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摘要：在电力系统的继电保护中，CT二次电流回路扮演着一个极其重要的角色，电流回路极性的正确与否，将直接影响到继电保护动作的正确性。本文介绍了电流互感器的原理和极性判别方法，分析了接入线路保护、母线保护及主变保护装置的电流互感器二次极性的重要性，并提出了预防电流回路极性接错的几种防范措施。
关键词：继电保护；电流回路；极性
引言:
电流互感器(CT)是电力系统中非常重要的电力元件，它将一次高压侧的大电流通过交变磁通转变为二次电流供给保护、测量、录波、计量等使用。由于继电保护装置对互感器的极性有不同的极性配置要求，如果二次电流回路极性接反，将会使二次侧的相位变化180度，从而造成保护装置误动作或拒动作的危害，若拒动将造成越级跳闸，严重时还会危及设备及人身安全。因此，正确判断电流互感器的极性正确与否是一项十分重要的工作。
1、电流互感器的极性
电流互感器的二次线接入到继电保护装置，作为设备运行时判断故障的重要依据，因此电流互感器的极性对于继电保护装置的正确可靠运行非常重要。
1.1电流互感器的极性规定
如下面图一所示，通常把P1定义为电流互感器的一次极性端，P2定义为电流互感器的一次非极性端，把S1定义为电流互感器的二次极性端，S2定义为电流互感器的二次非极性端。当一次电流从P1流向P2时，二次电流从S2流进，从S1流出。
图一：电流互感器的极性规定
在实际工程应用中，规定互感器采用减极性的方法标注：即同时从一二次绕组的同极性端通入相同方向的电流时，它们在铁芯中产生的磁通方向相同。当从一次绕组的极性端P1通入电流时，二次绕组中感应出的电流从极性端S1流出，以极性端为参考，一二次电流方向相反，因此称为减极性标准。这样规定的电流互感器同名端的电流，根据电磁感应定律，在某一时刻，当一侧电流作为电源从同名端流入时，另一侧作为负荷则从同名端流出，这样标注的电流方向，一、二次电流认为是同相位。
1.2电流互感器的极性判别方法
电流互感器的极性判别方法通常有三种：直流法、交流法、仪表法。
1.2.1直流法
如下面图二所示，电流互感器的传统极性检测直流法使用干电池和高灵敏度的磁电式仪表进行测定。检测极性时，将电池的正极接在一次线圈的P1端上，将指针式电流表的正极端接在二次线圈的S1端上。当开关K瞬间闭合时，仪表指针偏向右转（正方向），而开关K瞬间断开时，仪表指针则偏向左转（反方向），则表明所接互感器一、二次侧端子为同极性。反之，为异极性。
图二：直流法判CT极性
1.2.2 交流法
用交流法判别CT极性，如下面图三所示，将互感器一、二次线圈的尾端P2、S2接在一起，在二次线圈上通入1~5V的交流电压，再用10V以下小量程交流电压表分别测量U2、U3，若U3=U1-U2，则P1、S1为同极性，若U3=U1+U2， P1、S1为异极性。注意：在测量过程中尽量使通过电压要低一些，以免电流太大烧坏线圈。
图三：交流法判CT极性
1.2.3 仪表法
现在常用的电流互感器校验仪都可以测试CT的极性，根据仪器使用说明接线测试，既可得出电流互感器的极性。
电力系统运行经验表明，继电保护装置连接电流互感器(CT)或电压互感器(PT)二次线圈时极性接反，是保护拒动和误动的主要原因之一。保护装置动作正确与否将关系到整个电网的安全稳定运行，所以，极性在保护装置中的正确应用至关重要。
2、各种保护对电流回路极性的要求
电力系统运行经验表明，继电保护装置连接电流互感器(CT)二次线圈时极性接反，是保护拒动和误动的主要原因之一。保护装置动作正确与否将关系到整个电网的安全稳定运行，所以，极性在保护装置中的正确应用至关重要。线路、母线、变压器等各种保护装置对电流极性的要求不尽相同, 因此,在进行继电保护调试时, 对于不同保护装置的电流极性应分别对待, 从严考核, 确保电流极性正确, 保护装置可靠运行。目前微机线路保护大多采集一组二次电流来实现距离保护、零序保护以及电流纵差保护, 这就要求电流的极性应满足所有保护类型的要求。所以线路的电流互感器安装时一般一次线圈的 P1靠母线侧,二次绕组S1接线路保护的极性端子。
