3. 电流互感器极性接反导致差动保护误动排查

故障现象与差动保护动作链定位

某船主发电机（额定 400 V / 1250 kVA，CT 变比 2000/5 A）在负荷平稳、无外部短路与接地故障的情况下，发电机差动保护突然跳闸。保护装置记录显示：三相制动电流约为 0.62 In，而差动电流达到 0.35 In，超过差动启动定值 0.20 In，动作时间约 18 ms。负荷平稳时出现如此大的差流，说明问题不在一次侧真实故障，而更可能出在 CT 二次回路或极性配置上。

差动保护的基本判据是：

Idiff = |I1' + I2'|        （两侧电流折算到同一基准后相量和）
Ibias = (|I1'| + |I2'|) / 2  （制动量）
动作条件：Idiff > K × Ibias 且 Idiff > Idiff_min

正常运行时，机端 CT 与中性点 CT 的二次电流在保护装置内部应相互抵消，Idiff 接近 0。若一侧 CT 极性接反，则两侧电流由“相减”变为“相加”，Idiff 会突增到接近 2 倍负荷电流的水平，而 Ibias 基本不变，于是保护在负荷平稳时误动。这正是本例的核心机理。

CT 极性核对与差流计算

差动保护要求两侧 CT 的二次电流在保护装置内部“同名端相对”。工程上通常约定：两侧 CT 的 P1 均朝向发电机（或均朝向母线），S1 接保护装置的极性端。若一侧 CT 的 S1/S2 接反，或保护装置内该侧 CT 极性参数被设为反向，则二次电流相位翻转 180°，差流由相减变为相加。

本例中，机端 CT 的 S1/S2 在端子排上被接反。用钳形相位表实测：中性点侧二次电流 1.55 A∠0°，机端侧二次电流 1.55 A∠180°。折算到同一基准后：

I1' = 1.55∠180° A
I2' = 1.55∠0° A
Idiff = |I1' + I2'| = |1.55∠180° + 1.55∠0°| = 3.10 A
Ibias = (1.55 + 1.55) / 2 = 1.55 A
以 5 A 额定二次电流为基准：Idiff = 0.62 In，Ibias = 0.31 In

注意：上述为二次侧直接相量计算，与保护装置内部折算后的记录值（Idiff 0.35 In、Ibias 0.62 In）在数值上不完全相同，这是因为装置内部还进行了变比折算与滤波处理，但“差流显著增大、制动量基本不变”的定性结论一致，足以支撑极性接反的判断。

整改与验证

1. 在发电机停机、差动保护压板退出、CT 二次回路短接并做好安全隔离后，核对机端 CT 端子排接线，确认 S1/S2 与保护装置极性端子的对应关系。
2. 将机端 CT 二次接线按 S1 接保护极性端、S2 接非极性端恢复，紧固端子并复查无松动。
3. 恢复 CT 二次回路，拆除短接线，检查保护装置内该侧 CT 极性参数设置为“正向”。
4. 发电机带负荷后，用钳形相位表复测两侧二次电流相位，应接近同相（∠0° 与 ∠0°），差流应接近 0。
5. 查看保护装置实时测量值：Idiff 应小于 0.05 In，Ibias 随负荷正常变化，保护不动作。

排查要点速查