測量儀表出現(xiàn)反向或者指示誤差。電流互感器的二次接線形式

（1）一個(gè)電流互感器的單相式接線（2）兩個(gè)電流互感器的不完全星形接線（3）三個(gè)電流互感器的完全星形接線（4）三個(gè)電流互感器的三角形接線（5）兩個(gè)電流互感器的差式接線（6）零序電流濾序器接線（7）兩個(gè)電流互感器的和式接線一個(gè)電流互感器的單相式接線

一個(gè)電流互感器的單相式接線特點(diǎn)只用一個(gè)電流互感器，用于測量三相對稱負(fù)載的一相電流、變壓器中性點(diǎn)和電纜線路的零序電流。兩個(gè)電流互感器的不完全星形接線

兩個(gè)電流互感器的不完全星形接線特點(diǎn)

這種接線可以反映相間短路故障，主要應(yīng)用在小電流接地系統(tǒng)。目前，35kV及10kV架空線路在不考慮“小電流接地選線”功能（以后簡稱“選線”）的情況下多采用此接線方式，以節(jié)省一只電流互感器；否則，必須配置三只電流互感器，以獲得零序電流實(shí)現(xiàn)“選線”功能。電纜出線時(shí)，配置了專用的零序電流互感器實(shí)現(xiàn)“選線”功能，也按此方式配置。三個(gè)電流互感器的完全星形接線

三個(gè)電流互感器的完全星形接線特點(diǎn)這種接線可以測量三相電流、有功功率、無功功率、電能等，可以反映單相接地故障、相間短路及三相短路等各種故障。變壓器、電容器、大電流接地系統(tǒng)線路等設(shè)備配置的電流互感器均采用此接線方式。三個(gè)電流互感器的三角形接線三個(gè)電流互感器的三角形接線特點(diǎn)這種接線很少應(yīng)用于測量回路，主要應(yīng)用于保護(hù)回路。采用Y，d11接線的變壓器星形側(cè)電流滯后三角形側(cè)線電流30°，在差動(dòng)保護(hù)的電流回路中，將星形側(cè)的電流互感器接成三角形，三角形側(cè)的電流互感器接成星形，以消除相位差。目前，主變微機(jī)差動(dòng)保護(hù)本身可以實(shí)現(xiàn)因主變組別造成的相位角差的校正，主變星形側(cè)和三角形側(cè)電流互感器均采用完全星形接線。變壓器差動(dòng)保護(hù)原理接線圖兩個(gè)電流互感器的差式接線

兩個(gè)電流互感器的差式接線特點(diǎn)這種接線俗稱兩相電流差接線，可以測量對稱的負(fù)荷電流和反映相間故障，主要應(yīng)用在小電流接地系統(tǒng)的高壓電動(dòng)機(jī)保護(hù)回路。零序電流濾序器接線零序電流濾序器接線特點(diǎn)零序電流濾序器接線只能反映零序電流，廣泛應(yīng)用于大電流接地系統(tǒng)，構(gòu)成零序保護(hù)。當(dāng)零序保護(hù)和其他保護(hù)共用電流互感器時(shí)，可在其他保護(hù)的后側(cè)將其接成零序?yàn)V序器。電流互感器的和式接線

電流互感器的和式接線特點(diǎn)這種接線主要用于3/2接線的測量、保護(hù)回路，電磁式的變壓器差動(dòng)保護(hù)、母線差動(dòng)保護(hù)、線路橫差保護(hù)等回路。

