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化工廠廠用配電系統(tǒng)施工CT極性判斷與調(diào)校

文檔作者：李陽文檔來源：中海殼牌石油化工有限公司		更新日期： 2026年05月11日	點擊數(shù)：
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上一篇：化工分析和檢驗中的主要難題和應(yīng)對措施研究

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電力工程技術(shù)
引言
某化工廠廠用配電系統(tǒng)改造，使用發(fā)變組作為發(fā)、
配電設(shè)備，接入35kV Ⅰ段工廠配電系統(tǒng)，同時在發(fā)電機
出口配一臺廠用工作變壓器（10.5/6.3kV配電等級），供
6kV Ⅰ段和Ⅱ段廠用配電系統(tǒng)，發(fā)電機組的啟動電源直
接從化工廠原6kV母線通過35kV變壓器引入35kV Ⅰ段，
作為啟動/備用電源。
此化工廠廠用電升級改造項目中發(fā)配電電氣設(shè)備種
類較多，各電氣設(shè)備配置的保護類型也較多，在電氣主
系統(tǒng)中，電流互感器的安裝方式、二次接線情況、極性
判斷與設(shè)備的各類保護設(shè)置及保護裝置動作判斷密切相
關(guān)，特別是發(fā)電機、三卷變的差動保護、逆功率等保護
功能能否提供安全保障，依賴于電流和電壓互感器相應(yīng)
的極性判斷和接線所決定的電壓和電流相位關(guān)系。本文
分析了配電設(shè)備各種保護功能所要求的電流互感器極性
關(guān)系和接線情況，并通過在電氣一次主回路模擬通電，
方便快捷直觀判斷其極性和對應(yīng)保護接線的正確性。
一、電流互感器的極性
應(yīng)用于交流回路中的電流互感器，通過其交流一次
系統(tǒng)大電流的方向時刻在正負兩個坐標軸上變動。電流
互感器的極性通俗說是：某一時間點，電流互感器一次
側(cè)的某個端部通過的系統(tǒng)電流在坐標軸上的方向與此互
感器二次側(cè)的某一端感應(yīng)出的電流在坐標軸上的方向同
步，即一次二次側(cè)對應(yīng)的兩個端部在坐標方向上在任意
時刻方向相同，表互感器對應(yīng)的一次和二次的端子即定
義為同極性端，或同名端。一般情況，常用L1作為互感
器一次側(cè)線圈的首端標識，L2作為其尾端標識；K1則為
對應(yīng)電流互感器二次側(cè)線圈的首端標識，K2其二次側(cè)線
圈尾端標識。L1和K1即稱之為同極性端，L2和K2也為同
極性端。
電流互感器的同極性端（或為同名端）判別，簡單
快捷的方法是：用1.5V 干電池做電源，依次連接一個開
關(guān)與電流互感器的一次側(cè)線圈的兩端，形成一個可以用
開關(guān)控制閉合的電回路，互感器二次側(cè)線圈的兩個端部
和一個阻值高、量程大的機械式直流電壓表兩端連接，
構(gòu)成一個測量感應(yīng)電壓的回路。觀察機械直流電壓表指
針在開關(guān)閉合瞬間同步的正反偏轉(zhuǎn)，來判斷對應(yīng)一二次
端子為同名端。
二、電氣設(shè)備與電流量有關(guān)的保護設(shè)置工作原理及
極性要求
1.差動保護工作原理及其極性要求
（1）差動保護工作原理
正常工作情況下，流入設(shè)備和流出設(shè)備的負荷電流
相同，設(shè)備兩側(cè)電流經(jīng)電流互感器變換為小電流輸入保
護裝置，差動電流為零或為較小的不平衡電流。外部故
障，正常情況下，設(shè)備流過的故障電流會增大很多，對
應(yīng)檢測的差動電流與不平衡電流會跟隨著變大。由于制
動電流隨外部故障電流呈線性增大，所以差動電流整定
的動作邊界值也相應(yīng)增大，使實際差動電流因未達到差
動電流整定的動作邊界值而不誤動。在電氣設(shè)備內(nèi)部故
障或異常時，差動保護能夠有較高的靈敏性，使保護裝
置可靠運行。
縱差動保護作為發(fā)電機或變壓器的主保護，保護發(fā)
電機或變壓器各部分的設(shè)備。發(fā)電機保護的電流取樣點
引自發(fā)電機尾部和出線處安裝的CT，發(fā)電機縱差動保護
的電流設(shè)定值為：計算差動保護范圍外部區(qū)域在發(fā)生短
