电流互感器二次开路保护装置的应用分析和改进
电流互感器二次侧开路的后果
电流互感器二次侧开路的后果一、电流互感器的作用和结构电流互感器是一种常见的电力测量仪表，主要用于变压器、发电机、断路器等高压设备中，用来测量高压线路中的电流大小。
它通过将高压线路中的电流转换为小电流并输出到二次侧，便于测量和控制系统使用。
其结构主要由铁芯、一次绕组和二次绕组组成。
二、电流互感器二次侧开路的原因在使用过程中，如果出现了电流互感器二次侧开路，会导致系统失去了对该设备所监控的环节掌控能力，从而可能对整个系统造成不良影响。
那么导致这种情况出现的原因有哪些呢？1. 二次线路接触不良：由于长期运行或施工不当等原因，二次线路可能会出现接触不良或者短路等问题。
2. 二次绕组短路：在运行过程中，由于短路故障或其他原因导致互感器二次绕组内部出现短路。
3. 二次回路故障：如果在连接互感器后，在回路中出现了故障，也会导致互感器二次侧开路。
三、电流互感器二次侧开路的后果1. 无法正常测量电流值：由于二次侧开路，导致无法输出正确的电流值，从而可能会对系统的运行产生影响。
2. 缺失监控环节：在电力系统中，互感器通常用于监控高压线路上的电流大小，如果出现了二次侧开路情况，那么就会导致该环节失效，从而可能会对整个系统的运行产生影响。
3. 设备损坏：如果在出现二次侧开路情况时没有及时处理或者处理不当，那么就有可能会给设备带来损坏或其他不良影响。
比如，在断路器中使用互感器进行保护时，如果出现了二次侧开路，则有可能会导致断路器误动作或者不能正常保护设备。
4. 安全风险：在使用过程中出现了二次侧开路情况时，如果没有及时处理或者处理不当，则有可能会对人员安全产生威胁。
比如，在高压线路中使用互感器进行测量时，如果发生了短路等问题，则有可能会给工作人员带来安全风险。
四、如何避免电流互感器二次侧开路为了避免出现电流互感器二次侧开路的情况，我们可以采取以下措施：1. 定期检查：定期对电流互感器进行检查，发现问题及时处理，从而避免问题的扩大。
电流互感器二次侧开路故障分析及应对措施
电流互感器二次侧开路故障分析及应对措施摘要：因为电流互感器开路产生的高电压会危害人身和电网设备，并且带来安全隐患，因此，本文就针对这种现象的产生加以分析，并对此提出相应的预防和处理方法。
将故障在最小范围内控制，减小损失，达到电网稳定安全运行的最终目的。
关键词：电流互感器；开路；安全隐患；处理1电流互感器工作原理电流互感器的原理与变压器相同，是基于电磁感应原理而设计的。
电流互感器由一次绕组、二次绕组、铁芯、一二次接线端子、绝缘支柱体组成（如图1所示）。
铁芯与变压器相同，是由硅钢片叠制而成，电流互感器的一次绕组匝数很少，一次绕组串联于电力系统的一次设备之中，因此它能够通过一次设备运行中的全部电流。
电流互感器的二次绕组匝数一般较多，二次绕组通过电缆接入继电保护装置、测量装置及计量设备中。
若忽略励磁损耗，一次线圈与二次线圈有相同的安匝数。
电流互感器在正常工作时，其二次回路始终应该处于闭合状态。
2电流互感器开路运行的危害2.1开路运行分析电流互感器的一次绕组匝数较少，一般只有一匝或者几匝，它的一次绕组串接至需要测量的电力系统一次设备之中，流过被测一次电流。
此时，流过电流互感器一次绕组的电流与双绕组变压器正常运行时所流过的电流不同，双绕组变压器的一次侧电流与二次负载有关，而电流互感器的一次侧电流与相应一次设备所流过的电流一致。
电流互感器二次侧绕组的匝数比较多，它与继电保护装置、测控装置、计量表回路串联形成闭合回路，电流互感器在正常工作状态中可以认为其工作于短路状态。
这是因为一次侧绕组电流I1只取决于一次设备的运行状态，不随二次侧电流I2的变化而发生改变，I2的数值大小只由电力负荷阻抗、线路阻抗及电源电压决定，并且二次侧所接继电保护装置、测量装置、计量仪表的电流线圈阻抗很小。
