電流互感器二次故障分析
科技專論
作者：吳小林
【摘 要】本文通過介紹磨心坡發電廠發生的兩起電流互感器二次故障，分析電流互感器基本原理和故障產生的原因，采取必要的防止措施，提高電流互感器安全運行的可靠性，從而確保電力係統的安全運行。
【關鍵詞】電流互感器；二次故障；原因分析；措施
磨心坡發電廠是重慶天府礦業有限公司的自備電廠，裝機容量為2*6000kW，發電機出口電壓6300V。自1997年4月發電機組正式運行至今已有15年，這期間電氣設備出現了一些故障，電流互感器二次回路故障最為典型。
1.故障現象
故障一：1998年6月25日8：00，調試室通知：1#發電機控製台B相電流表無電流顯示。電工師傅在1#發電機控製台B相電流表表後用交流750V電壓表測電流表兩接線端電壓，電壓表滿格。
故障二：發電機斷路器在1996年安裝時選用的是少油斷路器， 2006年設備更新時選用VS1-12/1250的真空斷路器代替原少油斷路器。在新真空斷路器櫃投入運行時，發電機剛並入電網，帶2000kW負荷時，發電機真空斷路器因差動保護動作而跳閘。
2.電流互感器的基本原理
電流互感器（即CT）是將高壓係統中的電流或低壓係統中的大電流變成一定量標準的小電流（5A或1A）的電器設備。
2.1電流互感器的結構特點
2.1.1一次匝數少，二次匝數多。用於電力係統中的電流互感器，其一次繞組通常是一次設備的進、出導線，隻有1匝或2匝；其二次匝數卻很多。
2.1.2鐵芯中工作磁密很低、係統故障時磁密大。正常運行時，電流互感器鐵芯中的磁密很低，其一次與二次保持安匝平衡。當係統故障時，由於故障電流很大，二次電壓很高，勵磁電流增大，鐵芯中的磁密急劇升高，甚至使鐵芯飽和。
2.1.3高內阻、電流源。在正常工況下，鐵芯中的磁密很低，勵磁阻抗很大，而二次匝數很多。從二次看進去，其阻抗很大。負載阻抗與電流互感器的內阻相比，可以忽略不計，故負載阻抗在一定範圍內變化對二次電流的影響不大。可稱為電流源。
2.1.4二次負載要小，二次回路不得開路。電流互感器的二次負載如果很大，運行時其二次電壓要高，激磁電流必然增大，從而使電流變換的誤差大。特別是在係統故障時，電流互感器一次電流可能達到額定工況下電流的數十倍，致使鐵芯飽和，電流變換誤差很大，不能滿足繼電保護的要求，甚至使保護誤動或拒動。
電流互感器的二次回路不得開路。如果運行中二次回路開路，二次電流消失，去磁作用也隨之消失，鐵芯中的磁密很高；又由於二次匝數很多，二次感應電壓會很高，有時可達數千伏，危及二次設備及人身安全。
2.2電流互感器的基本等值電路
電流互感器的一次繞組和二次繞組繞在同一個磁路閉合的鐵心上。如果一次繞組中有電流流過，將在二次繞組中感應出相應的電動勢。在二次繞組為通路時，則在二次繞組中產生電流。此電流在鐵心中產生的磁通趨於抵消一次繞組中電流產生的磁通。在理想條件下，電流互感器兩側的勵磁安匝相等，二次電流與一次電流之比等於一次繞組與二次繞組匝數比。
2.3電流互感器極性標注
電流互感器采用減極性標注的方法，即同時從一二次繞組的同極性端通入相同方向的電流時，它們在鐵芯中產生的磁通方向相同。當從一次繞組的極性端通入電流時，二次繞組中感應出的電流從極性端流出，以極性端為參考，一二次電流方向相反，因此稱為減極性標注。