電流互感器二次回路的接地保護(hù)電流互感器一、二次繞組間絕緣損壞，高電壓將侵入二次回路，危及人身和設(shè)備安全，因此，電流互感器二次必須可靠接地且只允許一點(diǎn)接地。所有和電流接線的電流互感器只允許有一個(gè)接地點(diǎn)。電流互感器二次不允許開路電流互感器正常運(yùn)行時(shí)，二次負(fù)載阻抗很小，近于短路狀態(tài)，一旦二次回路開路,二次電流等于零,其去磁作用消失，勵(lì)磁電流驟增為一次電流，在二次線圈產(chǎn)生很高的電勢，其峰值可達(dá)幾千伏，威脅人身安全，或造成儀表，保護(hù)裝置、互感器二次絕緣損壞。另一方面原繞組磁化力使鐵芯磁通密度過度增大，可能造成鐵芯強(qiáng)烈過熱而損壞。防止電流互感器二次開路的措施(1)電流互感器二次回路不允許裝設(shè)熔斷器等短路保護(hù)設(shè)備。(2)電流互感器二次回路一般不進(jìn)行切換。當(dāng)必須切換時(shí)，應(yīng)有可靠的防止開路措施。(3)繼電保護(hù)與測量儀表一般不合用電流互感器。(4)對已安裝好而不使用的電流互感器必須將其二次繞組的端子短接并接地。(5)電流互感器二次回路的端子應(yīng)采用試驗(yàn)端子。(6)應(yīng)保證電流互感器二次回路的連接導(dǎo)線有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。電流互感器與保護(hù)

一次設(shè)備保護(hù)的保護(hù)范圍是由其使用的電流互感器的位置決定的，例如母差保護(hù)的保護(hù)范圍是母差用電流互感器之間的所有一次設(shè)備，主變差動(dòng)保護(hù)的范圍為主變差動(dòng)用電流互感器范圍內(nèi)所有一次設(shè)備，線路保護(hù)的范圍是所用電流互感器的外側(cè)。因此運(yùn)行人員一定要清楚保護(hù)所使用的電流互感器的位置，以便在事故處理時(shí)正確判斷。電流互感器的配置變壓器和電容器必須在三相都配置電流互感器；110kV及以上線路屬于大電流接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地故障時(shí)保護(hù)應(yīng)動(dòng)作跳閘，必須在三相都配置電流互感器；10kV線路屬于小電流接地系統(tǒng)，允許單相接地運(yùn)行一段時(shí)間，為節(jié)省一只電流互感器，往往只在A、C兩相配置電流互感器。同時(shí)，這種配置在同一系統(tǒng)發(fā)生兩條線路不同相接地故障時(shí)，有2/3的機(jī)會(huì)只切斷一條線路。

3/2接線的電流和回路

3/2接線方式，由中間開關(guān)及邊開關(guān)的電流互感器的二次電流和進(jìn)入保護(hù)和計(jì)量回路。橋接線差動(dòng)保護(hù)用電流互感器配置

練習(xí)題

電流互感器的作用？電流互感器的作用是將一次設(shè)備的大電流轉(zhuǎn)換成二次設(shè)備使用的小電流，提供各種儀表、繼電保護(hù)裝置用的電流，并將二次系統(tǒng)與高壓系統(tǒng)隔離，它不僅保證了人身和設(shè)備的安全，也使儀表和繼電器的制造簡單化，標(biāo)準(zhǔn)化，提高了經(jīng)濟(jì)效益。電流互感器二次側(cè)開路時(shí)會(huì)產(chǎn)生什么嚴(yán)重后果？

電流互感器一次電流大小與二次負(fù)載的電流大小無關(guān)。互感器正常工作時(shí)，由于阻抗很小，接近短路狀態(tài)，一次電流所產(chǎn)生的磁化力大部分被二次電流所補(bǔ)償，總磁通密度不大，二次線圈電勢也不大。當(dāng)電流互感器開路時(shí)，阻抗無限增大(Ｚ=∞)，二次電流等于零，付磁化力等于零，總磁化力等于原繞組磁化力(ＩｏＷ１＝Ｉ１Ｗ１)。在二次線圈產(chǎn)生很高的電勢，其峰值可達(dá)幾千伏，威脅人身安全，或造成儀表，保護(hù)裝置、互感器二次絕緣損壞。另一方面原繞組磁化力使鐵芯磁通密度過度增大，可能造成鐵芯強(qiáng)烈過熱而損壞。電流互感器及其回路油紙絕緣型ＳＦ６氣體絕緣型纏繞固體絕緣型環(huán)氧固體絕緣型電流互感器銘牌ALF和FSALF：準(zhǔn)確限值系數(shù)5P40FS：儀表保安系數(shù)，等于額定儀表限值一次電流/額定一次電流；額定儀表限值一次電流：是在額定負(fù)荷下，復(fù)合誤差大于等于10%的最小一次電流，F(xiàn)S越小，儀表越安全。電流互感器的變比備用情況下如何短接？P1C2C1P2電流互感器一次繞組外部接線圖P1C2C1P2電流互感器一次繞組并聯(lián)外部接線圖P1C2C1P2電流互感器一次繞組串聯(lián)外部接線圖P1P2S1S2S3-0+電流互感器極性的測試方法一測試接線：開關(guān)在合閘瞬間，若指針向“+”偏，而拉開開關(guān)瞬間指針向“-”偏時(shí)，則P1、S1是同名端，電流互感器是減極性。電流互感器極性的測試方法二用電壓法測試如果CT變比為2400/5=480/1；從CT二次K1、K2加電壓48V（小于飽和電壓的一半）測量CT一次P1、P2應(yīng)當(dāng)為0.1VP1對K1端子應(yīng)當(dāng)為47.9VP1對K2端子應(yīng)當(dāng)為48.1V