路時產(chǎn)生的不平衡電流值，并將該值乘以一定的系數(shù)作
為設(shè)定值。
（2）差動保護極性要求
為確保差動保護可靠動作，在差動回路中配置的電
流互感器，其一二次繞組的接線和極性必須滿足一定的
要求，當內(nèi)部出現(xiàn)故障時，差動保護配置在各側(cè)的電流
互感器二次電流在進入保護裝置后應(yīng)變成同方向，對應(yīng)
的進入保護裝置的二次電流可以合成疊加，合成電流全
化工廠廠用配電系統(tǒng)施工CT極性判斷與調(diào)校
李　陽　　中海殼牌石油化工有限公司
【摘　要】在化工廠廠用配電系統(tǒng)中，發(fā)電機、變壓器、開關(guān)柜、電纜等電氣設(shè)備的保護功能（如差動、逆功率等
保護）能否提供安全保障，依賴于對應(yīng)電流互感器極性判斷和接線決定的電壓和電流的相位關(guān)系。基于
此，本文對各電氣設(shè)備保護用電流互感器的極性關(guān)系及接線情況進行了闡述，并分享了通過一次模擬通
流驗證電流互感器正確接線的方法。
【關(guān)鍵詞】廠用配電系統(tǒng)；電流互感器；極性判斷；接線調(diào)校
【DOI】10.12316/j.issn.1674-0831.2025.02.055
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電力工程技術(shù)
部流經(jīng)差動保護裝置，總電流值即為差動電流值，它應(yīng)
大于保護設(shè)備任何一側(cè)的二次電流值（對應(yīng)的制動電流
值），使差動保護更可靠。
在正常運行或發(fā)生差動保護區(qū)域以外的電氣故障
時，差動保護所配置的電流互感器產(chǎn)生的二次電流在進
入保護裝置后，兩者的相位應(yīng)相差180°，差動電流經(jīng)保
護裝置合成后電流值很小，差動保護處于制動狀態(tài)（此
時任一側(cè)的二次電流即制動電流值較大），按差動保護
極性接線檢驗生成的電壓與電流的六角圖中，當外部接
線正確時，六角圖顯示的設(shè)備首尾端或電源側(cè)和負荷側(cè)
的電流在相位上將相差180°（未考慮變壓器原副邊側(cè)繞
組星三角影響）。
2.發(fā)電機逆功率保護特點及其極性要求
發(fā)電機逆功率保護基于發(fā)電機運行特性，區(qū)分發(fā)電
機是運行在發(fā)出電能工況還是在吸收電能工況，也稱為
功率方向保護。在正常運行工況下，發(fā)電機運行在發(fā)電
狀況，其發(fā)出的功率供負荷端消耗，功率方向為發(fā)電機
側(cè)流向母線，當發(fā)電機出現(xiàn)異常時，如失磁或其他一些
因素，發(fā)電機就轉(zhuǎn)變?yōu)閺碾娏ο到y(tǒng)吸收電力的電動機運
行方式，發(fā)電機出現(xiàn)逆功率。發(fā)電機逆功率保護極性要
求在發(fā)電機正常運行時，電壓與電流在向量關(guān)系上應(yīng)為
正向，在產(chǎn)生逆功率時，電流應(yīng)反向電壓方向。
3.復(fù)合電壓閉鎖電流保護的特點及其極性要求
電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，通常情況是系統(tǒng)電流的瞬時
增大，并伴有電壓的波動，數(shù)值變小，過流保護就是通
過檢測并判斷系統(tǒng)故障時電流變大數(shù)值，并與設(shè)定動作
值進行比較并判斷而實現(xiàn)的。但是由于大容量用電設(shè)備
啟動時也有電流波動，且數(shù)值也會突然在變大，從而
有可能使保護裝置誤判，進而造成開關(guān)的誤動，為防
止這種情形出現(xiàn)，通常在保護設(shè)定中增加電壓元件。
復(fù)合電壓閉鎖電流保護即在電流達到設(shè)定值（正序電
流大于設(shè)定值）后，對應(yīng)的電壓值也必須滿足設(shè)定條
件（通常是正序要小于設(shè)定的數(shù)值，一般是額定電壓的
60%～65%；負序電壓大于設(shè)定值；二者是或的關(guān)系；
滿足其一即可），保護動作。復(fù)合電壓閉鎖電流保護相
當于電壓元件與電流元件的組合，不要求電壓量與電流
量有一定的相位關(guān)系。
4.其他電流量保護、測量電流量的極性要求
測量電流互感器的測量電流要與系統(tǒng)電壓配合參與