正常工作时一次绕组电流I1产生的磁动势I1N1（F1）仅有很小一部分产生空载磁动势，二次绕组电流I2所产生的磁动势I2N2（F2）对一次绕组所产生的磁动势F1有去磁作用，因此合成磁动势F0及铁芯的合成磁通Φ数值都不大，这就使得二次绕组的感应磁动势e2的数值不大，一般不超过几十伏。
电流互感器二次侧开路故障处理
电流互感器二次侧开路故障处理
1. 电流互感器一次绕组直接接在一次电流回路中，当二次侧开路时，二次电流为零，而一次电流不变，使铁心中的磁通急剧增加达到饱和程度。
这个剧增的磁通在开路的二次绕组中产生高电压，直接危及人身和设备的平安。
2.电流互感器二次侧开路的征象包括：零序、负序电流启动的爱护装置频繁启动，或启动后不能复归;差动爱护启动或误动作;电流表指示不正常，相电流指示减小到零;有功、无功功率表指示减小，电能表走得慢;开路点有时可能有火花或冒烟等现象;电流互感器有较大嗡嗡声等。
以上现象有些不肯定同时都发生，打算于开路的二次绕组供应哪些负荷以及开路的详细状况。
3.电流互感器二次侧开路的处理
3.1 依据故障现象推断是哪一组二次绕组开路。
假如是爱护用的二次绕组开路，应马上申请将可能误动的爱护装置停用。
3.2检查开路绕组供电的二次回路设备(继电器、仪表、端子排等)有无放电、冒烟等明显的开路现象。
3.3假如没有发觉明显的故障，可用绝缘工具(如验电器等)轻轻碰触、按压接线端子等部位，观看有无松动、冒火或信号动作等特别现象。
在进行这一检查时，必需使用电压等级相符且试验合格的绝缘平安用具(如戴绝缘手套等)。
电流互感器二次侧开路问题解析
电流互感器二次侧开路问题解析文/柴会轩在实际生活中，交流电流表和交流电压表的量程往往不能满足测量的要求。
这就需要利用互感器来扩大交流仪表的量程，特别是在变配电系统中，互感器还可以起到隔离高压、降低表耗功率、节省设备费用的作用，做到一表多用。
电流互感器是用来按一定比例变化电流的仪器，它实际上是一个降流变压器，它能将一次侧的大电流变换成二次侧的小电流，故测量时可根据电流表的指示值与变流比的乘积，计算出一次侧被测大电流。
从而实现以小测大的效果，即安全可靠，又测量准确。
电流互感器在工作时，除了要求接线极性正确外，还规定其二次侧不得开路；二次侧必须接地。
如果二次侧接线错误将会对操作人员及仪表、设备安全造成严重伤害。
特别是二次侧开路问题是造成事故的主要原因。
这是因为电流互感器在正常运行时，二次侧电流产生的磁通对一次侧电流产生的磁通起去磁作用，励磁电流很小，铁心中的总磁通也很小，二次侧绕组的感应电动势一般几十伏。
如果二次侧没有形成回路，二次侧电流的去磁作用消失，一次侧电流完全变为励磁电流，引起铁心内磁通剧增，铁心处于高度饱和状态，加之二次侧绕组的匝数很多，根据电磁感应定律，就会在二次侧绕组开路的两端产生很高的电压，其峰值可达数千伏甚至上万伏。
这么高的电压将严重威胁工作人员和设备的安全。
再者，由于铁心磁感应强度剧增，使铁心损耗大大增加而严重发热，甚至烧坏绝缘。
电流互感器二次侧开路也可能使保护装置因为无电流而不能准确反映故障，差动保护和零序电流保护则可能因开路时产生不平衡电流而误动，因此电流互感器在运行中二次侧绝对不允许开路。
下面介绍几种二次侧开路现象的检测及预防、处理措施。
一、运行中的电流互感器二次侧开路的常用检测方法第一，认真观察仪表指示是否降低或为零。
如果用于测量表计的电流回路开路，会使三相电流表指示不一致，功率表指示减小，计量表计不转或转速变慢。
如果表计指示时有时无，则可能处于半开路状态，即接触不良。
如果变压器一、二次侧负荷指示相差较大，电流表指示相差较大，可怀疑偏低的一侧有开路故障。
变电运行中电流互感器(CT)二次回路开路问题的分析
变电运行中电流互感器(CT)二次回路开路问题的分析摘要在变电运行中，电流互感器二次回路开路对电网的安全运行有着严重的影响，所以在电力系统中电流互感器二次回路开路是必须杜绝的，根据二次回路开路的原因，提出对其的处理措施，并进行分析。
