电流互感器与故障

本案例纯属个人经验和经历：设备是一台1000KVA箱变，设备一直正常使用，由于上级主站控电，对设备及周围线路停电后，箱变再次送电，每次一送电，箱变中高压柜没动作跳闸，直接越级调到主站，现场检查了很久，所有人都把故障原因定在保护定值和变压器故障上，由此项目上的相关人员来回拉扯，一直没找到原因。

直到本人接到故障求助电话，亲临现场逐项检查后，短时间内也没找到问题，直到一个参与现场建设的师傅在闲聊的时候提到的案例，项目所在地50公里外也有一台箱变，之前也出现过同样问题，当时仅仅只是调节了变压器分接开关，此后再无跳闸故障，突然联想到，微机保护定值计算时，是通过变压器额定电流与互感器倍率进行计算的，如果送电时，带变压器跳闸，那么可能电压过低，也会引起跳闸，由公式P=UI，1000/10=100；1000/9.5=105；估算了下，容量不变，电压变动时，电流也会增加，感觉这个问题后，立即对变压器进行分接开关调节，由原来的三档，调节到一档，然后恢复送电，通过继电保护装置显示数据，结合分析，故障原因果然是这个，重复两次送电，确认故障排除……；由于项目影响比较大，当时很多领导在一起，及时解决了问题，现场用户一片好评；

差动保护是根据基尔霍夫电流定律（KCL）：流入一个节点的电流总和等于流出该节点的电流总和。这个定律来实现的保护方式，实际使用中，在变压器中，差动保护通过比较变压器高压和低压两侧电流互感器（CT）二次侧电流的矢量和，判断是否存在故障。正常情况时，两侧电流矢量和为零（或接近零）。出现故障的时候，比如变压器绕组短路，故障电流会打破平衡，导致差流超过定值，保护动作。通过上述分析，可以总结出故障核心点，电流信号的产生，传递和动作指令发出，通俗点说，就是电流互感器和接线可能有问题，同时也可能是电流的产生（也就是变压器故障后），还有就是保护装置有问题，这三个方向作为差动保护故障的重要分析思路；

电流互感器精度不够，是很容易在电力系统中造成各种问题，比如差动保护误动表现为变压器或母线差动保护误动作致非故障设备跳闸，原因是CT变比不匹配或精度不足使正常运行差流超定值，如某变电站主变差动保护误动因CT变比偏差超5%；过流保护拒动现象为线路短路时未动作致故障扩大，原因是CT变比过大或饱和特性差，实际电流超额定值时二次电流未正确反映，后果是设备烧毁、停电范围扩大。电能计量偏差和功率因数测量失真会导致经济损失。电能表计量不准确，可能因CT精度等级不足引发电费纠纷，法规要求贸易结算用CT需采用0.2S级及以上精度。功率因数异常则可能因CT相位误差超标，影响无功补偿装置的投切。

监控系统数据失真问题表现为SCADA系统误报和负荷预测偏差。误报现象为电流异常波动触发报警，原因系CT精度不足致二次电流畸变；负荷预测偏差超10%，源于CT线性度差，小电流时测量误差增大。

这里以变压器的速断保护定值为例，假设变压器额定电流57A，计算一次电流值，就是57*5=285A，如果需要计算二次值，就必须根据当前变压器高压侧电流互感器变比来计算，假设互感器为倍率为30，那二次值为285/30=9.5A；为什么要这么计算：因为速断保护按躲过变压器空载合闸时的励磁涌流或最大短路电流整定，通常取额定电流的3-6倍。

无继电保护的高压柜虽可安装断路器，但属于高风险、违规设计，实际工程中绝对禁止。详细分析其中的原因：高压断路器本身具备手动或电动分合闸能力，其机械结构（触头、灭弧室、操作机构）并不能完全独立实现保护功能；如果线路或负荷存在短路的故障，断路器并不能实现短路保护动作；同时在规范GB/T 14285-2023中，有明确要求高压柜需配置速断、过流、接地保护。结合DL/T 596-2021：规定继电保护装置需定期校验，动作正确率≥99.9%。如果：没有继电保护装置的高压柜能安装断路器，后果就是无法通过供电部门验收，存在被强制停运风险。

来源:成套自学网

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