摘要：结合电气化铁路牵引所亭电流互感器二次接线特点，针对电流互感器发生的二次回路典型故障进行分析，归类总结故障原因，并提出改进措施和建议，提高铁路牵引供电运行可靠性。
关键词：牵引所亭；电流互感器；二次故障；对策措施
1.前言
随着电气化铁路的迅速发展，牵引变电所作为铁路牵引供电的心脏，重要性不言而喻。而电流互感器（CT）的安全与否直接影响到牵引所亭测量、计量的准确性和继电保护的正常运行，更是牵引供电安全和可靠的重要影响因素。
但是在牵引变电设备运行中，由于电流互感器二次回路故障造成保护误动或拒动、设备烧损、扩大停电范围等现象仍有发生。本文通过设备运行中发生的典型的电流互感器二次回路故障案例，对常见的流互二次故障原因进行归类分析，并提出改进的对策措施，切实提高牵引供电可靠性。
2.牵引所亭CT二次接线
2.1 220kV/110kV三相电流互感器
安装于牵引变电所220kV/110kV进线，二次侧一般配置6至8组线圈，一组0.2s级用于计量，一组0.5级用于测量，其他5P20或者10P20用于保护。接线形式有“△”或“Y” 接法（图1）。
图1：“△”或“Y”接线
2.2 27.5KV单相电流互感器
安装于牵引变电所、AT所、分区所27.5kV侧，二次侧一般配置3组线圈，一组0.5级用于测量，两组5P20用于保护。接线形式有分别采集T相、F相电流，以及采集T相、F相合成电流（图2）。
图2：T相、F相接线
2.3 其他电流互感器
其他电流互感器包括变压器吸上流互、AT变碰壳流互、平衡变中性点流互、以及安装于集中接地箱内的轨回流、综合接地回流、PW回流流互等等[1]。
3.CT二次回路典型故障
3.1多点接地
为了人身和二次设备的安全，以及防止保护误动，电流互感器二次回路上有且只能有一点接地。但是在设备运行中，往往由于人为的接线错误及电缆绝缘的老化等原因，造成互感器一个电气连接的二次回路中出现多点接地的情况发生，进而导致电流分流。
某高铁牵引所211DL、212DL跳闸，阻抗一段动作，重合成功。故测装置报文数据：T-F故障，故障距离9.96KM。变电所：吸上电流=433A，上行T线电流=1260A，下行T线电流=1241A，上行F线电流=1299A，下行F线电流=1629A；AT所：吸上电流=413A，上行T线电流=1099A，下行T线电流=1089A，上行F线电流=1448A，下行F线电流=3633A；分区所：吸上电流=641A，上行T线电流=151A，下行T线电流=164A，上行F线电流=142A，下行F线电流=177A。
据报文分析，各所上下行T线电流、上行F线电流守恒，但是各所IF下行电流不守恒，吸上电流不守恒。结合电流分布图（图3）流向分析，故测装置故障类型判断错误，实际属于下行F-R故障。AT所的吸上电流实际应约等于4300A左右，子所1的故测装置采集的电流413A远小于实际电流值。
图3：故障电流分布图
随后进行检查，测量发现AT变本体端子箱至吸上流互二次线对地绝缘电阻为OΩ。卸下AT变中性点套管，取出吸上流互，仔细检查二次线，发现：靠近AT变顶端端子处二次线热缩套管有破皮。判断，吸上电流采集值比实际值小的原因是，吸上流互的二次线（AT变器身内部分）破皮，与AT变器壁碰触造成对地短路，致使采集的吸上电流分流，故障测距装置采集到的电流远小于实际电流值。
3.2二次回路开路
某牵引所现场检修GIS开关柜过程中，发现主变低压侧GIS开关柜内流互端子烧损，二次端子连片明显开路，对照图纸检查为主变低压侧流互测量线圈的二次端子，仅串接了GIS开关柜本体的电流表。后台未采集该遥测量，而值班员日常巡视时不要求打开GIS开关柜门，只对表面仪表、指示检查，本体电流表显示为实时动态变化的，所以很容易忽视，未能及时发现电流互感器二次开路隐患。
3.3接地点虚接
某高铁牵引所上海方向供电臂线路有故障，造成上海方向馈线213DL、214DL阻抗一段动作跳闸，但同时却发生了1#变差动跳闸，而1#变对应的北京方向馈线211DL、212DL并未跳闸。经检查试验，1#主变及其一次设备均正常，油化验各项指标也合格，排除了主变压器及相关设备故障引起差动保护的可能。后在检查1#主变差动保护二次接线时，发现保护屏2D11端子虚接开路（图4）。
图4：差动保护原理图
