关于主变差动保护CT极性的讨论

关于主变差动保护CT极性的讨论
摘要：主变压器作为电站的输变电设备，是电站的重要设备之一，差动保护为变压器主保护，在电站变压器投入正式运行之前，调度要求必须对差动保护CT极性进行校验，确保其极性正确后才能投入使用。

如果其极性得不到正确校验，在变压器投入运行后，如果变压器内部有故障，差动保护拒动，可能会导致变压器烧毁事故发生，同时可能会对电网造成巨大危害，甚至会导致局部电网崩溃。

本文介绍了如何简单实用的分析CT极性，探讨了在现场常用的判断CT极性的几种方法。

关键词：主变压器；差动保护；CT极性
在我们进行现场实际工作中，特别是在主变送电过程中，由于差动CT 极性有误而导致主变差动保护动作的事情经常发生。

不光是对差动保护CT的极性，凡是牵扯到方向的保护尤其是主变的接地零序保护都要注意CT的极性。

所以有必要把有关CT极性问题从实用的角度出发，再强调一下。

1 、如何简单实用的分析CT极性
单相CT一次侧输入端子一般按习惯标记为“L1”、“L2”；二次侧输出端子标记为“K1”、“K2”。

按照减极性原则确定的同名端一般是L1和K1（同名端端子上会加*号标示）。

同名端的含义可以简单的理解为它们电势变化的趋势是一致的，也就是说当一次L1端为高电势时，它的同名端也处在高电势。

即一次侧电流从L1流入，二次侧电流相应从K1流出。

从工程上你可以直接理解为它们电位“相同”（当然这个“相同”是指它们在各自所处的那一侧里电位的高低是相同的，不是指数值相同）。

以下图为例，
高压侧CT1一次L1端子接母线侧，L2端子接变压器侧，电流由L1流向L2，作为负荷L1的电位要高于L2电位。

K1是L1的同名端，所以在二次，K1是高电位，K2低电位。

对CT二次输出应该看作一个电流源，（从工程角度出发，你就认为它是个电池就行。

对电池而言，其内部电流流向，肯定是从低电位（负端）流向高电位（正端）。

所以CT二次电流的流向是从K1流出，K2流回。

对主变低压侧CT2来说，正常负荷电流从L2流入L1流出，L1是低电位；那么相对应的K1也是低电位，所以CT2的2次侧电流从K2流出，K1流回。

判断方法简单归纳起来就是：1）把CT一次看作负荷，根据电流从L1和L2哪个端子进哪个端子出的流向来判断端子的电位；2）把CT二次看作电源，根据L1、L2的电位判断K1、K2的电位，电流由高电位端子流出，低电位端子流入。

上面讲的是“一次”CT的极性，保护装置输入回路里也有电流变换用的小CT （交流头），它也存在个同名端的问题。

好多厂家在这方面标的很乱，您没必要深究它哪是同名端，只要明确电流从哪个端子进哪个端子出，这一点就足够了。

对我们现场工作中只要电流从I进，I*（I撇）出即认为这就是正方向。

对CT的极性，电力系统的习惯，是以母线侧为正（流出母线）。

这个对出线好理解，对主变低压侧进线，同样以低压侧母线为正，那么电流的正方向就是指向变压器，这跟主变差动保护强调的CT极性都指向变压器是一致的。

对主变低压侧进线大家有时会感觉跟习惯正好反着“明明是电流流进母线，正方向却要指向变压器”（特别是很多开关柜厂家，主变低压侧进线CT很多时候都接反了）。

其实，电流的正方向就是一个预先的假定，跟电流实际的流向是没有关系的。

对主变差动保护的极性，我们平时所说的指向变压器。

从工程上简单的说就是：如果一次电流按照这个指向的方向流动，反映到二次的保护装置输入电流也要是正方向。

这就说明CT极性接对了。

以上图为例，指向变压器，对高压侧而言就是如果一次电流从高压侧母线流进主变，那么流进保护装置的电流也应该是正方向的（即从I进，I*出）；对主变低压侧，如果一次电流从低压侧母线流进主变，流进保护装置的电流也应该是正方向。

