浅谈电流互感器的安装问题

[摘 要]分析电流互感器P1（L1）端与P2（L2）指向母线端和指向线路端有何不同。正确的安装接线应该是P1（L1）端与电源侧（即母线侧）相连，P2（L2）端与线路侧相连，当电流互感器一次绕组U型电容芯底部绝击穿时，线路保护动作切除故障。P2（L2）端接母线侧，P1（L1）端接线路侧，电流互感器一次绕组U型电容芯底部绝击穿，线路保护不能切除故障，母差保护动作，扩大了停电范围。分析电流互感器在开关不同侧的利与弊，得出电力系统采用独立的电流互感器时，单（或双）母线接线（含旁路及主变出线），最好装在开关的线路侧。

[关键词]电流互感器；P1（L1）与P2（L2）端；安装；方向；开关线路侧；母线侧；

中图分类号：F65 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）16-0048-02

序言：

为了取得高压电路中的电流供保护、计量等使用，变电站采用了可将较高电压、较大电流变为较低电压、较小电流的电流互感器。早期变电站安装的电流互感器，有装在开关母线侧的，也有装在开关线路侧的。有的电流互感器一次P1（L1）指向母线端，有的电流互感器一次P1（L1）指向线路端。那么，电流互感器一次P1（L1）指向哪端较完备呢？电流互感器装在开关的哪一侧较好？我国制造的电流互感器，均为减极性的。一般油绝缘电流互感器一次的P1（L1）端与上铁帽是绝缘（或通过小避雷器绝缘）的，而P2（L2）与上铁帽相连（或用导引线与上铁帽相连），见图1。此时，若电流互感器上铁帽发生接地（电流互感器外绝缘闪络），相当于电流互感器的P2（L2）端发生接地。由于P1（L1）端在整个电流互感器外露设备中所占的面积很小，因此，在电流互感器发生外绝缘故障98%均呈现为电流互感器的P2（L2）端故障。

1.电流互感器一次P1（L1）端与P2（L2）指向不同端的分析

油绝缘电流互感器一次P1（L1）端指向母线或线路哪种较完备，回答这一问题的出发点，应以前述分析的电流互感器发生外绝缘故障时的P1（L1）端与P2（L2）端呈现的故障机率而定。即：P2（L2）端呈现的故障机率大（98%）；P1（L1）端呈现的故障机率小（2%）。同时，还应根据一次系统的不同接线方式而定。单（或双）母线接线方式，电流互感器装在开关线路侧时，P1（L1）端应指向母线侧（本开关侧）。见图2。

正确的安装接线应该是P1（L1）端与电源侧（即母线侧）相连，P2（L2）端与线路侧相连。错误的接法是P1（L1）端接线路侧，P2（L2）端接母线侧。下面的图3、图4是电流互感器一次端子和二次绕组的接线方式（图三是110kV线路；图四是220kV线路）。

1.1 分析当电流互感器一次绕组U型电容芯底部绝击穿时P1（L1）、P2（L2）不同接法的动作情况。

这个部位因为场强集中且不很均匀，出故障的机会还是相对较多，110kV线路（见图3）P1（L1）端接母线侧，P2（L2）端接线路侧，当电流互感器一次绕组U型电容芯底部绝击穿，这时线路保护动作切除故障。P2（L2）端接母线侧，P1（L1）端接线路侧，当电流互感器一次绕组U型电容芯底部绝击穿，线路保护不能切除故障，母差保护动作，扩大了停电范围。220kV线路（见图四）P1（L1）端接母线侧，P2（L2）端接线路侧，电流互感器一次绕组U型电容芯底部绝击穿，线路保护和母线保护都将动作动切除故障，存在保护重叠提高了可靠性。P2（L2）端接母线侧，P1（L1）端接线路侧时线路保护和母差保都将拒动，由上一级保护动作切除故障，扩大停电范围，存在保护死区的问题，我觉得故障点的切除将是很混乱的，对于电力系统安全稳定运行不利。