2.1距离保护
距离保护是以距离测量元件为基础构成的保护装置, 其动作和选择性取决于本地测量参数 (阻抗、电抗、方向 )与设定的被保护区段参数的比较结果。所谓方向, 就是判断电流和电压之间的相角关系, 当被保护线路发生相间短路时, 短路电流与保护安装处电压间的夹角等于线路的阻抗角。要求电流互感器一次绕组的P1如果靠母线侧, 则二次绕组S1应接保护的极性端; 或一次绕组的 P2如果靠母线侧, 则二次绕组 S2接保护的极性端。
2.2零序方向保护
零序方向保护是以零序电流与零序电压的相位关系为方向判断原理, 当电流自母线流向线路为正电压以母线侧为正时, 线路正方向故障, 零序电流越前零序电压180度, 为变电所零序电源阻抗角。正常零序方向保护的电流回路应按同极性与电流互感器相连接。
2.3差动保护
目前变电站继电保护装置普遍采用差动保护作为主保护，差动保护的工作原理是利用基尔霍夫电流定理流入和流出被保护设备的二次电流之和来判断设备的工作状态(正常状态、故障状态)。
2.3.1 线路差动保护
线路差动保护的动作原理是基于比较被保护线路始端和末端电流的大小和相位的原理，现在保护装置主要利用通道将线路两侧的电流量相互传送，每侧的装置差动保护计算两侧电流的矢量和，当差流值大于定值时差动保护动作。其保护范围是线路两端电流互感器之间的距离，在保护范围外短路，保护不动作，故不需要与相邻元件的保护在动作值和动作时限上相互配合，因此可以实现全线路瞬时切除故障，但不能作为相邻线路的后备保护。线路保护装置内部的差动保护计算电流的方式一般为矢量和，因此就要求线路两侧CT二次极性要正确配合。
2.3.2 母线差动保护
我们以BP-2B型微机母线保护装置为例, 针对220kV双母线专母联接线方式分析母线保护电流回路的极性要求。BP- 2B型母线保护计算差流时，大差电流Id为所有元件电流的矢量和，I母小差电流Id1为所有挂接在I母上运行的元件电流的矢量和，II母小差电流Id2为所有挂接在II母上运行的元件电流的矢量和。因此各元件CT的极性端必须一致,母联CT的极性与II母上元件一致。正常运行以及母线区外故障时, 不考虑CT的误差影响，大差电流、I母小差电流、II母小差电流均为0。
2.3.3 主变差动保护
变压器差动保护装置与变压器各侧CT二次线圈的连接极性有两种：（1）全部以变压器各侧CT的变压器侧为电气极性。(2)全部以变压器各侧CT的母线侧为电气极性。一般以变压器各侧CT一次线圈的P1端靠母线侧安装为电气极性。现在微机型变压器差动保护其各侧CT二次线圈在安装接线时，只要满足上述各侧CT电流极性的一致性，就能行使它的功能。也就是说，当微机型主变差动保护安装在连接组别为Yn／△一11或Y／△一11的变压器上时，无须采取相位差补偿方法来消除由于连接组别不一样而带来的变压器高、低压侧电流间的30度相位差。
3、防范电流回路极性错误的措施
在继电保护调试过程中应全面、认真考虑电流的极性。为了预防发生电流回路极性接错的情况，可以采取以下的防范措施：
(1)现场继保人员应注意理论知识的学习，熟悉各种保护的动作原理，充分认识电流互感器极性及接线的重要性。
(2) 保护整定计算人员，可在定值单上对特殊线路的电流互感器极性作明确要求，如以母线为基准，故障电流由母线流向线路为正，装置应可靠动作；故障电流由线路流向母线为负，装置应不动作。
(3) 按照质量管理要求，设备验收时使用的设备验收表格中应增加那些通常容易被忽视却很重要的项目，如电流互感器同名端的测试方法、测试结果、接线方式是否正确等。
（4）在安装竣工后保护装置投入系统试运行时，用系统电压和负荷电流校验接入保护装置接线极性的正确性，以便及时发现、纠正错误接线。
4、結论
由以上分析可知，电流回路极性在继电保护装置中的正确应用至关重要，如果电流回路极性接错，很容易引起保护的误动或者拒动，甚至导致事故范围的扩大。因此，我们在进行工程验收时，应把电流回路的极性作为重点之一来抓，并要做好各种防范措施保证电流互感器极性的正确，从而确保电力系统的安全稳定运行。
参考文献：
[1]贺家李、宋从矩 .《电力系统继电保护原理》[M].北京：中国电力出版社，2004.