实际正常情况，一次电流是从主变流进低压母线的，同正方向相反，那么平时装置的输入电流也应该是负的（I*进，I出），如图中所示低压侧电流方向）。

习惯上我们规定了CT的L1和K1是同名端，但从同名端的定义来说，L1和K1是同名端；L2和K2也是一对“同名端”。

另外，从上图中大家也可看到，L1和L2接的位置的不同（谁接母线谁接变压器？）；CT是高压侧的还是低压侧的?；K1、K2谁接保护的I进端子谁接I*出端子；这几方面因素都会影响到最终的电流方向（极性）。

举个简单的例子:上图中主变低压侧进线CT2的L1接在母线侧,如果用户接在了主变侧.那么我就让K1接在Ial’上，还是能保证CT的极性是对的。

在现场讨论CT极性时，我们只要能明确以下2点即可：1）CT一次侧怎么接的（L1和L2谁接母线，谁接线路）；2）CT二次侧怎么接的（K1和K2谁接保护装置的I端子，谁接I’端子）。

明确了这两方面，根据上面提到的“等电位”判断方法。

即可判断出现场CT的极性接的是否正确。

2、在现场常用的判断CT极性的几种方法
在现场施工阶段常用电池组打CT极性；在主变送电后，要测六角图。

打极性所用工具主要包括对讲机、电池组、指针式电流表。

电池组一般都是用户自制的，用4-8节1号电池串联而成，甚至我还见过有用汽车电瓶的(如大容量变压器的差动保护用CT)。

其实用什么倒无所谓，只要保证有一定容量电压在6-14V 之间即可。

当然电压越高，产生的电流越大，判断起来越明显。

指针式电流表接于保护设备电流输入端子排上（一般断开装置电流输入，让电流全部流经电流表），因为电流比较小，一般用mA档测量。

测试接线图如下。

一组测试人员在主变CT处，按照某个电流方向（一般按正方向来）用电池组一极固定，一极间断点击的方式（如果直接接上，会马上把电池电放光的）给CT一次施加电流。

另一组测试人员，通过步话机在一次加电流的同时，观察电流表指针偏转的方向。

反复几次，即可判断出CT的极性。

实验时应注意：1）在CT一次加电流时应注意CT的实际流向。

对某些GIS（组合电气）开关及某些10KV中置式开关柜，
CT安装的位置很不利于观察，有时候你从外面加电流，你感觉电池负极夹在CT 靠近主变侧，正极点在母线侧，施加的电流是从母线侧流向主变侧，实际上一次母线排在柜内打了个U型弯，方向和理解的恰好反了。

如果是这样，你据此作出的CT极性的判断肯定是错了。

2）在保护侧观察指针偏转方向时，要注意电流表的夹子不要插错电流表的输出插孔。

比如正极夹子一般是红色的，你光注意到夹子的颜色认为是把正极夹子夹到保护屏电流输入端子上了，却没注意到这根正极测试线却插到电流表负端了，这样得到的结果也就全错的。

另外要注意，如果一次施加的是正方向电流，电流表指针会先正偏，马上打回，因为CT电感线圈有个储能后反向放电的过程，指针会反偏。

所以观察时一定要和一次加电流配合好，特别是电流较小时，一定要注意。

总之在现场一定要细心，上面列举的问题在现场都是我们实际碰到过的。

现场主变送电，冲击变压器后，最后的一个步骤就是测六角图。

所谓六角图，就是以某个量（一般用UA）为基准，测出UB、UC、IA、IB、IC这些量相对基准量的相位和各自幅值，并据此画出矢量图。

因为3个电压、3个电流共6个向量，如果把它们的顶点连起来，恰好是6个角，故现场对此形象的称为六角图。

结合已知的该侧功率方向，根据六角图即可判断出该侧CT极性正确与否。

参考文献：
[1] 李建明，朱康．高压电气设备试验方法[M].（第二版）．中国电力出版社，2001.。