對計量電流互感器常見錯誤接線的分析與判斷

趙俊紅

（云南電網有限責任公司昆明供電局）

0 引言

在電流互感器中，若一次接線是正常的，而在電流上出現了誤差，則很有可能是由于二次接線出現了問題，有可能是斷線，也有可能是短路，這種情況會造成很大的影響，從而造成計量裝置出現故障，因此，有必要對電流互感器接線的誤差進行分析和判定。

1 計量電流互感器概述

電流互感器接線的正確性對電力系統的正常運轉有著重要的影響，它是一次系統與二次系統之間聯系的重要部件，能夠為繼電器、電流線圈、測量儀器等提供電流，能夠準確地反應出電氣設備的工作狀態以及出現的故障。針對這種情況，文章著重對測量互感器中的幾種常用故障進行了分析和判定。電磁型電流互感器是一種常用的互感器，它通過激勵電流和內部阻抗來保持原、次級電流的振幅和相位。為確保繼電保護設備和測試儀器的正常工作，應在鐵心中準確地繞圈，并對所引出的端子進行準確地標記，以免發生接線錯誤。若一臺安培計能與母線串聯，則可嘗試用它來測定母線的潮流方向。若將多余的能量從母線傳遞到線路，則在母線上串聯一個互感器，則可由次級端的反饋電流來表示［1］。電流互感器原理接線圖如下圖所示。

圖 電流互感器原理接線圖

通過與楞次定律相聯系，可以看出，當一次電流I1從L1進入時，磁通流向二次繞組的方向為自底向上。通過與楞次定律相聯系，可以看出二次繞組感應電流中的磁通會阻滯磁通的增加，并與右手定則相聯系，可以看出I2從K1流出。這種標記的方式通常被稱為“減極原理”，通常被用于檢測電路中的互感器的終端標記。

在正極與L1相重疊時，萬用表的指針會向正極偏移，而在與L1相分離時，萬用表的指針又會反向偏移，這樣的工作原則使L1，L2，K1，K2具有相同的極性。若初級端L1流進了電流I1，則次級流I2從L2流出。這種線圈一般包括兩個部分，一個是勵磁電流Im，它是用來傳輸電流互感器的電能的媒質，另一個則是構成鐵心所必需經過的主要磁路；另外一種是負荷成分，它主要產生電磁勢，可對二次繞組去磁作用進行補償，在這個時候，在鐵心中產生的磁勢為一次繞組與二次繞組產生的磁通勢相量差。

2 帶電情況下電流互感器極性的確定

通常使用的方式是使用鉗形電流表，對各個相二次電流進行測試，對測試出的數據進行一個一個的分析，在沒有問題的前提下，各個相的電流值都是非常接近，甚至相等［2］。但也有例外，例如在一些特殊的負荷情況下，假如數據差別很大，那就是電流互感器有問題。

2.1 電流互感器V，v接線

在此接線方法下，首先要對電能表的電流值進行檢測，使用的工具就是鉗形電流表，之后，對電能表尾部三處不同的位置（假定順序為Ia、Ic、In）的電流值進行采集，若Ia、Ic的電流值較為相近，則下一步要做的就是將兩個并在一起，進行流過的電流值的測定，若再次測量的結果大約是單獨測量時的1.732倍，則基本可以確定在Ia和Ic中有一個是極性接反了；若經測試后，發現電流大小基本相同，則該電流互感器的接線方法正確，亦有可能全部為反向；另一種則是當某一相中的電流非常接近于零時，則說明該相位發生了開路或短路。

2.2 電流互感器Y，y接線

在這樣的接線方法下，若三相的電流值都基本相等，a、b、c三處并在一起測量，則所測得的電流值為每相測量的電流值的2倍。所以這條線路應該是三相線路，只有一相極性是反向的。

3 判斷二次回路斷線或短路的情況

3.1 帶負荷時的力矩分析

若要查看電能計的二次回路中的斷線、短路，需要先將A、C相的導線切斷，再查看電能計的工作狀態，若電能計工作狀態良好，則電能計量回路中不存在斷線、短路現象，且線路連接正確。其次，若將A相接點的電壓端切斷，而電能計仍不能轉動，則可判定為變流器C相二次電路有故障；反之，當C相導線被切斷后，電能表立刻停止運轉時，則可能是A相二次線路發生了斷線或者短路。在采用該方法進行檢測時要特別留意，當一定的功率因子時，電能表的第一組部件的力矩基本上為0，也就是說此時的電能表自身是不轉動的，與發生故障時是相同的，這會讓檢測者很為難。為防止判斷失誤，當c相斷開時，將a相的電壓替換為c相，若電量表仍不轉動，則a象電流的二次回路中就會有斷線或短路；反之，若此時電能表倒置，則基本不會發生a相次級電流環中的斷絲或短路現象。

