高壓多繞組電流互感器應(yīng)用分析

王龍湘

摘要：電流互感器在供配電網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)用很廣泛，是電力系統(tǒng)中必不可少的設(shè)備。在實(shí)際中，電力部門往往是利用互感器的變比關(guān)系將大電流按照一定的比例轉(zhuǎn)變?yōu)樾‰娏鳎瑥亩鴮⑿‰娏魈峁┙o各種儀表裝置，以確保測(cè)量?jī)x表不直接與被測(cè)的線路接上，同時(shí)二次回路接線可以按多種方式以適應(yīng)多方面的要求。本文首先介紹了高壓多繞組電流互感器的原理，然后分析了高壓多繞組電流互感器運(yùn)行注意事項(xiàng)，最后著重討論了電流互感器使用時(shí)的事故原因、診斷方法和預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：高壓多繞組；電流互感器；工作原理；應(yīng)用

High-voltage multi-winding current transformer application analysis

Wang Longxiang

Abstract: The current transformer used in power supply network is extensive, is essential for power system equipment. In practice, the power sector is often the relationship between the use of transformer ratio will be high current in accordance with a certain percentage into a small current, which will provide a variety of small current meter installations to ensure that measuring instruments are not directly connected with the measured line on, while the secondary circuit wiring can be a variety of ways to suit various requirements. This paper describes the high-voltage multi-winding current transformer principle, and then analyzed the high-voltage multi-winding current transformer operation notes, and finally focused on the use of current transformer cause of the accident, diagnostics and preventive measures.

Keywords: high voltage multi-winding; current transformer; works; Application

測(cè)試大電流互感器抗電磁干擾力的多繞組非均繞等安匝法屬于大電流互感器應(yīng)用領(lǐng)域，其特征在于，在一次等效繞組的安匝數(shù)與本相一次母線安匝數(shù)相同的條件下，把一次等安匝繞組分成互相串聯(lián)的兩段，纏繞在大電流互感器整個(gè)鐵心上，這兩段繞組以分別均勻纏繞但均勻的程度不同，使得一次等安匝繞組產(chǎn)生的泄漏磁場(chǎng)與外通電導(dǎo)體產(chǎn)生的雜散磁場(chǎng)的幅值和形狀相似，當(dāng)模擬本相一次母線電流四倍以下的外導(dǎo)體電流的干擾時(shí)一次等安匝繞組的左、右兩個(gè)部分作同極性串聯(lián)，反之則作反極性串聯(lián)。本發(fā)明能很好地測(cè)試在大通電導(dǎo)線干擾下大電流互感器的誤差和溫升。

一、高壓多繞組電流互感器的原理

高壓多繞組電流互感器是一種將高壓系統(tǒng)中的電流或者低壓系統(tǒng)中的大電流變成標(biāo)準(zhǔn)的方便于安全測(cè)量的小電流的電器。按照用途可以將高壓多繞組電流互感器分為保護(hù)用和測(cè)量用兩種。它通過與測(cè)量?jī)x表相配合來測(cè)量電力系統(tǒng)的電流和電能；通過與繼電器配合來保障電力系統(tǒng)的安全，同時(shí)隔離高電壓，并標(biāo)準(zhǔn)化和小型化測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)裝置。

電流互感器TA是一、二次繞組通過一個(gè)共同的鐵芯進(jìn)行互感耦合的，相對(duì)二次來說，TA的一次內(nèi)阻很大，可以近似認(rèn)為是一個(gè)內(nèi)阻很大的電流源。鐵芯的材質(zhì)是硅鋼片。高壓多繞組互感器的一次線圈通過較大的被測(cè)電流I1與電路系統(tǒng)中的線路串聯(lián)，利用在鐵芯內(nèi)產(chǎn)生的交變磁通，使二次線圈感應(yīng)出相應(yīng)的二次電流。若將勵(lì)磁損耗忽略不計(jì)的話，一次線圈與二次線圈有相等的安匝數(shù)I1N1=I2N2,其中N1為一次線圈的匝數(shù)，N2為二次線圈的匝數(shù)。電流互感器的電流比K=I1/I2=N2/N1。由于電流互感器的一次線圈是直接連在電力系統(tǒng)的高壓線路中，所以必須采用與線路的高壓相應(yīng)的絕緣物來支持電流互感器的一次線圈接地，以保證二次回路的設(shè)備和人身安全。