作者简介：李振宇（1983.10），男，汉族，现在广东电网公司湛江供电局从事继电保护工作。
关键词：继电保护；电流回路；极性
引言:
电流互感器(CT)是电力系统中非常重要的电力元件，它将一次高压侧的大电流通过交变磁通转变为二次电流供给保护、测量、录波、计量等使用。由于继电保护装置对互感器的极性有不同的极性配置要求，如果二次电流回路极性接反，将会使二次侧的相位变化180度，从而造成保护装置误动作或拒动作的危害，若拒动将造成越级跳闸，严重时还会危及设备及人身安全。因此，正确判断电流互感器的极性正确与否是一项十分重要的工作。
1、电流互感器的极性
电流互感器的二次线接入到继电保护装置，作为设备运行时判断故障的重要依据，因此电流互感器的极性对于继电保护装置的正确可靠运行非常重要。
1.1电流互感器的极性规定
如下面图一所示，通常把P1定义为电流互感器的一次极性端，P2定义为电流互感器的一次非极性端，把S1定义为电流互感器的二次极性端，S2定义为电流互感器的二次非极性端。当一次电流从P1流向P2时，二次电流从S2流进，从S1流出。
图一：电流互感器的极性规定
在实际工程应用中，规定互感器采用减极性的方法标注：即同时从一二次绕组的同极性端通入相同方向的电流时，它们在铁芯中产生的磁通方向相同。当从一次绕组的极性端P1通入电流时，二次绕组中感应出的电流从极性端S1流出，以极性端为参考，一二次电流方向相反，因此称为减极性标准。这样规定的电流互感器同名端的电流，根据电磁感应定律，在某一时刻，当一侧电流作为电源从同名端流入时，另一侧作为负荷则从同名端流出，这样标注的电流方向，一、二次电流认为是同相位。
1.2电流互感器的极性判别方法
电流互感器的极性判别方法通常有三种：直流法、交流法、仪表法。
1.2.1直流法
如下面图二所示，电流互感器的传统极性检测直流法使用干电池和高灵敏度的磁电式仪表进行测定。检测极性时，将电池的正极接在一次线圈的P1端上，将指针式电流表的正极端接在二次线圈的S1端上。当开关K瞬间闭合时，仪表指针偏向右转（正方向），而开关K瞬间断开时，仪表指针则偏向左转（反方向），则表明所接互感器一、二次侧端子为同极性。反之，为异极性。
图二：直流法判CT极性
1.2.2 交流法
用交流法判别CT极性，如下面图三所示，将互感器一、二次线圈的尾端P2、S2接在一起，在二次线圈上通入1~5V的交流电压，再用10V以下小量程交流电压表分别测量U2、U3，若U3=U1-U2，则P1、S1为同极性，若U3=U1+U2， P1、S1为异极性。注意：在测量过程中尽量使通过电压要低一些，以免电流太大烧坏线圈。
图三：交流法判CT极性
1.2.3 仪表法
现在常用的电流互感器校验仪都可以测试CT的极性，根据仪器使用说明接线测试，既可得出电流互感器的极性。
电力系统运行经验表明，继电保护装置连接电流互感器(CT)或电压互感器(PT)二次线圈时极性接反，是保护拒动和误动的主要原因之一。保护装置动作正确与否将关系到整个电网的安全稳定运行，所以，极性在保护装置中的正确应用至关重要。
2、各种保护对电流回路极性的要求
电力系统运行经验表明，继电保护装置连接电流互感器(CT)二次线圈时极性接反，是保护拒动和误动的主要原因之一。保护装置动作正确与否将关系到整个电网的安全稳定运行，所以，极性在保护装置中的正确应用至关重要。线路、母线、变压器等各种保护装置对电流极性的要求不尽相同, 因此,在进行继电保护调试时, 对于不同保护装置的电流极性应分别对待, 从严考核, 确保电流极性正确, 保护装置可靠运行。目前微机线路保护大多采集一组二次电流来实现距离保护、零序保护以及电流纵差保护, 这就要求电流的极性应满足所有保护类型的要求。所以线路的电流互感器安装时一般一次线圈的 P1靠母线侧,二次绕组S1接线路保护的极性端子。
2.1距离保护