一般指向被保護(hù)設(shè)備，比如線路保護(hù)指向線路，變壓器保護(hù)指向變壓器，母線保護(hù)可以指向線路也可指向母線，一般選擇指向線路。

互感器的P1側(cè)指向母線側(cè)。有小瓷套，提高絕緣水平。安裝、更換電流互感器時(shí)不能只考慮電纜的長度。

電流互感器的極性電流互感器二次出線端子電流互感器的誤差勵(lì)磁電流的存在造成了誤差檢驗(yàn)誤差的手段是通過伏安特性試驗(yàn)、負(fù)載測試及綜合計(jì)算。電流互感器的二次電流和負(fù)載阻抗?jié)M足歐姆定律。繞組到底能傳變出多高的電壓是關(guān)鍵點(diǎn)。伏安特性試驗(yàn)時(shí)的二次電流（勵(lì)磁電流）和短路電流倍數(shù)成比例關(guān)系。勵(lì)磁電流和額定電流倍數(shù)m的關(guān)系

10%誤差情況下：勵(lì)磁電流為10A時(shí)，負(fù)載電流為90A，也就是當(dāng)勵(lì)磁電流為1Ie時(shí)，二次電流為9Ie；勵(lì)磁電流1A，二次額定電流為9A，二次總的電流為10A，相當(dāng)于額定電流的2倍；所以當(dāng)二次額定電流為5A時(shí)就有m=10Ie/5=2Ie5%誤差情況下：勵(lì)磁電流為5A時(shí)，負(fù)載電流為95A，也就是當(dāng)勵(lì)磁電流為1Ie時(shí)，二次電流為19Ie；勵(lì)磁電流1A，二次額定電流為19A，二次總的電流為20A，相當(dāng)于額定電流的4倍；所以有m=20Ie/5=4Ie

10%誤差校核方法一1）收集數(shù)據(jù)：保護(hù)類型、整定值、變比和電流互感器接線方式2）測量電流互感器二次繞組直流電阻R2，以代替電流互感器二次繞組漏阻抗Z2，110~220kV的電流互感器取R2=Z2，35kV貫穿式電流互感器取3R2=Z2.3)用伏安特性法測試U=f（Ie）曲線，分別求出勵(lì)磁電壓、勵(lì)磁阻抗、電流倍數(shù)、允許負(fù)載的數(shù)值。E=U-Iez2

Ze=E/Iem10=10Ie/I2N=2Ie

zen=E/（9Ie）-z24)求計(jì)算電流倍數(shù)mca

(1)縱差保護(hù)mca=

Krel為考慮非周期分量影響后的可靠系數(shù)，采用速飽和變流器的為1.3，不帶速飽和變流器的取2(2)限時(shí)速斷保護(hù)mca=Krel為可靠系數(shù)，取1.1；Kcon電流互感器接線系數(shù)5）實(shí)測電流互感器二次負(fù)載三相法和單相法6）計(jì)算電流互感器二次負(fù)載三相短路Z=ZL+ZK