二、高壓多繞組電流互感器運(yùn)行維護(hù)注意事項(xiàng)

當(dāng)正常的電流互感器處于運(yùn)行的時(shí)候，二次側(cè)回路不得開路。相關(guān)的測(cè)量與保護(hù)及自動(dòng)裝置的電流要接通，其中備用的二次電流要在電流互感器二次側(cè)接地的地方。對(duì)于正在運(yùn)行的高壓電流互感器，它的二次線圈其中的一點(diǎn)是要與地面連接。只有這樣才能讓一次和二次線圈在遇到絕緣問題而被高壓擊穿的時(shí)候，將高壓電流牽引到地面上，使二次線圈可以依然保持地電位，同時(shí)又保證了二次設(shè)備與人身安全。所以，在允許的情況下，接地點(diǎn)最好是離電流互感器越近越好。一般單獨(dú)存在的，和其它二次電流回路沒有接觸的電流互感器，它的二次回路在端子箱處就近接地。而且電流互感器只允許一點(diǎn)接地，若有兩點(diǎn)接地的發(fā)生，則可能通過接地點(diǎn)之間的地電位差產(chǎn)生電流使電氣測(cè)量的誤差增大或影響繼電保護(hù)裝置的正確工作。

運(yùn)行人員應(yīng)該定期對(duì)電流互感器進(jìn)行檢查，以確保其運(yùn)行正常。檢查的內(nèi)容主要如下：電流互感器應(yīng)無奇怪的聲音及焦臭味；電流互感器連接的接頭不能有過熱現(xiàn)象；電流互感器的磁套應(yīng)保持清潔，要求無裂痕和放電聲；對(duì)于注油的電流互感器，要定期進(jìn)行油化實(shí)驗(yàn)，以檢查油質(zhì)情況，防止油的絕緣性降低；對(duì)于一些比較特殊的電流互感器，例如：環(huán)氧式電流互感器，要進(jìn)行定期局部放電測(cè)試，為了防止危險(xiǎn)事故發(fā)生，如：爆炸起火等，更要對(duì)其進(jìn)行絕緣水平檢查；對(duì)于SF6電流互感器，還要對(duì)其進(jìn)行壓力檢查，確保運(yùn)行正常。

為了保證人身及設(shè)備的安全，電流互感器在運(yùn)行過程中盡量避免二次繞組開路。不接負(fù)荷時(shí)，應(yīng)在導(dǎo)線有足夠的截面積的情況下可靠短接，以免在一次過電流時(shí)產(chǎn)生較大的電流造成導(dǎo)線熔斷。

一般在斷路器開啟后再對(duì)電流互感器二次回路進(jìn)行操作，以防止電流互感器二次開路。對(duì)于電流互感器在停電的情況下，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行斷電，取下流變二次回路螺絲，在流變側(cè)放上短路螺絲，特別需要注意的地方是：必須是在同一個(gè)編號(hào)的4個(gè)連接螺絲全部取下后，才能在流變側(cè)放上短路螺絲。

在正常的電流互感器運(yùn)行時(shí)，二次側(cè)回路不得開路。相關(guān)的測(cè)量與保護(hù)及自動(dòng)裝置的電流要接通，其中備用的二次電流要在電流互感器二次側(cè)接地的地方。對(duì)于正在運(yùn)行的高壓電流互感器，它的二次線圈其中的一點(diǎn)是要與地面連接。只有這樣才能讓一次和二次線圈在遇到絕緣問題而被高壓擊穿的時(shí)候，將高壓電流牽引到地面上，使二次線圈可以依然保持地電位，同時(shí)又保證了二次設(shè)備與人身安全。所以，在允許的情況下，接地點(diǎn)最好是離電流互感器越近越好。一般單獨(dú)存在的，和其它二次電流回路沒有接觸的電流互感器，它的二次回路在端子箱處就近接地。