距离保护是以距离测量元件为基础构成的保护装置, 其动作和选择性取决于本地测量参数 (阻抗、电抗、方向 )与设定的被保护区段参数的比较结果。所谓方向, 就是判断电流和电压之间的相角关系, 当被保护线路发生相间短路时, 短路电流与保护安装处电压间的夹角等于线路的阻抗角。要求电流互感器一次绕组的P1如果靠母线侧, 则二次绕组S1应接保护的极性端; 或一次绕组的 P2如果靠母线侧, 则二次绕组 S2接保护的极性端。
2.2零序方向保护
零序方向保护是以零序电流与零序电压的相位关系为方向判断原理, 当电流自母线流向线路为正电压以母线侧为正时, 线路正方向故障, 零序电流越前零序电压180度, 为变电所零序电源阻抗角。正常零序方向保护的电流回路应按同极性与电流互感器相连接。
2.3差动保护
目前变电站继电保护装置普遍采用差动保护作为主保护，差动保护的工作原理是利用基尔霍夫电流定理流入和流出被保护设备的二次电流之和来判断设备的工作状态(正常状态、故障状态)。
2.3.1 线路差动保护
线路差动保护的动作原理是基于比较被保护线路始端和末端电流的大小和相位的原理，现在保护装置主要利用通道将线路两侧的电流量相互传送，每侧的装置差动保护计算两侧电流的矢量和，当差流值大于定值时差动保护动作。其保护范围是线路两端电流互感器之间的距离，在保护范围外短路，保护不动作，故不需要与相邻元件的保护在动作值和动作时限上相互配合，因此可以实现全线路瞬时切除故障，但不能作为相邻线路的后备保护。线路保护装置内部的差动保护计算电流的方式一般为矢量和，因此就要求线路两侧CT二次极性要正确配合。
2.3.2 母线差动保护
我们以BP-2B型微机母线保护装置为例, 针对220kV双母线专母联接线方式分析母线保护电流回路的极性要求。BP- 2B型母线保护计算差流时，大差电流Id为所有元件电流的矢量和，I母小差电流Id1为所有挂接在I母上运行的元件电流的矢量和，II母小差电流Id2为所有挂接在II母上运行的元件电流的矢量和。因此各元件CT的极性端必须一致,母联CT的极性与II母上元件一致。正常运行以及母线区外故障时, 不考虑CT的误差影响，大差电流、I母小差电流、II母小差电流均为0。
2.3.3 主变差动保护
变压器差动保护装置与变压器各侧CT二次线圈的连接极性有两种：（1）全部以变压器各侧CT的变压器侧为电气极性。(2)全部以变压器各侧CT的母线侧为电气极性。一般以变压器各侧CT一次线圈的P1端靠母线侧安装为电气极性。现在微机型变压器差动保护其各侧CT二次线圈在安装接线时，只要满足上述各侧CT电流极性的一致性，就能行使它的功能。也就是说，当微机型主变差动保护安装在连接组别为Yn／△一11或Y／△一11的变压器上时，无须采取相位差补偿方法来消除由于连接组别不一样而带来的变压器高、低压侧电流间的30度相位差。
3、防范电流回路极性错误的措施
在继电保护调试过程中应全面、认真考虑电流的极性。为了预防发生电流回路极性接错的情况，可以采取以下的防范措施：
(1)现场继保人员应注意理论知识的学习，熟悉各种保护的动作原理，充分认识电流互感器极性及接线的重要性。
(2) 保护整定计算人员，可在定值单上对特殊线路的电流互感器极性作明确要求，如以母线为基准，故障电流由母线流向线路为正，装置应可靠动作；故障电流由线路流向母线为负，装置应不动作。
(3) 按照质量管理要求，设备验收时使用的设备验收表格中应增加那些通常容易被忽视却很重要的项目，如电流互感器同名端的测试方法、测试结果、接线方式是否正确等。
（4）在安装竣工后保护装置投入系统试运行时，用系统电压和负荷电流校验接入保护装置接线极性的正确性，以便及时发现、纠正错误接线。
4、結论
由以上分析可知，电流回路极性在继电保护装置中的正确应用至关重要，如果电流回路极性接错，很容易引起保护的误动或者拒动，甚至导致事故范围的扩大。因此，我们在进行工程验收时，应把电流回路的极性作为重点之一来抓，并要做好各种防范措施保证电流互感器极性的正确，从而确保电力系统的安全稳定运行。
参考文献：
[1]贺家李、宋从矩 .《电力系统继电保护原理》[M].北京：中国电力出版社，2004.
作者简介：李振宇（1983.10），男，汉族，现在广东电网公司湛江供电局从事继电保护工作。