3/2接線保護電流回路極性的確定與測試

王輝春，宋哲，戴慶源，徐學帥，蘇偉基

（云南電網有限責任公司普洱供電局，云南 普洱 665000）

0 前言

3/2接線具有運行方式靈活、供電可靠性高的優點，但二次回路的接線會變得復雜，相應的保護電流回路極性確定也變得復雜。這種接線方式下，電流回路二次極性反接成為現場驗收工作中經常存在的問題，也是工程人員容易忽略或混淆的問題。對于方向性明確的保護來說，一旦極性錯誤將引起保護裝置拒動或誤動，如果不能在設備帶電前及時發現，投運后必然會造成設備停電。因此，有必要對3/2接線方式下電流回路的極性進行討論，并對極性測試試驗數據進行分析，總結極性確定和測試分析的方法，提高工程驗收質量。

1 極性確定方法

1.1 一般要求

對于帶方向的保護，其設計原則均為系統一次電流應與二次電流方向一致。當一次電流由電流互感器的P1端流向P2端時，二次電流是由電流互感器的S1端流出，經由外部回路返回S2端，反之亦然。這時一次電流與二次電流是同相位的，對應的接線方式為減極性接線。因此，方向性明確的保護裝置電流回路均要求采用減極性接線。

1.2 3/2接線電流回路極性分析

3/2接線方式下，出線間隔均由兩臺斷路器供電，保護裝置所采的二次電流為兩臺斷路器的和電流。正常運行時兩臺斷路器的電流方向不確定，但被保護線路或變壓器上發生區內故障時，流經斷路器的短路電流的方向是明確的，均是由母線側流向線路或變壓器側。因此，只要以短路時一次電流的流向為基準，就可以明確二次回路在減極性下的接線引出端。下面以3/2接線完整串的線路保護為例進行說明。

線路1由5011和5012兩臺斷路器供電，線路2由5012與5013兩臺斷路器供電，電流互感器繞組均按照標準進行配置。所有電流互感器P1端均靠Ⅰ母側，P2端靠Ⅱ母側。其短路電流的流向討論如下：

1）當線路1故障時，5011斷路器一次電流由電流互感器P1端流向P2端，5012斷路器一次電流由電流互感器P2端流向P1端。對應減極性接線，5011斷路器的電流互感器二次電流應由S1端引出流向S2端，5012斷路器的電流互感器二次電流應由S2端引出流向S1端。如圖1所示。

圖1 線路1故障時電流互感器減極性接線示意圖

2）當線路2故障時，5012斷路器一次電流由電流互感器P1端流向P2端，5013斷路器一次電流由電流互感器P2端流向P1端。對應減極性接線，5012斷路器的電流互感器二次電流應由S1端引出流向S2端，5013斷路器的電流互感器二次電流應由S2端引出流向S1端。如圖2所示。

圖2 線路2故障時電流互感器減極性接線示意圖

2 極性測試分析

2.1 試驗方法

試驗可以采用升流裝置在電流互感器一次側加量，在二次側使用回路矢量儀測量輸入電壓的A相與三相電流的相角差來判斷極性是否正確，以斷路器為單位開展。以罐式斷路器的A相為例，具體試驗接線如圖3所示。

圖3 極性測試升流試驗接線示意圖

試驗前應檢查被測電流互感器二次側繞組無開路，對應的斷路器在合位，兩側隔離開關在拉開位置。將站用電源的ABC三相分別接于升流變壓器的ABC三相輸入端，輸出端的ABC三相與N相分別接于互感器兩側，檢查接線無誤后開始加試驗量。試驗量由0 V開始逐步緩慢升高，此時讀取升流變壓器輸出電流至預定值時不再調整電壓。

為方便測試結果的分析，也為了驗證二次回路的正確性，試驗時直接模擬線路故障時一次電流的流向（由母線側流向線路側），對于中斷路器則任意選擇所供的一條線路故障時的流向，二次電流卡鉗的箭頭應指向二次裝置的輸入端或N端反方向，讀取電流互感器二次側輸出電流與站用電系統A相輸入電壓的角度差。

2.2 數據分析

實測500 kV某變電站投運前500 kV某線路主一保護繞組極性測試數據如下：

表1 500 kV某線路主一保護繞組極性測試數據

一次電流由母線側流向線路側，二次電流回路矢量儀的卡鉗箭頭指向二次裝置的輸入端，相位為電流互感器二次側輸出電流與站用電系統A相輸入電壓的角度差。根據測試結果可以繪制出該電流互感器保護用二次繞組的相量圖如圖4所示。

圖4 500 kV線路主一保護極性測試相量圖

圖中：Ua為站用電系統的A相電壓，Ia為電流互感器A相二次側繞組的輸出電流，Ib為電流互感器B相二次側繞組的輸出電流，Ic為電流互感器C相二次側繞組的輸出電流。

因為升流裝置本身是一個電感線圈，呈感性負載，因此電流滯后于電壓，但不會超過90°，本次實測結果為28.3°左右。其Ia電阻方向分量與電壓同向，且三相為正序分布，說明電流互感器二次回路接線為減極性接線。在對極性極性測試的同時，該方法還可以同步驗證CT變比使用是否正確。

3 結束語

通過以上分析，可以總結出3/2接線保護電流回路極性的確定和測試方法：

所有方向性明確的保護電流回路應采用減極性接線，電流二次回路引出端根據被保護設備故障時短路電流的流向明確。

在極性測試的過程中，采用升流裝置模擬實際短路時一次電流的流向，以A相電壓為基準，測量各相電流的角度，畫出六角圖。當A相電流位于第四象限，ABC三相電流為正序分布時，證明極性正確。

如果升流裝置通入的一次電流量與被保護設備故障時的電流流向相反，則以A相電壓為基準，當A相電流位于第二象限，ABC三相電流為正序分布時，證明極性正確。

對于被保護設備短路電流方向不確定的保護，例如：3/2接線斷路器的失靈保護，保護的邏輯也只判別電流大小，而與方向無關。不論是減極性還是加極性都是允許的，實際工作中可以不考慮其極性問題。

實際上，文中介紹的方法不僅適用于3/2接線方式下線路、變壓器保護電流回路極性的確定，也適用于其他方向性明確的保護電流回路極性的確定。同時，對于母線接線、內橋接線、外橋接線、角形接線等其它主接線方式也同樣適用，是一種具有普遍性的方法。