1.2 分析电流互感器闪络时情况

P1（L1）端与储油柜绝缘，P2（L2）端与储油柜等电位，当电流互感器外绝缘闪络时，此时实际相当于非绝缘的P2（L2）端对地短路，这时110kV线路、220kV线路都将是线路保护动作切除故障。若P2（L2）端接母线侧，此时110kV线路、220kV线路将是母差保护动作，扩大停电范围；如果按正确的接法即P2（L2）端接线路侧，则应是线路保护动作，只是本条线路停电。该类电流互感器故障已在韩村河站1999年11月18日得以证实。1999年11月18日12时48分，韩村河站2212A相电流互感器带电水冲洗时，发生电流互感器上铁帽与底座外绝缘闪络，2212纵联方向、纵联距离保护动作，A相开关掉闸，重合未出掉三相，切除了A相电流互感器故障。试想，若电流互感器的P1（L1）与P2（L2）端接反，将造成220kV母差保护动作，扩大事故，后果极为严重。

如上所述，电流互感器一次端子的安装方向非常重要，否则将存在严重隐患。在华北电力科学研究院编写的《火电厂及电力系统反事故技术措施汇编》上册电气部分第94页关于互感器事故措施第十条的论述，“为避免电流互感器电容芯底部击穿事故时扩大事故影响范围，应注意一次端子L1和L2的安装方向及二次绕组的极性连接方式要正确，以确保母差保护正常投入运行”。另外在电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施管理规定（试行）第8.8条的规定“多绕组电流互感器及其二次线卷接入保护回路的接线原则如下：（1）装小瓷套的一次端子应放在母线侧。（2）保护接入的二次线卷分配，应特别注意避免当一套线路保护停用（为了试验）而线路继续运行时，出现电流互感器内部故障时的保护死区。”

2.电流互感器装在开关的哪一侧合理

见图5，我们分别分析电流互感器在开关不同侧的利与弊，并对其进行比较。

2.1 对线路保护而言

CT装在开关线路侧：

1.非线路全部保护2.开关与CT间为线路保护的死区

CT装在开关母线侧：

1.保护线路全部2.开关与CT间为线路保护的超动区

结论――CT装在开关母线侧好。

2.2 对母线保护而言

CT装在开关线路侧：

1.可保护母线全部⒉开关与CT间为母线保护的超动区

CT装在开关母线侧：

1.非母线全部保护2.开关与CT间为母线保护的死区

结论――CT装在开关线路侧好。

2.3 保护死区的比较

CT装在开关线路侧：

线路保护死区，可由母线保护动作迅速切除故障，虽然故障范围扩大，但对整个电网影响小

CT装在开关母线侧：

母线保护死区，只能靠上一级电源端后备保护动作切除故障。因而故障扩大范围大，故障存留时间长，极易引起系统振荡，严重时酿成电网事故

结论――CT装在开关线路侧好

综合以上分析得出结论，电流互感器装在开关线路侧比装在母线侧要好。

3.母联开关电流互感器的接线方式

一般母联开关的电流互感器大多装在5#母线侧，此种接线，电流互感器的P1（L1）端应指向4#母线侧（母联开关侧）。见图6。此接线开关与电流互感器间为4#母线差动保护的超动区，5#母线差动保护的死区。为了减少这两个区，必须采用电流互感器本身故障时，5#母线差动保护动作，切除故障的此种接线。

⒋变压器P1（L1）与P2（L2）端的指向分析

主变压器三侧电流互感器，高、中压侧电流互感器装在开关的主变压器侧，低压侧电流互感器装在开关的母线侧，由于低压侧采用的是干式穿管电流互感器，可不考虑P1（L1）与P2（L2）端指向。但是，高、中压侧P1（L1）端均应指向母线侧（本开关侧），见图7。此种接线，可使电流互感器安装处主变差动保护内的保护范围最大化。

总结

综上所述，电力系统采用独立的电流互感器时，单（或双）母线接线之线路电流互感器（含旁路及主变出线），最好装在开关的线路侧；油绝缘电流互感器的P1（L1）端，必须指向本开关侧。这两点，希望望变电站设计、安装单位应加以重视。运行、修试及继电保护部门应严格验收， 防止电流互感器安装地点及P1（L1）端方位错误时，一旦发生电流互感器本身故障而扩大保护动作范围，造成不必要的停电。对于正在运行的未按正确地点及P1（L1）端正确方位安装的油绝缘电流互感器，应借停电机会，多方配合及时改正。

参考文献

[1]《火电厂及电力系统反事故技术措施汇编》.华北电力科学研究院.电气部分第94页.

[2]《电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施管理规定》.