电流互感器二次回路优化

一、对电流互感器二次回路的主要要求

电流互感器二次回路应满足以下要求：

（1）测量仪表与保护装置共用一组电流互感器时应满足的要求。

1）由于测量与保护用的电流互感器特性不同，一次系统发生短路时，保护用的电流互感器铁芯不饱和，短路电流的二次值很大，可能使接在同一个二次绕组的测量仪表损坏。所以测量仪表与保护装置应分别接到不同的二次绕组上。一般220kV及以上一次回路的电流互感器，其测量仪表与保护装置分别接到不同的二次绕组；60kV及以下测量仪表与保护装置共用同一个二次绕组。

2）若测量仪表与保护装置共用电流互感器的同一个二次绕组时：保护装置应接在测量仪表之前，防止检修测量仪表而影响保护装置的工作；测量仪表应经中间变流器连接，即使中间变流器二次开路，对保护装置影响小。

3）220kV及以上各回路的测量仪表电流回路一般用一根电缆接至其电流互感器端子箱，再从端子箱经电缆引至控制室的控制及仪表屏（台）。60kV及以下各回路，其测量仪表与保护装置共用同一根电缆接至其电流互感器端子箱，经电缆引至控制室后再分至测量仪表和保护装置。

（2）保护装置用电流互感器的接线应满足的要求。保护装置用电流互感器的接线应满足保护所反映的故障类型，以及保护灵敏系数的要求。为了提高主保护动作的可靠性，对发电机或220kV及以上一次回路的主保护（发电机及主变压器的差动保护、母线保护等），一般应由单独的电流互感器或电流互感器单独的二次绕组供电；当不能满足需要共用同一个二次绕组时，主保护与其他保护的电流回路要经中间变流器进行隔离，以减少对主保护的影响。

（3）几种测量仪表接在一组电流互感器的同一个二次绕组时应满足的要求。几种测量仪表接在一组电流互感器的同一个二次绕组时，应先接指示和积算式仪表，再接记录仪表，最后接发生仪表；或者按电流表、功率表、电度表、记录型仪表及变送器顺序串联接线。串联顺序应使电流互感器二次回路的接线电缆最短，要考虑电流互感器二次绕组容量满足其所串联的测量仪表负荷容量的要求，同时也要考虑电流互感器的准确度级要满足所串联的测量仪表最高测量误差要求。若不满足测量误差要求，可以通过加大电流回路电缆截面的方法解决问题。

（4）电流互感器二次回路的切换。电流互感器的二次回路一般不允许切换。当需要切换时，要有防止开路的措施。防止开路的措施通常有以下几种：

1）电流互感器二次回路不允许装设熔断器。

2）继电保护与测量仪表不共用一台电流互感器的同一个二次绕组。当必须共用时，测量仪表要经过中间变流器接入。

3）对于已安装而尚不使用的电流互感器，必须将其二次绕组的端子短接并接地。

4）为了带电检修、调试电流回路二次设备，又不至于使电流互感器二次回路开路，电流互感器二次回路的端子应使用试验端子。

5）电流互感器二次回路的连接导线应保证有足够的机械强度。

（5）电流互感器二次回路的接地。电流互感器二次回路应有一个可靠的接地点，但不允许有多处接地点。测量仪表的电流互感器二次回路中性点在其配电装置处经端子一点接地；同时有几组电流互感器的二次绕组与保护装置连接时，要在保护屏经端子接地。

（6）保证电流互感器的极性连接正确。

（7）应满足测量仪表、远动装置、继电保护和自动装置等二次设备的具体要求。

二、电流互感器的极性端及其二次回路接线方式(www.xing528.com)

1.电流互感器的极性端

为了使电流互感器的二次电流2准确反应其一次电流1的相位关系，应将同一一次系统的不同相电流互感器二次绕组形成正确合理的组合接线，使继电保护及自动装置准确判别一次系统的运行状态。例如：某220kV系统处于正常运行状态时，零序保护用电流互感器一、二次绕组由于因极性标注错误，测量出零序电流分量并超过其保护整定值，零序保护判别220kV系统发生接地短路故障，要引起继电保护误动作。因此，必须对电流互感器的一、二次绕组的始末端（极性端）进行标注。

图7-4　电流互感器极性端标注图

电流互感器一、二次绕组的极性决定于绕组的绕向，在我国，一般按一、二次电流同相位的方法标注电流互感器的极性端，即减极性标注法。电流互感器极性端标注如图7-4所示。其中，L1和L2为一次绕组的始末端，K1和K2为二次绕组的始末端；L1与K1为一对极性端，L2与K2为另一对极性端。若一次电流1从L1端流入，则二次电流2应从二次绕组的极性端K1流出。

忽略电流互感器的误差，按上述原则标注电流互感器一、二次电流正方向时，一次电流1与二次电流2的相位相同。

2.电流互感器的二次回路

电流互感器二次回路的接线方式，由测量仪表、继电保护及自动装置的要求以及电流互感器的配置情况确定。在发电厂和变电站中，常见的电流互感器接线方式有如下几种：

（1）单相式接线，如图7-5（a）所示。这种接线主要用于变压器中性点和6～10kV电缆线路的零序电流互感器，只反应单相或零序电流。正常运行时，电流互感器中性线回路电流iN不为零，即iN=ia。

（2）两相星形接线，如图7-5（b）所示。这种接线主要用于6～10kV小电流接地系统的测量和保护回路接线，可以测量三相电流、有功功率、无功功率、电能等。两相星形接线主要反应相间故障电流。正常运行时，电流互感器中性线回路电流iN不为零，即iN=ia+ic=-ib，其大小等于B相电流，但电流方向与B相相反。

（3）三相星形接线，如图7-5（c）所示。这种接线用于110～500kV中性点直接接地系统的测量和保护回路接线。可以测量三相电流、有功功率、无功功率、电能等；三相星形接线既反应相间故障电流，又反应接地故障电流。正常运行时，电流互感器中性线回路电流iN等于零，即iN=ia+ib+ic=0。

（4）三角形接线，如图7-5（d）所示。测量表计电流回路一般不采用三角形接线。这种接线主要用于Y，d接线变压器差动保护的星形侧电流回路。正常运行时，接入继电器的电流为两相电流互感器二次电流之差，即iab=ia-ib，ibc=ib-ic，ica=ic-ia，流入继电器的电流为相电流的倍，并且继电器回路无零序电流分量。

（5）和电流接线，如图7-5（e）所示。这种接线用于断路器接线、角形接线、桥形接线的测量和保护回路。正常运行时，流入A、B、C三相负载回路的电流为：ia=ia1+ia2，ib=ib1+ib2，ic=ic1+ic2；电流互感器中性线负载回路的电流iN等于零，即iN=ia+ib+ic=0。

（6）两相差接线，如图7-5（f）所示。这种接线方式主要用于中性点直接接地系统的继电保护回路。正常运行时，流入继电器K中的电流为相电流的倍。

（7）三相零序接线，如图7-5（g）所示。这种接线方式主要用于继电保护及自动装置回路。它将三相同型号电流互感器的极性端连接起来，同时将非极性端也连接起来，然后再与负载相连接，组成零序电流滤过器。这种接线流过负载的电流K等于A、B、C三相电流互感器二次电流的相量和，为电流互感器的电流比。正常运行（或对称短路）时，二次负载电流为零；当一次系统发生接地短路时，二次负载电流不为零，产生零序电流。

图7-5　电流互感器二次回路接线方式

（a）单相式接线；（b）两相星形接线；（c）三相星形接线；（d）三角形接线；（e）和电流接线；（f）两相差接线；（g）三相零序接线