CT更換二次工作的危險點分析與控制

李云峰，肖 邁，陳 昊

(國網江蘇省電力有限公司超高壓分公司，江蘇 南京 211100)

0 引言

電流互感器(current transformer，CT)是變電站內實現一、二次電流轉換的重要設備[1-2]，其性能對繼電保護、安全自動裝置能否穩定運行具有重要的影響[3-4]。近年來，隨著500 kV變電站運維和擴容改造的增加[5-6]，500 kV CT更換已成為電網檢修的常態化工作。

CT更換工作的具體步驟包括舊CT及相關二次電纜的拆除，新CT的安裝及二次電纜的連接等。因更換過程中涉及電流二次回路的改動，存在保護裝置誤發信、誤動作的可能[7-11]；同時500 kV CT更換工作大多是在變電站部分停電的情況下實施，作業風險系數高。如何安全、高效地進行500 kV CT更換工作，一直是現場二次檢修探討的問題。因此，基于現場經驗對500 kV CT更換中二次工作存在的危險點進行辨識，結合案例分析，提出相應的控制措施，為CT更換工作提供參考。

1 CT更換過程中的二次危險點

1.1 電流二次回路開路

CT正常運行時，二次電流產生的磁通勢會對一次電流產生的磁通勢起去磁作用。若二次側開路，則二次側電流的去磁作用消失，一次電流完全變成勵磁電流，將引起鐵心內磁通劇增，使得鐵心處于高度飽和狀態，導致二次繞組兩端產生很高的電壓，不僅會損壞二次繞組的絕緣，而且還會嚴重危及人身安全。500 kV CT更換過程中，二次電纜虛接、CT端子箱端子連片連接不到位、CT端子箱內運行電流回路被誤拆除等都是造成電流二次回路開路的因素。

1.2 電流二次回路無接地

出于人身和二次設備安全性考慮，CT二次回路必須有一點可靠接地。若二次回路失去保護接地點，則CT一次側的高壓將通過CT一、二次線圈間的分布電容以及二次回路的對地電容形成分壓，將高壓引入二次回路，將會對人身和設備產生威脅。500 kV CT更換過程中，電流二次回路絕緣測試會拆除和恢復相應的接地點，容易因工作疏忽導致接地點未可靠恢復或接線錯誤，使二次回路失去接地點。

1.3 電流二次回路兩點或多點接地

500 kV變電站接地網并非實際的等電位面，不同接地點之間存在一定的電位差。若電流二次回路在變電站不同點同時接地，接地網上的電位差將會使電流二次回路產生額外的二次電流，導致保護裝置誤發信甚至誤動作。

1.4 變比設置錯誤

CT變比用于表征一、二次電流之間的倍數關系，其設置對保護、測量等裝置的采樣有直接影響，變比設置錯誤可能導致保護裝置拒動或誤動、測量和計量裝置采樣錯誤等情況的發生。由于500 kV變電站選取的CT具有一次繞組可調、二次繞組多抽頭的特征，所以在CT更換工作中，CT一次繞組串并聯的方式和二次繞組抽頭的選取是影響CT變比的重要因素，其中任何一個出錯都會使CT的變比發生錯誤。

1.5 極性接反

CT極性是指一次繞組和二次繞組間電流方向的關系。CT一次繞組的首端標為P1，尾端標為P2；二次繞組的首端標為S1，尾端標為S2。通常情況下，CT都采用減極性標注，即一次電流從P1流入，二次電流從S1流出，以確保接入二次裝置的電流符合當一次電流為正方向時二次電流從S1流進二次裝置[12]。CT極性的測定通常由一次檢修人員驗證，二次檢修人員主要是保證CT接線盒至CT端子箱間二次接線極性的正確性。接線如果接反，會使二次電流相位變化180°，二次回路將無法正確反映一次系統的潮流方向，導致測量、計量裝置采樣錯誤，保護裝置誤動、拒動，影響系統安全穩定運行。極性接反主要是在更換過程中接線盒或端子箱回路接線接反所導致。

1.6 準確級錯誤

不同類型繞組的電磁式電流互感器，其誤差特性、精度、穩態飽和特性、暫態飽和特性都不一樣，二次設備應選用準確級合適的二次繞組，否則可能導致發生故障時保護裝置的動作行為不正確。二次繞組準確級采用TPY級表示，斷路器保護一般選用二次電流衰減速度較快的5P級，而測量、計量裝置通常選用0.2 s級以保證采樣精度要求。

2 案例分析

2.1 絕緣問題導致電流回路兩點接地

某變電站500 kV接線方式為3/2接線。在母線保護5021CT回路搭接時，二次檢修人員在搭接前測量500 kVⅠ母第2套母線保護5021CT回路電流，發現A相電流回路和接地線均存在95.5 mA的電流，該現象與5021斷路器處于分位，5021CT相關的電流回路不應有電流存在的現狀不符。通過絕緣測量，二次檢修人員初步判定Ⅰ母第2套母線保護5021CT中A相電流回路存在兩點接地的情況，在接地網電位差和感應電壓作用下產生了環流(見圖1)。若此時將5021CT電流回路接入母線保護，可能觸發母線保護告警。