关键词变电运行；电流互感器；二次回路；开路；处理措施电流互感器（CT）是变电运行中一种特殊的变换器，可以使电网中的一次大电流转换成和其成正比的二次小电流，输入到变电运行自动装置或测量仪表中。
因此，电流互感器二次回路开路问题对于电力安全、稳定运行有很大的影响。
1 电流互感器二次回路开路的原因根据多个工作现场的实际情况，造成电流互感器二次回路开路的原因如下：1）交流电流回路中的电流端子，由于结构或质量上的缺陷造成开路。
例如一个220kV 变电所220kV母联电流互感器端子箱内部分电流端子的连接片出现细小的裂纹，导致B相CT 出现较大的异常声响的情况出现。
后来查明这是由于该端子箱采用的电流端子的质量不过关，在用力紧固连接片螺丝的过程中，连接片出现肉眼不宜发现的裂痕，导致电流回路负载增大，CT出现异常声响。
经更换合格的电流端子后，消除了上述缺陷。
还出现过因电流实验端子的接线螺丝本身不带弹簧垫，导致螺丝松动，造成电流回路接触不良，使该端子片及相邻端子片严重烧损，继续运行必然造成开路。
2）外部环境的影响。
由于户外端子箱、电流互感器二次端子接线盒长期处在风吹雨淋的环境下，电流接线端子易受潮，端子螺栓和垫片发生严重锈蚀，长期运行导致电流互感器二次回路开路。
3）工作人员的失误。
如工作中电流端子接线螺丝未拧紧或工作后忘记恢复已打开的电流端子，造成电流二次回路开路。
当电流互感器一次电流较大时，将引起开路点处电流端子绝缘击穿，端子排烧毁等情况。
还有就是在运行的电流互感器二次回路上工作，误打开运行的电流回路造成开路。
2 CT二次回路不得开路和二次负载要小的原因电流互感器一次绕组匝数少，使用时一次绕组串联在被测线路里，二次绕组匝数多，与测量仪表和继电器等电流线圈串联使用，测量仪表和继电器等电流线圈阻抗很小，所以正常运行时CT 是接近短路状态的。
论文浅析电流互感器(TA)二次开路故障的问题(论文)
吉林交通职业技术学院论文论文题目：浅析电流互感器（TA)二次开路故障的问题系别专业： XXXX分院 XXXXXX专业班级： XXXXX班姓名： XXX（XX号）指导教师： XXXS 完成时间： XXXX年XX月摘要按规定，电流互感器在运行中严禁二次侧开路。
这是因为电流互感器在正常运行时，二次侧电流产生的磁通对一次侧电流产生的磁通起去磁作用，励磁电流甚小，铁心中的总磁通很小，二次侧绕组的感应电动势不超过几十伏。
如果二次侧开路，二次侧电流的去磁作用消失，一次侧电流完全变为励磁电流，引起铁心内磁通剧增，铁心处于高度饱和状态，电流互感器的作用是将一次侧大电流变换成二次侧的标准小电流，与仪表配合可进行电流、电能测量；与继电器配合可对系统进行过流、过负荷及短路保护，它可使仪表、继电器保护装置与线路高压隔离，保护人员和设备的安全。
但在日常工作中有时会遇到电流互感器二次回路开路产生高电压损坏设备或伤人的事故。
关键词：电流互感器二次开路电流互感器二次开路预防危害电器保护装置电流变换电能测量短路保护日常工作二次侧应对措施高电压仪表目录一、电流互感器基础知识 (2)（一）定义 (2)（二）基本原理 (2)（三）使用原则 (2)二、电流互感器的二次回路开路故障分析 (3)（一）关于故障发生的原因 (3)（二）如何对故障进行检查和判断 (4)1、二次回路开路故障的伴随现象 (4)2、可采取的两种检查方法 (4)（三）电流互感器TA二次开路的后果 (4)三、电流互感器二次开路故障的处理和防范 (5)（一）电流互感器二次开路故障的处理 (5)（二）电流互感器二次开路的预防措施 (5)1日常防范 (5)2设计电路预防 (5)总结 (6)致谢 (7)参考文献 (8)一、电流互感器基础知识（一）定义1电流互感器为了保证电力系统安全经济运行,必须对电力设备的运行情况进行监视和测量.但一般的测量和保护装置不能直接接入一次高压设备,而需要将一次系统的高电压和大电流按比例变换成低电压和小电流,供给测量仪表和保护装置使用.执行这些变换任务的设备,最常见的就是我们通常所说的互感器.进行电压转换的是电压互感器(voltage transformer),而进行电流转换的互感器为电流互感器,简称为TA。