三、電流互感器的事故原因分析、診斷方法和預(yù)防措施

在實(shí)際的電網(wǎng)設(shè)備事故中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生高壓電流互感器爆炸的現(xiàn)象，而這將會(huì)導(dǎo)致大面積停電，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的運(yùn)行安全。導(dǎo)致高壓多繞組電流互感器的事故原因主要有以下幾點(diǎn)：首先是設(shè)備在制造的時(shí)候就存在著一定的缺陷；其次由于設(shè)備沒有密封好，導(dǎo)致設(shè)備進(jìn)水將絕緣紙打濕等；第三由于安裝、檢修工作不合格。工作人員在安裝、檢修電流互感器的工作中未按嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作和維護(hù)，導(dǎo)致設(shè)備存在著安全隱患；最后是電流互感器的配置不當(dāng)，若高壓多繞組電流互感器的動(dòng)熱穩(wěn)定電流和額定連續(xù)電流未達(dá)到要求，在遭遇線路短路時(shí)，故障電流極易造成電流互感器的爆炸。

電流互感器的診斷方法主要有以下兩點(diǎn)：首先就是要做好預(yù)防性試驗(yàn)工作，對(duì)繞組以及末屏的絕緣電阻、介質(zhì)損耗因素和油中溶解氣體的色譜分析進(jìn)行測(cè)量；其次進(jìn)行局部的放電測(cè)量，規(guī)程規(guī)定：電流互感器在大修或必要時(shí)必須進(jìn)行局部放電測(cè)量。

通常情況下，我們采取以下幾種預(yù)防措施來盡量減少電流互感應(yīng)器事故的發(fā)生：首先在設(shè)備制造過程中，嚴(yán)格選用繞制線圈的導(dǎo)線、絕緣材料并加強(qiáng)制造過程中的質(zhì)量監(jiān)督，嚴(yán)格選用絕緣支架，加強(qiáng)管理運(yùn)行中的老舊互感器；其次對(duì)新安裝以及進(jìn)行大修過的電流互感器的密封情況進(jìn)行仔細(xì)地檢查；第三對(duì)電流互感器可能存在的缺陷盡量縮短試驗(yàn)其周期，并進(jìn)行追蹤檢查和綜合分析；第四電流互感器的一次端子電氣聯(lián)結(jié)要保證接觸良好，以免出現(xiàn)過熱性膨脹的現(xiàn)象，所受的機(jī)械力不能超過允許值；最后積極開展在線監(jiān)測(cè)和紅外降溫。

一種全封閉多繞組電流互感器，具有由鐵心、一次繞組、多個(gè)二次繞組、一次接線端子以及二次接線臺(tái)采用環(huán)氧樹脂真空澆注而成一體式結(jié)構(gòu)，整體安裝于一個(gè)帶有安裝孔的平板底座上，兩個(gè)一次接線端子為嵌入澆注體且部分外露的帶螺紋孔的平接線板；包封一次繞組的高壓絕緣體及澆注體四周表面均布多個(gè)方形傘裙，一次接線板兩側(cè)分別澆注兩個(gè)豎長(zhǎng)傘裙。

總而言之，只有通過檢修、試驗(yàn)、運(yùn)行等單位的共同努力，采取綜合性的治理和預(yù)防措施，從技術(shù)、管理、推廣新型設(shè)備等多方面入手，才能在最大程度上減少電流互感器事故的發(fā)生，確保電網(wǎng)能安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，從而減少國(guó)家人身財(cái)產(chǎn)的損失。

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