3.2 直接測量

直接測量方法并不算復雜，只要測量一下兩個相位之間的電流即可。當檢測到的電流非常的微小，非常的接近于零的時候，就可以判定為二次電路出現了故障，但是還不能完全的確認。

4 計量電流互感器接線原則

尤其要注意的是，互感器次級端不能有斷路。第二條通道，很有可能會造成不可預知的后果。這是因為當磁芯溫度很高時，互感器就會被徹底燒毀。二次繞組匝數過多時，會產生危險系數很高的電壓，會對人的生命造成威脅。在低壓互感器的次級端，必須要有一個很好的基面條件。在高壓電壓互感器的一側為高壓，由于一次繞組內部的絕緣被損壞，使得高壓逐步向低壓滲透，若二次繞組僅有少量的接地，將高壓導入大地，從而保證人身的安全。要注意的是，電流互感器二次回路只允許一點接地，不能有二次接地，否則會影響到互感器的使用。

要確保電流互感器的接線是正確的，必須要仔細地檢查互感器中的接線狀況，將兩端點的引線切斷，使用相關的儀器對電流互感器二次電流進行檢測，從而可以判斷出有沒有極性接反，若電流互感器的接線形狀為三角形，則極性接反則會產生合相電流約為獨立一相電流的1.732倍；如果是一顆星型，也就是兩個相反的兩極，那么總的電流大概是其它兩個相位的1.732倍。

5 帶負荷情況下的電流互感器的極性確定方法

5.1 帶負荷情況下的電流互感器的極性確定方法

（1）在將電壓互感器V，V連接到導線上的情況下，用夾子式安培計對電流表尾部Ia，Ic，In的電流進行測量，若Ia和Ic的電流接近，將Ia和Ic并聯后，所測得的電流是單一相中所測的電流的3倍以上，則可認為Ia或Ic存在著一個相反的極性。（二次分相的電流互感器，在測定In時，必須把各回路的電流并聯起來）；如果三相的電流數值近似相等，則表示該互感器的極性正常或全部反向；當某一相中的電流數值趨近于0時，表示該電路有斷開或短路現象。

（2）當Y，y相連接的電流互感器，若三相的電流數值相同，且a，b，c三相并聯，其所測的電流數值為各相所測的兩倍，則可得出結論：在三相連接的電流中，有一相存在著反向的結果。

5.2 電流互感器V，v接線方式常見錯誤接線

在正常運轉的時候，TA的二次側a、c、n相分別有電流，Ia、Ic、In幅值基本相等，In滯后Ic60°，Ia滯后In60°（In實際為－Ib相）。中線共享段斷開時，可用鉗式安培計測量，發現中間線路沒有任何電流。當公共接地線開路時，如果兩個單元之間進行串聯，那么他們的阻抗就會增大一倍，所以兩個單元所能接受的電流是：第一個單元電流在量值上為1／2Iac，第二個單元電流在量值上為1／2Iac。

5.3 三角形接線

第一，對三端式互感器的差動保護進行了研究。一般情況下，采用套管式電流互感器輸出的電流作為互感器差動保護的取樣電流，但因其具有一定的極性，故首先假定對其進行恰當的安裝。

第二，是對變頻器的數字和相位進行了校正。這一次的重點是對常用的Y，D11接合的互感器進行了詳細的剖析，以理解對進位的補償。通常，在工作狀態下，系統中的電流是由高電壓端到低電壓端的。這種類型的互感器，其三角端的電流將比四極端的電壓高出30°。在沒有進行補償的情況下，將導致Ibp的不對稱電流。相移補償的方法是將三相側的電流互感器以三角形的方式連接在一起，三相的情況下，三相的電流互感器采用了星形連接。

第三，線路連接不正確。在一家高電壓工廠，采用Y／Y相配的方式，以高電壓端為供電端，線圈的中性點直接接地。由于低壓端是負荷端，無供電，采用的是不接地的方式，所以在高壓端的差動保護中，由于其高低壓的電流互感器都采用了星形的方式，因此在實際的工作中，誤動現象時有發生。通過對其進行的分析，可以看出，在互感器的低壓側沒有電源的情況下，在發生區外接地問題后，互感器仍然會為故障點提供零序風量的故障電流，并且故障電流與互感器和系統部件有著很大的關系［3］。

6 結束語

總的來說，保證電流互感器在接線上的正確與否是非常重要的，在實際應用的時候，經常會因為電流互感器極性與接線的問題，會造成保護裝置誤動、拒動，進而引發安全故障。因此，在電力設備的安裝中，必須盡量確保互感器的配線是對的。在接線時要保證無誤的前提下，在首次投入運行時，要攜帶一定的負荷，全面的檢測電流互感器的二次回路的狀況，可以借助鉗型相位表等設備，對互感器的相位、幅值進行詳細的分析。