探析变压器保护电流互感器二次回路

探析变压器保护电流互感器二次回路
提要本文就变压器电流二次回路应当注意的一些问题，如变压器套管电流互感器极性的测试方法，变压器电流互感器二次绕组的配置等问题进行讨论，并提出一些合理化建议。

关键词继电保护；变压器；二次回路
电流互感器二次回路在继电保护中占有重要的位置，它给继电保护装置提供最基本的逻辑信息。

电流互感器本身工艺和其二次回路存在错误都会引起保护的不正确动作。

变压器是变电站最重要的电力设备之一，变压器保护的不正确动作将导致变压器保护误动或拒动，造成恶性电网事故。

因此，合理分配变压器保护的电流二次绕组，避免出现保护死区和保护误动，规范其二次回路的接线是非常必要的。

1变压器套管电流互感器的极性测试方法
变压器电流互感器二次绕组的极性，在变压器保护中相当重要，其二次绕组接线正确与否直接影响到变压器保护能否正确动作。

所谓电流互感器（以下简称TA）的极性是指它的一次绕组和二次绕组间电流方向的关系。

实际上在交流电流回路中，电流的方向随时改变，一次很难确定哪个是正极，哪个是负极。

但是在某一个瞬间，一次绕组的两个抽头必定有一个是电流流入端，一个是电流流出端，二次绕组感应出来的电流也同样有一个流入端，一个流出端。

按照规定电流互感器的一次绕组首端为L1尾端为L2，二次绕组的首端为K1尾端为K2，其中，L1和K1为同名端，L2和K2为同名端。

常规TA的极性测试用9V电池加在电流互感器一次侧的两端，用直流毫安表接在电流互感器的二次绕阻的两端，根据直流毫安表指针转动的方向来判别二次绕组的极性。

但是当变压器套管TA安装在变压器上后，TA的非极性端在变压器内部，无法用直流电池在变压器套管TA一次侧两端施加电压，其极性的测试方法不同于常规TA 的极性测试方法。

极性测试原理如图1所示。

图1变压器套管TA极性测试原理图
如图1所示，当变压器套管TA安装在变压器上后，套管TA的非极性端L2和中性点TA的极性端L1’在变压器内部相连，且图1中L1’和L2’之间的阻值较大，若在L1’和L2’间施加9V的电压，其二次绕组无感应电流输出。

因此常规的试验方法无法检验套管TA的二次绕组的极性。

笔者总结了一种科学的试验方法其简单的步骤如下：
试验时首先将变压器低压侧短路接地，然后在变压器套管TA的极性端L1和中性点TA的非极性端L2’之间施加220V的直流电源，试验时变压器中性点接地开关在断开位置，短时按下按钮后松开，电流I1从L1端流入，从L2端流
出，同时在套管TA和中性点TA二次绕组中感应的二次电流I1和I2’分别从K2端流入从K1端流出。

直流毫安表指针正转，此时就认为L1和K1的极性正确，也称这样的电流互感器极性标志为减极性。

反之则为加极性，除特殊要求外，电流互感器均为减极性。

在整个试验过程中变压器中性点接地开关在断开位置，否则将造成直流电源接地现象。

2变压器电流互感器二次绕组的合理分配
要合理分配变压器电流互感器的二次绕组，尽可能使各种保护范围最大化，避免其中一种保护退出时，可能出现保护死区。

下面就以双绕组变压器为例，看如何合理分配变压器保护的电流二次绕组，变压器保护电流互感器二次绕组配置如图2所示。

图2中是按一台变压器两套保护配置的，且两套主变压器保护都不是主后一体化的保护，即差动保护和后备保护需要分别引入独立的二次绕组。

应将220KV 侧的1TA绕组、8TV绕组分别接入第一套主变压器的差动保护和高后备保护，将110KV侧的11TA绕组、17TA绕组分别接入第一套主变压器的差动保护和中后备保护。

同样应将220KV侧的2TA绕组、9TA绕组分别接入第二套主变压器的差动保护和高后备保护，将110KV侧的12TA绕组、18TA绕组分别接入第二套主变压器的差动保护和中后备保护。

特别要注意母线保护的绕组和差动保护绕组的位置必须按照图2接线。

3变压器电流互感器二次回路接线
众所周知，电流互感器的二次回路必须接地，其目的是为了防止当一、二次回路之间的绝缘破坏时对二次设备和人身造成危害，所以一般应在配电装置处经端子接地，这样更有利于保证设备和人身的安全。

对于主变压器的后备保护绕组应在开关场一点接地，而主变压器差动保护的三侧二次绕组必须在保护屏一点接地，绝对不能使差动回路存在两点接地。

在电力系统中很少出现后备保护两点接地的现象，但却经常出现差动保护两点接地的情况，影响差动保护的正确动作。

4合理分配内桥接线方式变压器的电流二次回路
当变压器的高压侧为内桥接线，在选择变压器的保护型号时，应根据实际的接线方式选择适合内桥接线的变压器保护，而不能选择常规的变压器保护。

因为对于内桥接线的变压器差动保护的电流输入需要将高压侧电流和内桥开关的电流分别输入，常规的变压器保护的差动保护高压侧只有一个电流输入单元，但是有些单位仍像对待电磁型的主变压器保护那样，将高压侧进线电流和内桥开关的电流并联后接入差动保护回路，其实这种接线方式是不正确的，容易引起差动保护的误动。

正确的接线方式应将高压侧进线电流和内桥开关的电流分别接入保护屏的差动回路。

这是因为微机式比率制动差动保护的起动电流数值较小。

当高压侧近端区外故障时，短路电流很大，当高压侧电流互感器和内桥电流互感器的特性不一致时，将产生很大的不平衡电流，足以超过起动值。

再者将高压侧进线电流和内桥开关的电流并联后接入差动保护，对于不同的保护装置制动电流的选择
方式不同。

高压侧近端区外故障时动作电流和制动电流可能近似为同一数值，比率系数近似为1，而一般情况下比率系数整定为0.5左右，容易引起保护装置误动。

参考文献
[1]顾建军.电流互感器二次回路检测方法简析[J].中国高新技术企业,2009,20.
[2]蔡桂龙.变压器差动保护电流互感器二次回路断线闭锁分析[J].继电器,2001,29:8.。