電量的計量，所以測量電流互感器的二次電流要與一次
電流一致，在系統(tǒng)正常運行情況下與電壓量保持正向關(guān)
系，作為備用電流互感器的二次電流要與一次電流一
致，在系統(tǒng)正常運行情況下與電壓量保持正向關(guān)系，其
他單純用于電流保護的互感器的二次電流一般要與一次
電流方向保持一致。
三、化工廠廠用電氣設(shè)備配套保護電流互感器的二
次接線施工步驟及確認
現(xiàn)場確認相關(guān)電氣設(shè)備電流互感器的一次安裝方
式，即電流互感器的L1和L2端與供電線路（母排、動力
電纜）的具體連接方式，并同步通過試驗完成電流互感
器的極性確認，核實配套電流互感器一、二同名端正確
性及與設(shè)計圖紙的準確性。
確定化工廠電力系統(tǒng)正常運行情況下系統(tǒng)一次電流
的正方向，通常以電源側(cè)向負荷方向為正向，即確定各
設(shè)備各電壓等級正極性點，各配電設(shè)備以靠近電源側(cè)為
電壓正極性點。
根據(jù)電氣設(shè)備配套的電流互感器的一次繞組安裝具
體情況（互感器一次側(cè)L1與L2安裝方向與系統(tǒng)一次電流
正方向的關(guān)系），互感器一次繞組兩個端點靠近電源側(cè)
的一段L1或L2為正極性點，進而根據(jù)設(shè)備保護配置的
需要確定對應(yīng)的電流互感器的二次引出線正確的接線方
式。某一電氣設(shè)備的保護可能要與其他設(shè)備共用一組電
流互感器，部分保護需用兩組電流互感器，要綜合考慮
各種保護對電流互感器極性的要求，使電壓與電流達到
確定的相位關(guān)系，以便使此電流互感器二次側(cè)引出接線
能夠匹配與其配套的保護裝置的接線要求和極性要求。
四、某化工廠主要電氣設(shè)備電流互感器的極性關(guān)系
及接線情況說明
某化工廠配套發(fā)電機的繼電保護與電流量相關(guān)保護
類型具體如下：差動保護、逆功率保護、復(fù)合電壓閉鎖
電流保護。
發(fā)電機差動保護，其在發(fā)電機首尾端配置的電流互
感器為第5組和第12組，其中第5組電流互感器不僅用于
差動保護采樣，也用于逆功率保護的互感器電流采樣，
逆功率保護要確保發(fā)電機正常運行時，電壓與電流在向
量關(guān)系上應(yīng)為正向，在產(chǎn)生逆功率時，電流應(yīng)反向電壓
方向，因發(fā)電機逆功率保護和差動保護采樣的第5組電流
互感器，必須保證電流采樣進保護裝置的二次電流與一
次電流同方向，故當一次電流由電流互感器一次側(cè)繞組
L1端流向L2端，對應(yīng)的二次電流應(yīng)由與L1端同名端的K1
端流入保護裝置的首端，保護裝置的尾端接互感器二次
端子K2。第12組電流互感器，應(yīng)使采樣進保護裝置的二
次電流與一次電流反方向，一次電流由電流互感器的L2
端流向L1端，二次電流應(yīng)由與L2端非同名端的K1端流入
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電力工程技術(shù)
保護裝置的首端，確保了進裝置的二次電流方向與一次
電流方向。保證了作為差動保護使用的第12組、第5組電
流互感器在一次電流方向相同時，二次電流在輸送進保
護裝置時電流方向是相反的，在保護裝置內(nèi)合成差動電
流為零。某化工廠廠用配電設(shè)備中升壓變壓器1B與電流
量有關(guān)的保護類型如下：差動保護、復(fù)合電壓閉鎖電流
保護。
升壓變壓器1B的差動保護電流互感器配置有第6組、
第1組和第9組，分別位于變壓器的電源輸入10kV側(cè)、負
荷輸出35kV側(cè)和10kV側(cè)，按差動保護配置，在變壓器一
次電流為流向負荷側(cè)為正向時，二次電流在保護裝置中
的差流為零。所以變壓器電源輸入10kV側(cè)（1F發(fā)電機出
口處電流互感器），用于差動保護的電流互感器一次正
向為L1到L2，則應(yīng)保證電流采樣進保護裝置的二次電流
與一次電流同方向，二次電流應(yīng)由與第6組電流互感器
L1同名端的K1端引入保護裝置，變壓器負荷輸出35kV
側(cè)，保證電流采樣進保護裝置的二次電流與一次電流反
方向，其一次電流正向為L2到L1，則二次電流應(yīng)由與第
1組電流互感器L2非同名端的K1端引入保護裝置，同理