电流互感器二次线圈开路的原因与对策
电流互感器二次线圈开路的原因与对策
1 电流互感器二次线圈开路的原因
电流互感器是电力系统中用于监测和控制电流的检测装置，它的工作基础是变压器定律，也就是说其中通过一组双折线线圈，包含有一个主要线圈、一个互感线圈以及一个物理变压器，由于电流互感器的精彩，减小了变压器内线圈间发生电磁耦合，以达到检测电流的目的。
但是有时计量室由于设备运行状态或者其他原因使得电流互感器二次线圈出现开路，这将对工作造成严重影响。
由于电流互感器的复杂结构，导致了线圈开路的原因繁多，一般可以归为以下几类：
1. 电流互感器电线断开：常见的是在接头处断开的电线，线缆连接接头有松动的可能。
2. 线圈损坏：由于运行温度过高或者外界磁场紊乱等原因造成线圈绝缘损坏，使得线圈外连接短路等造成电流互感器线圈电抗变大。
3. 电流互感器二次线圈由于外界静电及偶联而造成的漏电等。
2 电流互感器二次线圈开路的对策
1. 发现开路，首先要断开设备的电源，防止发生继电保护级别的事故。
2. 根据开路原因分析维修，确认现场安全后进行检查，如果是电线断开则要将两端重新连接，如果线圈损坏或严重磨损，需及时更换互感器；如果是因为外界静电及偶联，可以根据实际情况采取措施，例如增加静电接地装置；
3. 完成检查修护后，与发电厂联络，重新调试设备，保证正常的运行；
4. 定期全面检查电线连接，检测变压器的电压变化趋势，及时发现问题、及时处理，减少事故发生，有效提高设备可靠性。
电流互感器二次线圈开路是电力系统中一个重要的问题，如果不及时发现、处理，会对正常运行造成影响，因此需要及时找出问题的真正原因，做到诊断彻底，才能快速精准的处理问题，确保设备的稳定、可靠的运行。
电流互感器二次开路分析及影响
２ ０ １ １ 年１ ２ 月５ １ ３事故 发 生前 ， 启 备 变 压器 第 一
套保护模拟量模块出现故障造成采集数据失真 ， 检 修 人员在申请启 备变压器停 电并做好安全措施之
后， 更换 其 模 块 ； 并 且重 新 进 行 了加 量 检查 无 误后 ，
恢 复送 电。由于启备变压器低压侧（ 六千伏 Ａ 段备
月份投运前 的试验报告及运行几个月来数据的采
１ 简介 １ ． Ｉ 试验 数 据来 源 ２ ０ １ １ 年 １ ２ 月 １ ０日运 行 人 员 在 巡 检 设 备 过 程
集都符合实 际情况 ； （ ３ ） 如果 出厂时绕组线圈匝间 绝缘 存在缺 陷 ， 则不会在 二次 引出线 端子排处 烧
关键 词 电流 互感 器 ； 二 次开路 ； 电流 比 ； 原 因分 析及 措施
中图分 类号 ： Ｔ Ｍ ４ ５ ２ 文 献标 识码 ： Ｂ
文章编 号 ： １ ０ ０ ８ － ０ ８ ９ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ － ０ ０ ３ １ — ０ ３
设 备 没有 过 大 负荷 ， 其 运 行 过程 中无 短 路 和接 地 造 成 的 两套 继 电保 护 动 作 ； （ ２ ） 电流 互 感 器 ２ ０ １ １ 年８
在重 新连接上 时接触不 良， 送 电前 工作人 员未检
查， 在启动厂用设 备时启备 变压 器负荷增加 ， 低压
侧串联的电流互感器一次 电流增大 ， 开路 的二次绕
组感 应 出很 高 电压 因而 出 了此 次 事故 。
３ ＿ ２ 原理 分析
４ ） 充 电 电流 选 择 不 当 ， 绕组充电时间不够 ， 影 响测试 结 果 。
陷。 事故 现 场 分 析第 一 、 三种 情 况 可 以 排 除 ， 原 因 有３ 点： （ １ ） 、 运行 人员 反 映 ， 启 备 变压 器所 带 的电气
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电流互感器二次开路保护装置的应用分析和改进
作者：徐惜琼等