兩相短路Z=ZL+ZK

單相接地Z=2ZL+ZK+ZK,0

若二次負(fù)載采用2ZL+ZK+ZK,0，計(jì)算電流倍數(shù)應(yīng)采用單相接地電流值；若采用ZL+ZK，則應(yīng)取相間短路電流值。哪種情況嚴(yán)重，采用哪種組合方式。7）分析結(jié)果根據(jù)計(jì)算電流倍數(shù)，找出m10倍數(shù)之對應(yīng)允許阻抗值zen，然后將實(shí)測阻抗值按最嚴(yán)重的短路類型換算成Z，當(dāng)Z≤zen時(shí)為合格。10%誤差校核方法一（續(xù)）拐點(diǎn)電壓法5P10的含義標(biāo)稱準(zhǔn)確限制電流倍數(shù)：當(dāng)二次回路所帶負(fù)載為額定阻抗時(shí)，并且一次電流達(dá)額定電流的標(biāo)稱倍數(shù)時(shí)，電流互感器的鐵芯處于極限飽和邊緣，此時(shí)的誤差剛好能維持在誤差限值以下（如5%以下），此時(shí)的二次回路極限電動(dòng)勢

E0=KmI2N(ZH+Z)

式中：Km允許誤差時(shí)的電流倍數(shù)；I2N電流互感器二次額定電流；ZH電流互感器二次額定負(fù)載；Z電流互感器內(nèi)部阻抗伏安特性曲線中的拐點(diǎn)電壓Ug的概念就是二次回路極限電動(dòng)勢E0

KX=

10%誤差校核方法二直觀法判斷電流互感器誤差可以用直觀判斷試驗(yàn)法檢查電流互感器與保護(hù)定值的配合是否滿足誤差要求：

A1A2IIABC220VI直觀法（續(xù)）

可用試驗(yàn)的方法直觀地判斷電流速斷保護(hù)是否會(huì)因電流互感器飽和而造成速斷保護(hù)拒動(dòng)：調(diào)節(jié)自耦變壓器3增大電流，直到通入繼電器的電流IJ,也就是電流表A2的讀數(shù)等于速斷保護(hù)的動(dòng)作電流Idz為止，若電源回路的電流表A1的讀數(shù)I不大于1.1IJ，即不大于1.1倍電流表A2的讀數(shù)，就說明電流互感器未飽和，可以滿足要求。電流互感器不滿足誤差要求時(shí)的措施1）增大二次電纜截面2）串接備用電流互感器使允許負(fù)載增大1倍3）改用伏安特性較高的二次繞組4）提高電流互感器變比容量的概念

S=VI=I2

R比如某CT的變比為300/5，容量為30VA，10P20就表示額定電壓為30/5=6V，額定負(fù)載為6/5=1.2歐拐點(diǎn)電壓至少應(yīng)為20*6=120V，當(dāng)拐點(diǎn)電壓低于120V時(shí)，就不合格。

現(xiàn)場中低壓側(cè)的CT往往特性不滿足要求，例如：下良站的10KVCT。銘牌上標(biāo)明為20VA，10P10;伏安特性應(yīng)在40V以上，但實(shí)際測量只有18V。要求廠家全部更換。

電流互感器的伏安特性試驗(yàn)?zāi)康?）了解電流互感器的磁化特性，判斷是否滿足誤差要求2）是目前可以發(fā)現(xiàn)匝層間短路唯一可靠的方法，特別是二次繞組短路圈數(shù)很少時(shí)。注意事項(xiàng)

