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电流互感器二次回路开路分析

2014-12-19 16:39| 来源:电工学习网| 查看: 5640| 评论: 0|原作者: 唐靖

摘要:   电流互感器二次回路开路在电流互感器设备故障中属于一种常见的故障。这种情况的产生会直接影响电网的安全运行,降低电网运行的可靠性与安全性。本文的主要内容就是分析故障出现的原因与故障可能导致的结果,并举 ...

  电流互感器二次回路开路在电流互感器设备故障中属于一种常见的故障。这种情况的产生会直接影响电网的安全运行,降低电网运行的可靠性与安全性。本文的主要内容就是分析故障出现的原因与故障可能导致的结果,并举例分析解决故障的方法,以杜绝故障的再次发生,提高电网的可靠性安全性。

  电流互感器从原理上来讲是一个变压器,是按一定比例将大电流转换成小电流信号的装置,它的工作原理是将一次侧接于电网中,将电网的一次电流通过变压变流的原理降低为的电流,这种电流即为二次侧电流。二次电流可供测量仪表、保护装置所用。由于一次电流与二次电流是成比例变化的,所以可以通过测量二次电流的大小计算出电网中一次电流的大小,从而达到监测作用。

  测量计量的准确性与继电保护的可靠性都与电流互感器的设备状态与正常运行休戚相关。电流互感器的正常运行首先要求接线正确,即极性要正确。其次,要求是二次侧必须为短接接地,不得开路。因为电流互感器二次侧一旦开路将会产生数千伏的高压,对设备及人身的安全产生威胁。多数的电流互感器故障就是二次侧开路的故障。所以我们应该对此更加注意。

  一.电流互感器二次开路分析

  我们通过电流互感器的电路原理来对电流互感器二次开路进行分析,并绘制等值电路图如下:

  上图中

  Xs为电流互感器的二次绕组电抗 Ip为电流互感器一次电流

  Rs为电流互感器的二次绕组电阻 Is为电流互感器二次电流

  Zb为二次绕组负荷阻抗 Ie为电流互感器励磁电流

  Ze为励磁阻抗 N1、N2为一次及二次绕组匝数

  在电流互感器的正常运行状态下,二次侧电流与一次侧电流产生的磁通相互抵销,学称去磁。则导致电路中的励磁电流很小,铁芯的总磁通也很小。二次侧产生的电压一般为一百伏以下。

  但如果二次侧开路,二次侧的电流降至很低,将会失去去磁的作用,二次侧的阻抗巨大。则一次电流将会完全变为励磁电流。由于Ze将会远大于正常运行时的Z2,导致二次侧的电压极具变大,铁芯磁通剧增,处于磁饱和状态。由于磁饱和状态将会使电压无法按线性传递至二次侧。Ze急剧降低,将会使二次侧的电压也随之降低,形成尖顶波。由于二次回路的匝数较多,将会产生高达几千甚至上万伏的电压。

  二.造成电流互感器二次侧开路的原因有哪些

  (1)由于试验接线端子的结构与质量存在缺陷,导致连接件接触不良形成开路。(2)由于试验端子压板的胶木过长,导致的金属部分之间的接触不良,致使开路。(3)工作中人为的失误,如忘记将拆下的端子从新短接起来,导致的开路。(4)端子接触不牢,在大电流的作用下会产生氧化与断线,导致的开路。(5)二次端子箱受潮、损坏,使二次回路产生锈蚀,导致的开路。

  三.二次开路对设备的影响

  (1)对设备一次回路的影响。开路产生的高电压将会对设备本身与工作人员的安全产生威胁。由于磁感应强度的急剧增大,将会使铁芯严重发热,烧坏绝缘。

  (2)对二次回路的影响。首先是计量上的损失,由于开路将会失去电流的数据,在故障的过程中将无法对线路的实际负荷进行计量。其次,二次开路同样会对继电保护装置产生影响,继电保护将会因失去电流失效,差动保护与零序保护则会因为产生了不平衡电流而误动。

  由于继电保护需要即时准确的得到电流的数据才能正常工作。当二次侧开路时,失去电流,将会使继电保护失去效用。所以在二次开路故障产生时设备产生的各种其他故障保护装置是无法起到保护作用的。而对于差动保护,甚至可能产生误动的情况。对于具有独立电流回路的双套保护,可以在一套保护出现开路的情况下保障另一套保护的正常运行。(http://www.diangon.com版权所有)而110kV及以下的设备一般只装设一套保护,一旦产生开路故障,将会使整个保护失效,高压设备处于无保护状态。一旦发生故障,必须由远程后备保护切除故障,延误处理时间。

  四.检测运行中的电流互感器二次侧开路的方法

  (1)观察仪表指示是否降低或为零。三相电流表指示不一样的时候功率表指示减小,计量表计转速变慢或停转的情况是电流回路开路。表计指示时有时无,则是接触不良。如果一次与二次的负荷指示相差过大,则是偏低一侧存在来电故障。

  (2)观察电流互感器二次侧回路端子、元件接头等有无放电现象。由于二次侧开路的情况会产生高电压,则在故障情况下会产生放电的现象,严重时会击穿绝缘。

  (3)观察电流互感器是否有异声。如果电流互感器传出较大异声,可能是由铁芯传出,原因可能是铁芯穿芯螺杆栓夹不紧或硅钢片松弛。由于铁芯磁路饱和和交变磁通的变化,硅钢片震动加大。

  (4)检查二次侧仪表、继电器等是否烧坏。二次仪表、继电器烧坏不仅可能导致电流互感器的二次开路,也可能使二次侧短路。

  (5)检查继保是否发生误动或拒动。电流互感器二次侧开路的情况下容易发生继保误动作或者拒动,这种情况可在误跳闸或越级跳闸时发现并处理。

  五.电流互感器二次侧开路的处理措施

  在检查和处理的过程中,首先要尽量减小一次的负荷电流,使二次贿赂的电压降低。在操作的过程中,要做好绝缘防护,操作过程要严格按照安规要求进行。

  (1)发现二次开路,要了解故障相别、对保护的影响等,汇报调度。(2)尽量减小一次负荷电流。若CT严重损伤,应转移负荷,停电处理。(3)首先按照图纸将二次端子短路。(4)通过检查短接时是否出现火花来鉴别短路点的位置,逐步排查出断路点。(5)如果是出现在二次端子外露部分能够即时处理的问题,则即时处理。如果出现在端子线内部的断路。则应汇报上级,要求停电处理。

  电流互感器作为测量仪表、继电保护和自动装置取得一次设备的运行参数的主要设备,电流 互感器二次回路的故障虽然已经引起人们高度的重视,但电流互感器二次回路的开路和接地 问题的故障还经常发生,这就要求工作人员在日常维护工作中高度重视电流互感器二次回路 的检查和维护,尽量避免这样的事故发生。

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