3.4极性接反
某普速牵引所1#主变差动保护动作，检修人员对主变高压侧流互及主变低压侧手车式断路器的流互极性进行检测，发现主变低压侧手车柜流互极性与施工设计图纸不一致。具体分析如下。
保护动作报文：1#主变比率差动保护动作，A相差动电流ICDa=0.30A，B相差动电流ICDb=0.06A，C相差动电流ICDc=0.22A。
1#主变（平衡变压器，40MVA）比率差动保护定值：比率差动电流定值0.29A，差动制动电流拐点1电流0.42A，差动制动电流拐点2电流1.68A，平衡系数1.06。
根据平衡变电流变换关系（公式1），检算出，若主变低压侧a相极性取反时，1#主变A相差动电流ICDa=0.01A，B相差动电流ICDb=0.01A，C相差动电流ICDc=0A。判断：造成1#主变差动原因为主变低压侧断路器小车上电流互感器二次绕组接线端子接线极性接反，造成1#主变带牵引负荷运行时，采集的差动电流实际变成了高低压侧电流叠加，引起主变比率差动保护动作[2]。
3.5接线错误
在新线开通初期，接线错误导致保护拒动、误动的问题比较多发。常见的接线错误有，故障测距装置、馈线保护装置交流采样板采集的吸上电流互感器二次线与馈线电流互感器二次线接反；馈线保护装置上行电流互感器二次线与下行电流互感器二次线接反；T相电流互感器二次线与F相电流互感器二次线接反；电流互感器测量线圈二次线与保护线圈二次线接反等等。
4.提高二次回路可靠性的对策措施
4.1转变设计思路，做好把关前移。
新线前期，在设计、施工图审查阶段，积极与设计单位、厂家沟通，充分考虑现场检修、试验和故障处理的需要，尽量满足流互二次线部分检查的直观性。类似电流互感器安装在变压器箱体内，二次线破损问题日常根本无法检查。可以考虑将吸上流互安装在集中接地箱、或者套管外，通过直观检查可以及时发现二次线破损隐患。
4.2抓好设备试验，提高介入质量
在新线介入阶段，安装、调试、验收过程中，必须严格把好“投运关”。除了要重视设备一次部分的试验外，对二次回路的检查校验必不可少。一是针对牵引所亭内安装的所有电流互感器，要安排介入人员对二次回路进行加量校验，并且要注意从电流互感器本体处二次端子加量，以校验整个二次回路接线的正确性。二是需要对所有电流采集回路的电缆外观进行检查，避免二次回路线有接头，只埋部分需要进行穿管保护，防止随着运行时间的推移，老化、受力等造成绝缘下降。
4.3强化修试互控，确保维修质量
检修人员进行检修、试验过程中，要严格执行现场监护、互控制度。尤其是针对电流互感器二次回路进行校验、电流互感器本体试验时需要甩开二次线或断开二次端子连片时，需要提前做好接线标记，试验结束后，按照原来的标记进行恢复。互控人要进行检查确认，防止发生接线不恢复、或者极性恢复错误的情况。
4.4做好数据分析，及时发现隐患
日常，要通过后台对电流互感器测量、计量、保护采集数据进行巡查记录，定期进行对比分析，及时发现数据异常。例如，电流互感器测量线圈二次回路长期开路导致端子烧损，虽然后台没有采集遥测数据，只有GIS开关柜本体电流表长期为0的异常情况，巡视人员日常的确不易发现，但是检修巡视人员缺乏敏感性，之前也一直没有掌握后台没有采集主变低压侧测量电流的问题，及时提出改进建议[3]。
5 结语
根据现场设备运行情况，对牵引所亭电流互感器二次回路常见故障案例进行分析，归类总结了目前典型的二次回路故障类型，以及对设备运行造成的影响，并针对性地提出了对策措施。在今后新线验收接管中严格把关，设备运营维护中高度重视二次回路的检查校验，切实保证电流互感器二次回路接线正确可靠，对确保牵引供电的安全性具有重要意义。
参考文献：
[1] 谭秀炳.交流电气化铁道牵引供电系统[M].成都：西南交通大学出版社，2007
[2] 张保会.尹项根.电力系统继电保护[M].中国电力出版社.2005
[3] 李仲明.电流互感器二次回路故障分析、判断及处理[J].宁夏电力，1996，3：6-12
论文作者:顾玲
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/29
标签：电流论文; 回路论文; 电流互感器论文; 接线论文; 故障论文; 端子论文; 差动论文; 《电力设备》2018年第29期论文;