来源：《无线互联科技》2014年第03期
摘要：本文针对不停电检修时，在电流互感器二次回路上进行操作可能导致电流互感器二次侧开路的状况，提出现有电流互感器二次过电压保护器设计、运行的缺点，并介绍了一种基于电流测量电流互感器二次开路预判装置。
该系统代替四联短接线并接入需要短接的端子上，利用可调节电阻对电流互感器二次侧电流进行分流，通过观察电流变化判断二次回路是否开路。
该装置避免二次侧开路的发生，提高了在电流互感器二次侧工作的安全性，具有广泛的应用价值。
关键词：不停电检修；电流互感器；二次侧开路；预判
Abstract：In the view of uninterrupted maintenance， the operation in the secondary side of current transformer may lead to current transformer secondary side open， the shortcomings in the design、operation of traditional overvoltage relaying protection are point out， and introduces a pre-open device based on current measurement. This device can access to the terminals which needs short connect instead of four short connection， which shunt the current of the current transformer secondary side with adjustable resistance， and judge whether the secondary side is open by observing the change of current. This system can avoid open of secondary side， and improving safety of work in the secondary side， which has widely application value.
Key words：uninterrupted maintenance；current transformer；secondary side open；pre-open
在电力系统运行中，电流互感器起到了对一次系统进行隔离，使二次的继电保护、自动装置和测量仪表能够安全准确地获取电气一次回路电流信息的作用[1]。
不停电检修时，在电流互感器二次回路上进行操作的项目有保护装置，故障录波器，PMU以及电度表等装置的改造和消缺，由于工作不到位及其他原因可能会导致检修部分恢复运行时，电流互感器二次侧开路的发生。
当电流互感器二次回路断开，其一次电流全部成为励磁电流。
二次侧开路将造成铁心过度饱和磁化，并在二次绕组端子间产生高电压，危害很大。
根据中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会发布的《电力安全工作规程》10.13条规定：在带电的电流互感器二次回路上工作时，禁止将电流互感器二次侧开路。
因此国内外众多厂商研制出多种专用的电流互感器保护装置，减少事故发生造成的危害。
1 现有电流互感器二次开路保护装置的应用分析
现有电流互感器二次开路保护装置大多都采用过电压保护[2-5]，其保护原理是电流互感器正常工作时阻抗很小，接近于短路，因而不影响测量、继电保护装置的工作。
在电流互感器开路时在二次绕组中产生的电压远远高于正常运行电压，此时并接的压敏电阻瞬间进入导通状态。
由于压敏电阻的固有特性，过电压被有效地限制在选定值以下，进入稳定的短路状态，从而彻底避免了过电压危害。
保护装置内部继电器接点在过压产生后可靠动作并将相应二次绕组短接，从而消除过电压。
