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1、摘要：高压电流互感器（如无说明，下文中电流互感器均指高压电流互感器） 将一次回路中的大电流、高电压变为小电流、低电压，供仪表和继电器等二次设 备使用，同时使仪表和继电器等二次设备与一次侧主回路电气隔离，保证设备和 人身安全。为了保证电流互感器二次绕组及与其连接的继电保护装置和测控仪表 的功能及安全，二次绕组必须接地。本文对电流互感器二次回路接地进行了探究关键词：电流互感器；二次回路；接地1 电流互感器1.1 电流互感器的概念电流互感器就是将一次回路的大电流变为二次回路标准小电流的互感器。电 流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次绕组匝数很少,串在需要测量的 电流的线路中,因此它经常有线路的
2、全部电流流过,二次绕组匝数比较多,串接在 测量仪表和保护回路中,电流互感器在工作时,它的二次回路始终是闭合的,因此 测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小,电流互感器的工作状态接近短路,二次 侧不能开路。1.2 电流互感器的作用电流互感器的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值 较小的二次电流,用来进行保护、测量等用途。如变比为 400/5 的电流互感器,可 以把实际为400A的电流转变为5A的电流。2 电流互感器二次回路不开路，二次负荷小的原因在电流互感器的应用中，如果 CT 初级绕组的匝数少，并且该绕组串联在要 测试的线路上。另外，次级绕组的匝数很大，与仪器和继电器串联。由于
3、电流线 圈的阻抗较小，CT被视为短路形式。另外，在电流互感器的工作中，由次级电流产生的磁通势将起到消磁作用，但是由于励磁电流较小，励磁电流相对较小。芯 中的总磁通也非常小，并且次级绕组的感应电动势也非常小。但是，在运行中， 如果消磁效果消失，则初级电流将完全成为励磁电流，并且磁芯将处于饱和状态 如果次级绕组的匝数很大，则次级绕组两端的电压将会很高，这严重威胁了设备 和人员的安全。另外，当次级电路断开时，由于开路相电流为零，保护装置可能 会失效或不动作，并且铁芯在磁饱和状态下会产生严重的热量。这将导致次级线 圈绝缘烧坏的问题。另外，由于铁芯的剩磁，电流互感器的误差增大，仪表显示 异常，甚至可能烧
4、毁设备。2 电流互感器接地原则国家电网十八项重大反事故措施中第 632 条规定:作为公用的电流 互感器二次绕组二次回路，只允许且必须在保护屏内一点接地。独立的、与其他 电流互感器的二次回路没有电气联系的二次回路接地点应选择在开关场内就近一 点接地。交流电流回路设置接地点的目的是保证人身和设备的安全，但如果接地点选 择不正确，会造成继电保护装置不正确动作。在电磁式保护时代，差动保护的电 流回路，只允许在保护盘上一点接地，不能在各自的端子箱接地，防止区外故障 时电流二次回路的分流导致保护误动。在 3/2 接线的厂站中，保护取合电流时， 则在就地端子箱将两组电流互感器合在一起再经电缆送至保护盘，选择
5、在端子箱 一点接地。目前的微机保护，特别是差动保护的组成及逻辑都是在装置内部实现，装置 所接入的各侧电流回路都没有直接电的联系，因此，各侧的电流互感器二次接地 点应选择在就地端子箱接地。本文针对一起由于电流互感器二次回路出现多点接 地，因分流导致保护不正确动作事件进行分析，强调二次回路一点接地的重要性3 电流互感器二次绕组接地原因分析电流互感器在系统电压下运行时，其二次绕组的一端及回路在任何时候都与 变电站的接地网连接。它是保证变电站中电流互感器二次绕组及其所接回路，以 及接入的继电保护装置和工作人员安全的重要措施。电流互感器二次绕组及其接 线回路一点接地原因示意图如图 1 所示。IIt/n4
6、 b接地网图 1 电流互感器二次绕组及其接线回路一点接地原因示意图假设电流互感器一次绕组上的系统电压为Un,通过电流互感器一、二次绕组 间电容量为Cn的电容，引入到其二次绕组和所连接的二次回路设备上。当有人 员与这些回路或设备接触时,也会接触到这个引来的电压。若二次绕组及其连接 回路设备的对地电容为Cm时，则引入的二次回路对地电压Um将是Um二Cn/(Cm+Cn)XUn。如果二次绕组连接回路不接地，Cm的数值不大，则相应Um 可能达到很高数值，从而危及电流互感器二次绕组所连接保护设备的对地绝缘和 接触者的安全。可见，如果电流互感器的二次绕组回路没有接地，则电流互感器 一次侧的高电压可通过一、二
7、次绕组间的耦合电容和二次电流回路对地电容形成 分压，将高电压引入二次回路，其数值取决于二次回路对地电容的大小。如果二 次回路上有一点直接与接地网相连，Cm值将趋向无穷大，Um的分压接近为零， 从而避免了高电压引入。4 一点接地的原因分析电流互感器的每一个二次绕组及其接线回路应有且只能有一个接地点。这是因为，电流互感器的二次绕组及二次回路在接地前是浮地系统，即其电位与地电位没有固定关系。一点接地相当于给接地点一个参考电位，并不形成回路，不会 短路，不影响测量和保护的正确。如果两点或多点接地，接地点间可形成回路， 相当于短路，将影响测量及保护的准确性。变电站的接地网并非是等电位的接地网，因而在不同
8、点会出现电位差。特别 是有接地故障或雷击时，大的接地电流注入接地网。如果一个电气连接的回路在 变电站的不同地点同时接地，接地网各点间可能有较大的电位差值，将在二次回 路产生附加的电流，有可能引起分流，造成测量误差的增大或者继电保护的误动5低压电流互感器的接地需要说明的是，低压电流互感器二次侧不应接地。由于低压电流互感器的电 压较低，一次侧仅为220 V, 次、二次绕组间的绝缘裕度大，发生一次、二次 绕组击穿的可能性小。另外，二次绕组及其回路的不接地将使二次回路及仪表绝 缘能力提高，还可大大减少雷击烧坏仪表的事故。6结语(1) 电流互感器二次绕组必须接地，既可防止正常运行时，高压设备对二次回路产
9、生的静电感应电压，也可防止电 流互感器一次、二次绕组间因绝缘降低而发生击穿，在二次设备上产生高压的危 险。(2) 电流互感器二次绕组及其接线回路应有且只能有一个接地点。两点或多 点接地将影响测量仪表准确性和继电保护动作的可靠性。(3) 在设备安装接线初期或技术改造时，应严格按照相关工艺标准进行设计、 施工作业，严把质量关，排除潜在的设备隐患。(4) 维护人员应充分结合设备电气清扫和定修的时机，对电流互感器二次回 路接地和绝缘情况进行全面检查、维护，及时排查及消除设备运行中的缺陷，确 保供电系统安全可靠。参考文献:1 袁季修，盛和乐，吴聚业.保护用电流互感器应用指南M.北京: 中国电力出版社，20042 中国大唐集团公司防止电力生产重大事故的二十五项重点要求实施 导则M.北京：中国电力出版社，2006.3 邹森元电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点条例 分析M.沈阳：白山出版社，2006.4 张保会，尹项根电力系统继电保护M 北京：中国电力出版社， 2005.5 王维俭.电气主设备继电保护原理与应用M.北京：中国电力出版 社，2002.
