电流互感器的准确适用
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【摘要】在工厂变配电系统中常需要在一次回路中串接仪器用电流互感器（TA），把大电流按一定比例变为小电流，以供给各种仪表和继电保护装置的电流线圈适用。电流互感器在使用中应考虑电压等级，变比，容量，精度等因素。这些问题，工程技术人员在设计选型时一般都能考虑到，但一些初级工往往在实际使用中由于稍不注意，忽略了对电流互感器极性和安匝数的重视，出现接线错误。引起极大的误差而造成计量不准，保护失灵等问题，对电气装置的安全可靠运行带来影响。这是值得我们每一个电气从业人员所注意的。
【关键词】电流互感器；极性；安匝数；接线错误
电流互感器的正确使用首先关系到装置和人身的安全。由于电流互感器结构的特殊性，二次电流的大小由一次电流决定：一、二次匝数比很小，当二次回路开路时，一次电流主要用来激磁，二次侧将感应出高电压，威胁装置和人身的安全。所以电流互感器带负载运行时，二次侧决不允许开路。同时，在高压回路应用时，为防止高压传入二次绕组，所以二次侧必须接地使用。这两点作为安全基本知识。一般电工均已知晓。电流互感器在实际使用中除注意以上两点外，还应注意电流互感器的极性和安匝数等问题。
电流互感器的极性与否，将影响保护的正确动作，这一点在距离、差动、功率方向等保护中，已得到继保人员的重视，但在配电网典型接线的无方向过流保护中，如果电流互感器极性接错也可能引起保护误动，这一点还未得到应有的重视。我厂的一条6KV配电线路就发生过一次此种事故。
例：如图1：总变6KVIV段672开关送循环水主变电源，0.4KV侧接有155KW电机的高压水泵5台，110KW电机的低压水泵3台，55KW电机的冷却风机3台，变压器容量2000KVA，672开关装有速断、定时过流、瓦斯等保护。速断整定值为2400A0-，定时过流整定值为360A0.3-。408为ME3200型万能空气断路器，速断16KA。电动机均为直接起动。
后因公司发展需要，须将循环水主变出线由原6KVIII段651开关移至6KVIV段672开关供电，672开关整定值套用651开关整定值，672开关原150/5电流互感器与651开关300/5电流互感器对调使用。完成上述工作后，于当日14时672开关送电，循环水逐渐开泵。当晚18时已开155KW水泵3台（1#、2#、3#）、110KW水泵1台6#、55KW风机2台（1#、2#），672开关电流指示90A。20时因其它系统使用，用水量增加，在增开4#水泵155KW电机时，672开关过流动作跳闸，低总408开关跳闸，各低压分开关未动作。初步分析672开关跳闸是由于4#水泵起动所致，经查看4#水泵现场，未发现异常情况，在确认供电线路无问题后试送电。先开4#水泵，正常，然后停泵。再依次开1#、2#、3#、6#水泵。1#、2#风机，并带上负荷，运行正常，672开关电流指示仍是90A左右。当再起动4#水泵时，672开关依然过流动作跳闸，低总开关408跳闸。由此确定672开关过流动作跳闸系躲不过起动电流所致；低压开关跳闸系失压所致，但令人不解的是，当时672开关运行电流90A，加上4#泵起动电流折算到6KV侧的133A，总和为223A，远小于定时过流动作电流360A，且在651开关运行是一直良好，经仔细检查672开关电流继电器整定值、回路连接线都准确，那么问题会出在哪里？后考虑调换过电流互感器，想从电流互感器上找一找原因，然后打开高压柜，检查电流互感器，仔细核对后发现C相电流互感器上保护级回路接线极性接反，经调整后，672开关送电，循环水再起动各泵，带上负荷运行正常。672开关电流指示为110A。
事故原因分析：672开关锁带变压器出线，采用的是不带功率方向的二段式速断和定时过流保护。电流互感器采用不完全星型接法，速断1LJ、2LJ分别串接在A、C两项电流中，定时电流3LJ、4LJ、分别串接在A、C两相电流中，5LJ、串接在N线上。过负荷6LJ串接在N线上。具体接线如图2：（用老符号表示）
这种接法的基本思想是：一次系统三项电流基本平衡。A、B、C三相相位差1200，二次的中线电流N=a+c=-b.
如图3所示，由于安装时电工疏忽，未认准极性，造成C项
电流互感器接反极性，使二次回路中电流N由a.c相量和成为a.c相量差，既N’=a-c
取a为参考量：则
?a=I c=-1/2I+j√3/2I
正确接法，二次回路N线电流：
N=a+c=I-1/2I+j√3/2I=1/2I+j√3/2I=I∠60O
当C相电流互感器极性接错时，二次回路N线电流：
N’=a-c=I+1/2I-j√3/2I=√3/2I-j√3/2I=√3I∠-30O
比较N和N’可见：C项电流互感器极性接反时，二次回路N线上电流增加为正确接线时的√3倍，相当于N线电流整定值为原来的1/√3倍，即672定时过流保护一次电流整定值由360A变为360/√3≈207.8A，小于223A，因此造成672开关定时过流动作跳闸。
在使用低压穿心式电流互感器时，他的接线不仅与极性有关，还与一次安匝数有关，也即是一次额定电流与穿心匝数有关。如LMZJ1-0.5型，400安匝电流互感器，当一次穿一匝时，额定电流为400A，穿2匝时额定电流为200A，安匝数应与检测电流表配合使用，安匝数既表示了电流互感器一次侧额定电流的测量范围，也表示了接线方式。如果在使用中忽略了这个问题，就会出现计量不准，保护失灵等问题。
例如脱卤岗位有二台风机，电动机为Y200L1-2型，30KW，选用LM-0.5型100/5A，安匝数为200的电流互感器计量和热继电器中电流回路使用，配用0～100A的电流表和最大值为5A的热继电器。新安装和调试，发现指示电流值偏小约为25A，用钳形表测得一次侧实际工作电流48A，两者明显不符，而且二太电机情况相似。经更换了一台电机的电流互感器、二次线路、电流表后，情况依旧。后经仔细分析，发现一次侧与二次侧指示电流都是相差近2倍，似乎与穿心匝数有关。经仔细查看电流互感器铭牌，发现该电流互感器安匝数为200，即当用于100A线路中应穿心2匝，而不是常规的1匝，我们将一次线路在互感器上穿2匝后运行，电流表指示50A，钳形表测得49A，基本相符，从而保证了电流正确指示与串接在二次回路中热继电器有了过载保护作用。
为防止电流互感器使用失当的情况，应采用以下措施。
（1）明确二次回路电流方向，以一次系统的电流由母线流向线路为正方向，二次回路电流必须与此对应。
（2）新安装电流互感器须做极性试验，应采用减极性。
（3）新安装线路应在轻负荷时检测二次电流和一次电流之比与变比是否符合。特别在计量与保护分开的电流回路更应检测，确保保护正确可靠投入运行。
参考文献
[1]徐崴.《维修电工基本技术》.金盾出版社
[2]王乐仁.《电力互感器检定及应用》.中国计量出版社
[3]导体和电气设备选择分委员会组.《电流互感器和电压互感器》.中国电力出版社