过电压保护装置的不足主要表现在以下几个方面：
（1）无功补偿装置在切换电容器组时产生的异常电压、系统落雷产生的过电压以及变压器励磁涌流引起的过电压都有可能导致保护装置发生误动。
[6]
（2）装置动作的时间和灵敏度使得电流互感器二次开路产生的高压损坏电流互感器及回路上串联的其他设备。
（3）装置在事故发生之后动作，只能减少事故发生范围和降低程度，不能避免事故的发生。
2 基于电流测量电流互感器二次开路预判装置
基于电流测量电流互感器二次开路预判装置通过对电流互感器二次侧电流的测量和分析，判断二次侧是否开路，起到预判的作用，避免二次侧开路的发生。
如图1所示，电流互感器二次短接时短接线安装位置通常可分为两种：⑴装置A改造或消缺时，在断路器端子箱进行短接和恢复操作。
⑵装置B改造或消缺时，在装置A进行短接和恢复操作。
短接操作只需通过终端屏上的采样即可判断是否短接良好，而恢复操作由于目前没有可靠的判断方法，容易导致二次侧开路的发生，现以第二种情况作详细分析，利用基于电流测量预判装置代替四联短接线将B屏内侧各相回路，恢复操作时通过电阻的调节观察各相回路电流变化，判断出柜后的装置是否开路，只要有一相电流值异常，就能准确判断出二次侧开路，待查明开路原因且电流值恢复正常时再拆除预判装置。
2.1 总体设计方案
将待测的三相电流Iθ通过可调电阻进行分流以后得到电流I'θ，并用高精度的罗氏线圈对电流进行检测，得到与输入电流成正比的输出电压。
采集电压后进行模数转换，并用单片机对输出电压进行转换处理，得到电流值，并用液晶显示数值。
2.2 电流检测单元设计
如图3所示，该装置的分流电阻R1采用可调电阻，通过改变可调电阻阻值实现不同功能。
当R1调至0欧姆时，相当于A、N之间短路；当阻值调至R1'时，R1'约等于端子箱到装置B的电缆电阻与装置A的内阻之和；当阻值调至R1''时，R1''的阻值约等于装置A到装置B 的电缆电阻与装置B的内阻之和。
通过改变分流电阻值观察三相上通过的电流变化来判断回路是否开路。
另外电阻R的作用是使N相之间产生不平衡电流。
对于电阻R1'，R1''和R阻值的选定；通过对变电站电流互感器二次侧负载的统计分析后发现，R1'的阻值大约为0.5欧姆，R1''的阻值约为0.2欧姆，而N相不平衡电阻R的阻值是通过multisim搭建仿真电路图仿真后确定为0。
3 测试结果与误差分析
3.1 测试结果
将装置并接入二次侧输出电流为1A，负载分别为0.5欧姆和0.2欧姆的电流，调节可调电阻值，并测试装置在可调电阻值分别为0.5欧姆和0.2欧姆时检测到的电流误差。
3.2 误差分析
因为实际结构与设计精度要求等原因，可调电阻本身存在一定的误差，不容易100%达到要求，只能是基本上做到在允许范围内调节，因此使得分流电阻阻值不可能与负载完全相等，使得分流电流存在误差。
4 装置操作流程说明
短接操作时将装置接入需要短接的端子上使各相之间短接。
恢复操作时先观察此刻的电流值，记为I。
连接各相连接片，根据改造的实际情况将分流电阻值调至相应的阻值附近并观察电流变化，假设各相电流均发生变化，表明出柜侧无开路发生且连接片可靠连接，可将预判装置拆除。
若任何一项电流未发生变化，表明该相连接片连接不可靠或出柜侧发生开路，应逐项检查之后重新调节分流电阻，待各相电流均发生变化之后才可将装置拆除，具体操作流程如下图所示：
4 总结
本文介绍的电流互感器二次开路预判装置利用可调电阻的调节对电流互感器二次侧电流进行分流，通过观察电流的变化判断二次回路是否开路，能有效避免开路的发生。
该装置能全面防止不停电检修时电流互感器二次侧开路，使检修操作更加安全可靠。
[参考文献]
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[6]周启明，陈铁，汪强，徐小川.基于STM32智能CT二次开路保护装置的设计[J].电测与仪表，2012，49（56）：75-78，88.。