圖1 兩點接地時的流經母線保護的電流

通過分段排查法對該A相電流回路進行接地點查找，發現CT端子箱至CT接線盒之間存在接地點，與母線保護屏上的接地點形成了兩點接地；打開接線盒發現A相電流回路電纜被接線盒前蓋擠壓變形，電纜外皮破損導致內部芯線觸碰到接線盒造成了兩點接地。現場將電纜剪斷重接后，絕緣恢復，問題得到解決。

2.2 誤碰導致電流回路兩點接地

CT更換工作除施工工藝導致的電流二次回路兩點接地外，人為誤碰也會產生兩點接地導致斷路器跳閘事件的發生。如某500 kV變電站在進行一完整串的中斷路器CT更換工作時發生了一起主變跳閘事件。該串為線變串，線路停電檢修，主變單斷路器運行。現場施工人員忽視二次檢修人員的工作要求，在二次安措未實施完畢的情況下，提前在中斷路器CT A相二次接線盒中實施二次回路開斷工作，且在開斷過程中未采取對開斷二次電纜芯線的絕緣包裹措施，導致線芯與CT外殼觸碰，與主變第2套保護屏上已有的電流回路接地點構成兩點接地，地電位差產生環流流入主變保護裝置(見圖2），引起主變第2套保護動作，直接導致跳閘。

圖2 一次接線和兩點接地

2.3 極性接反導致測量數據錯誤

某500 kV變電站進行第1串線路間隔斷路器5011CT，5012CT的更換工作。啟動結束后，運維人員發現第1串線路三相二次電流后臺數據顯示異常，分別為543 A，142 A，525 A，B相電流明顯偏低，第1串線路三相二次電流為5011CT，5012CT二次電流之和。二次檢修人員到現場再次測量第1串測控屏內5011，5012斷路器的電流，發現5012斷路器B相二次極性接反，使得第1串線路B相電流測量值變為兩開關B相電流之差。由于更換過程中的人為疏忽，驗收和帶負荷階段都未發現極性接反問題，只能再次申請停電整改。停電后，二次檢修人員在中斷路器5012CT的B相接線盒處檢查接線，發現測量回路繞組B相S1與S2極性接反，更改接線后問題解決。

3 控制措施

為避免CT更換過程的失誤導致保護、測控等二次設備的可靠性受到影響，針對500 kV CT更換工作各階段的危險點采取控制措施如下。

(1) CT更換前，二次檢修人員要使用二次安措票，正確執行二次安措并做好施工交底，確保與運行的保護設備有效隔離，再與施工人員安全交底并簽字錄音后，方可允許施工。

(2) 舊CT拆除時，將舊CT的二次接線盒內部接線和銘牌拍照記錄，確認好舊CT各繞組的變比、極性和準確級；拆除二次電纜時，做好芯線核對與記錄工作。新CT安裝時，同樣拍照記錄新CT的二次接線盒內部接線和銘牌，并與舊CT的變比、極性和準確級，二次電纜芯線等信息進行核對，確保正確無誤。

(3) 為避免因CT更換工作導致電流二次回路兩點接地引起保護裝置誤告警、誤動作的發生，二次檢修人員在驗收階段不僅需要對施工接線后外觀工藝仔細檢查，還需要在新CT接線盒蓋上后進行電纜絕緣檢查和接地檢查，確保接地的正確性；為避免電流回路開路危及人身和設備的安全，檢修人員需要測量CT二次接線盒至CT端子箱間各繞組電流回路的直阻，以確保各回路電阻呈現低阻值特征以及各單相和相間直流電阻值三相平衡。具備一次升流條件的CT更換現場，可借助一次升流試驗再次驗證CT的變比、極性及二次回路的正確性。

(4) 驗收結束后，檢修人員要依據二次安措票執行二次安措恢復工作，緊固所有涉及的電流回路連片和端子，同時測量整個電流二次回路的直阻，確保無開路問題。

(5) 啟動帶負荷階段，應做好數據的記錄和比對。檢修人員逐相測試，比對理論計算值、屏后鉗表測量值和屏柜實際采樣值的數據大小和相角，確保三者的一致性。

(6) 為使上述控制措施能在現場更好的運用，可針對性地編制新舊CT變比極性單、絕緣數據表、回路直阻表、啟動帶負荷記錄表等技術表格用于輔助現場實施。目前，江蘇電網500 kV廻峰山變等10座變電站90臺CT更換工作中已推廣應用該技術表格，顯著提升了實施工作的可靠性、安全性與便利性。

4 結論

CT更換工作因涉及變電站一、二次系統的改動且相鄰設備處于帶電運行狀態，使其具有較高的危險性。基于現場經驗辨識了CT更換工作中二次可能存在的危險點，并結合案例進行分析，針對存在的危險點提出了相應的控制措施，可以顯著降低CT更換工作的安全風險，有力保障了變電站內一、二次設備的穩定運行。