變壓器負荷輸出10kV側(cè)，保證電流采樣進保護裝置的二
次電流與一次電流反方向，二次電流應(yīng)由與第9組電流互
感器L1非同名端的K2端引入保護裝置。用于測量和備用
的第2組、第4組電流互感器接線應(yīng)保持二次電流與一次
電流同方向，保護裝置的二次端接線是由電流互感器L2
同名端的K2端引出并接入。
化工廠高壓廠變壓器2B保護配置的極性關(guān)系。高壓
廠用變壓器2B與電流量有關(guān)的保護類型有：差動保護、
復(fù)合電壓閉鎖電流保護。
變壓器2B的差動保護電流互感器配置為第15組、第
19組和第21組，分別位于變壓器的電源輸入10kV側(cè)、負
荷輸出廠用6kV側(cè)Ⅰ段和廠用6kV側(cè)Ⅱ段。所以變壓器
電源輸入10kV側(cè)，一次側(cè)正向為L1到L2，二次側(cè)接線應(yīng)
從電流互感器L1同名端的K1端引出線，變壓器負荷輸出
6kV側(cè)Ι段，19組互感器的一次側(cè)電流由L2流向L1時，
其二次電流應(yīng)由與電流互感器L2非同名端的K1端引入保
護裝置，變壓器負荷輸出6kV側(cè)Ⅱ段，21組互感器的一
次側(cè)電流由L2流向L1時，故保護用二次電流應(yīng)由與電流
互感器L2非同名端的K1端引入保護裝置。其他測量及備
用回路應(yīng)確保一二次同向。
化工廠原廠1#主變3B三卷變壓器保護配置的極性關(guān)
系：在此改造升級項目中，原廠1#主變3B增加了中壓側(cè)
與新增35kV變電所之間的聯(lián)絡(luò)母線，原1#主變3B的差動
保護就增加了中壓側(cè)的母線分支，新增的第25組電流互
感器作為3B變壓器差動保護一側(cè)的采樣用互感器，此互
感器的接線方式必須與原配置的3B變壓器高低壓側(cè)差動
保護用電流互感器接線方式配合一致，從系統(tǒng)一次電源
流向看，35kV側(cè)作為變壓器電源輸入點，引入保護裝置
的二次電流與一次電流在方向上應(yīng)該相同，即應(yīng)由25組
互感器L1同名端的K1端引入保護裝置。由于主變110kV
側(cè)互感器為封閉的六氟化硫開關(guān)柜，不便于檢查。可檢
查主變6kV低壓側(cè)對應(yīng)差動保護用電流互感器一次安裝
方式，明確互感器一次和二次接線的具體的方式，原則
上此6kV低壓側(cè)電流互感器二次電流的接線應(yīng)與變壓器
35kV側(cè)在二次電流接線在方向上相反，據(jù)此可進一步判
斷35kV側(cè)電流互感器二次接線的正確性。關(guān)于聯(lián)絡(luò)柜其
他電流互感器接線方式以與一次電流方向相同為準。
五、在電力系統(tǒng)中模擬一次通電來檢驗配套電流互
感器接線的正確性
在此改造項目中，由于電流互感器較多，二次線路
接線較多，特別是差動保護中，相關(guān)的幾組互感器接線
又有一定的關(guān)系，難免出現(xiàn)線路接線錯誤的情況，并且
部分電流互感器為穿芯型安裝，與供電母線安裝較近，
一旦母線供電，很難再次停電，若由于電流互感器接線
錯誤要求停電處理，將影響原定計劃和施工進度，所以
在送電前驗證接線的正確性尤其重要。
在項目施工中，在電氣配電主設(shè)備安裝結(jié)束，所有
二次施工也完成后，項目已具備機械交工階段。在最終
整體送電前，可以通過在電氣一次主回路模擬通電，檢
查在微機保護中采樣進保護裝置的電壓、電流等電氣
量，判斷在保護裝置顯示屏中看到相應(yīng)的數(shù)值及角度，
進而驗證電流互感器極性接線、保護正確性。
六、結(jié)語
電流互感器作為基本采樣元件，是繼電保護功能正
確實現(xiàn)的基礎(chǔ)，其二次接線的正確性對電氣設(shè)備保護的
可靠操作至關(guān)重要。在廠用配電設(shè)備中，通過事前對電
流互感器的安裝方式檢查試驗，分析其接線方式，并通
過送電前的一次模擬通電試驗，直觀可靠地判斷電流互
感器二次接線的正確性，確保項目送電按期一次通過。
參考文獻：
[1]劉學(xué)軍.繼電保護原理（第二版）[M].中國電力出版
社，2007.
[2]肖耀榮，高祖綿.互感器原理與設(shè)計基礎(chǔ)[M].遼寧科學(xué)
技術(shù)出版社，2003.

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