1）整個(gè)升壓過程要平穩(wěn)，防止電壓擺動(dòng)，如某一點(diǎn)電壓擺動(dòng)，應(yīng)均勻下降電壓至零，另行升壓，防止因剩磁使電流讀數(shù)不準(zhǔn)。2）用工頻方法測試特性時(shí)，電壓不能加的太高，否則容易擊穿CT的絕緣。最危險(xiǎn)的情況是電壓正在上升過程中，試驗(yàn)電源突然消失。（1）實(shí)測的伏安特性曲線與過去或出廠的伏安特性曲線比較，電壓不應(yīng)有顯著降低。飽和的拐點(diǎn)不應(yīng)有顯著的變化（2）當(dāng)電流互感器被測繞組有匝間短路時(shí)，其勵(lì)磁特性曲線在開始部分電壓較正常的略低。如下圖所示：IU123曲線1是正常情況下的伏安特性曲線曲線2是匝間短路（1匝）下的伏安特性曲線曲線3是匝間短路（2匝）下的伏安特性曲線伏安特性曲線對比電流互感器的飽和穩(wěn)態(tài)飽和暫態(tài)飽和電流互感器的升流驗(yàn)證變比及回路的正確要注意備用繞組的檢查該有的有，該沒有的沒有注意檢查接地線中是否有電流電流不要太大注意將母差電流回路封好電流回路應(yīng)防止的問題回路開路兩點(diǎn)接地極性錯(cuò)誤保護(hù)繞組與儀表繞組交叉使用兩點(diǎn)接地電流回路錯(cuò)誤接線案例案例1：備用繞組短接時(shí)，誤認(rèn)為1S1和1S3為繞組的二次引出線。結(jié)果造成備用繞組開路?？梢酝ㄟ^核對接線和升流試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)。升流試驗(yàn)時(shí)對備用繞組測試要到位。也要求在施工過程中將備用繞組引至端子箱，方便測量。互感器廠家配線錯(cuò)誤，CT二次本應(yīng)當(dāng)是星形接線，現(xiàn)在卻成了角形。我們可以看出在做A、C相升流試驗(yàn)時(shí)，從CT二次獲得的電流均正常。B相CT升流時(shí)C411卻有電流，不正常。但因?yàn)锽411在端子排短接，按照習(xí)慣性思維可能漏掉檢查C411電流，使錯(cuò)誤發(fā)現(xiàn)不了。此時(shí)如果能親自核對一下CT的二次接線則很容易就能發(fā)現(xiàn)端倪。案例2：案例3：D點(diǎn)松動(dòng)時(shí)造成的現(xiàn)象是A、B相CT高阻抗運(yùn)行，變比及相位發(fā)生錯(cuò)誤?？梢酝ㄟ^升流試驗(yàn)，帶負(fù)荷測向量發(fā)現(xiàn)。案例4：保護(hù)A相與儀表A相錯(cuò)誤電纜芯線對錯(cuò)。我們通常的做法是保護(hù)電流與儀表電流共用一根電纜，儀表電流在保護(hù)屏轉(zhuǎn)接至控制屏，這樣可以節(jié)省一根長電纜。如果發(fā)生如圖所示的故障我們能否檢查出來？由于極性不同，帶負(fù)荷測向量時(shí)能夠發(fā)現(xiàn)，如果極性相同的話帶負(fù)荷也不能發(fā)現(xiàn)此類隱患。案例4(續(xù))：

A相CT回路升流時(shí)電流流向如圖?？梢娪捎诒Ｗo(hù)電流回路與儀表電流回路的N回路在同一地點(diǎn)打連且接地，在一次加電流時(shí)二次回路中測得的電流大小均正常。

請大家討論解決方案案例5

當(dāng)天檢修人員因故對C相CT更換。保護(hù)人員做試驗(yàn)時(shí)，一次導(dǎo)線未進(jìn)行連接。晚上送電后測向量時(shí)發(fā)現(xiàn)C相電流比正常少一半，停電后發(fā)現(xiàn)C相一次導(dǎo)線距離太近，導(dǎo)致電流分流電流互感器的開路開路電壓有多高？二次電流不為0的開路開路后的處理

開路引起保護(hù)動(dòng)作

220kV變電站110kV側(cè)為雙母線接線方式，1#主變僅帶XG線一條110kV線路運(yùn)行（如圖）。某日XG線路末端發(fā)生A相接地故障，XG線路保護(hù)啟動(dòng)的同時(shí)XD變電站110kV母差保護(hù)A相出口動(dòng)作，110kVII母線失壓。故障錄波顯示A相短路電流5160A（XG線變比600/5、主變中壓側(cè)變比1200/5，母差保護(hù)為許繼WMZ-800型）、母聯(lián)變比1200/5，母差保護(hù)A相差動(dòng)電流12A。檢查過程現(xiàn)場檢查母差保護(hù)軟硬件無異常，傳動(dòng)母差保護(hù)動(dòng)作正確，所接變比及極性正確。測量主變中壓側(cè)和母聯(lián)TA二次回路直流電阻正常，XG線