淺析電流互感器在繼電保護(hù)環(huán)境中的應(yīng)用

【摘要】文章首先就電流互感器的相關(guān)概念以及其選用中注意的重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)展開了淺要的說明和分析，而后進(jìn)一步針對(duì)電流互感器的誤差對(duì)于繼電保護(hù)的影響進(jìn)行了深入的討論，對(duì)于深入認(rèn)識(shí)電力環(huán)境中的電流互感器價(jià)值有著積極意義。

【關(guān)鍵詞】電流互感器;繼電保護(hù);應(yīng)用

隨著當(dāng)前我國社會(huì)的不斷進(jìn)步，科技和經(jīng)濟(jì)也都呈現(xiàn)出不同的增長趨勢，而在這樣的環(huán)境之下，必然會(huì)帶動(dòng)著電力系統(tǒng)的輸變電容量需求不斷增加。與此同時(shí)，我國的電力事業(yè)在國家電網(wǎng)的背景之下更是延伸到了更為邊遠(yuǎn)的地域，這些特征都從客觀上要求著更具智能的自動(dòng)化電力管理系統(tǒng)出現(xiàn)。而在整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)化管理體系中，電流互感器作為重要的電氣設(shè)備，在繼電保護(hù)、系統(tǒng)監(jiān)測和電力系統(tǒng)分析工作過程中已經(jīng)發(fā)揮著積極的價(jià)值，并且占據(jù)了重要的地位。對(duì)于電流互感器的合理選擇和使用，無疑對(duì)于切實(shí)提升電力供給網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性，優(yōu)化電力領(lǐng)域資金利用，提升工作人員以及電力工作網(wǎng)絡(luò)本身安全有著毋庸置疑的積極意義。

一、電流互感器的概念以及應(yīng)用特征

從概念角度看，電流互感器是一種電流變化裝置，其本質(zhì)是用于實(shí)現(xiàn)將高壓電流和低壓大電流變成電壓較低的小電流，從而實(shí)現(xiàn)為儀表和繼電保護(hù)裝置提供驅(qū)動(dòng)能源的作用，并且實(shí)現(xiàn)將二次設(shè)備與一次電路相分離。從結(jié)構(gòu)上看，電流互感器由閉合的鐵心和繞組組成，并且一次繞組匝數(shù)會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于二次繞組。在工作的過程中，一次繞組串聯(lián)在待測量的線路中，而二次繞組串聯(lián)在測量儀表和保護(hù)回路中，并且二次回路始終處于閉合狀態(tài)，因此測量儀表和保護(hù)回路串聯(lián)線圈的阻抗很小，對(duì)應(yīng)地電流互感器接近短路。通過此種結(jié)構(gòu)特征，電流互感器用以實(shí)現(xiàn)供電體系中一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)之間的能源聯(lián)結(jié)，并且實(shí)現(xiàn)電力的有效供給過渡。這種職能從需求的角度看，是保證測量儀表以及繼電器的電流線圈等相關(guān)設(shè)備正常工作的基礎(chǔ)，同樣也是確保電力系統(tǒng)中諸多電氣設(shè)備工作狀態(tài)和故障情況得以有效得到反映的基本保證。而就安全角度看，將一次系統(tǒng)與二次系統(tǒng)電力隔離的做法，對(duì)于降低人員面對(duì)的危險(xiǎn)水平，并且加強(qiáng)二次系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化等方面，都有一定的積極價(jià)值，在一次系統(tǒng)發(fā)生短路故障的情況下，此種做法還能夠保護(hù)測量儀表和繼電器等二次設(shè)備免受大電流的沖擊而造成的損傷。

考慮到電流互感器在電力系統(tǒng)中如此重要的地位和價(jià)值，在針對(duì)其展開選用的時(shí)候，更應(yīng)當(dāng)給予足夠的重視。通常而言，從額定電壓方面看，電流互感器的額定電壓應(yīng)當(dāng)大于裝設(shè)點(diǎn)線路，以能夠承擔(dān)足夠大的電壓;并且應(yīng)當(dāng)對(duì)電流互感器的動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定度展開校驗(yàn)，確保其符合工作環(huán)境。此外，還應(yīng)當(dāng)依據(jù)二次回路的具體要求對(duì)電流互感器的精確程度加以選擇并且校準(zhǔn)，并根據(jù)一次負(fù)荷計(jì)算電流IC選擇電流互感器變化，只有在這樣的基礎(chǔ)之上，才能進(jìn)一步確定電流互感器符合當(dāng)前電力環(huán)境的切實(shí)需求，并且在投入使用之后能夠承擔(dān)起相應(yīng)的職責(zé)。

二、電流互感器誤差對(duì)于繼電保護(hù)的影響與優(yōu)化

在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)體系的價(jià)值在于在電力系統(tǒng)發(fā)生故障的時(shí)候及時(shí)做出反應(yīng)，切實(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)于電力系統(tǒng)的保護(hù)作用。而繼電保護(hù)裝置能否正常展開工作并且執(zhí)行保護(hù)任務(wù)，在很大程度上有賴于能否準(zhǔn)確針對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的故障進(jìn)行實(shí)現(xiàn)感應(yīng)，即對(duì)電流互感器的感應(yīng)能力有著直接的依賴作用。基于此種考慮，電流互感器的誤差就成為這個(gè)工作細(xì)節(jié)中的重要影響因素，并且進(jìn)一步影響到電力系統(tǒng)中的安全水平。

從電流互感器的誤差形成角度看，主要存在三個(gè)方面的原因。其一在于鐵芯截面狀態(tài)。通常而言，鐵芯截面與鐵芯的磁通密度呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)關(guān)系，并且在鐵芯截面增加的情況下，相應(yīng)的勵(lì)磁電流也會(huì)有所減少，因此對(duì)應(yīng)的角差和比差就會(huì)發(fā)生改變。而對(duì)于電流互感器而言，由于鐵芯本身的磁通密度較小，因此其截面如果有所增加，就會(huì)會(huì)直接關(guān)系到導(dǎo)磁系數(shù)的降低以及勵(lì)磁電流的減小，從而進(jìn)一步造成一定范圍內(nèi)的誤差。其二則是來源于線圈匝數(shù)的影響誤差。線圈匝數(shù)直接影響到電流互感器的磁通密度，通常通過增加匝數(shù)來實(shí)現(xiàn)磁通密度的降低，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)于誤差的改善。但是匝數(shù)的增加，本質(zhì)上是增加了電流互感器上銅的量，這樣會(huì)影響到穩(wěn)定和飽和倍數(shù)發(fā)生變化，并且對(duì)于單匝電流互感器而言，匝數(shù)的變化并不能實(shí)現(xiàn)對(duì)于誤差的控制。最后一個(gè)方面，則是電流頻率所造成的互感器誤差問題。通常電流頻露在電流互感器展開工作的過程中都會(huì)保持相對(duì)的穩(wěn)定，但是當(dāng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行頻率發(fā)生陡然變化的時(shí)候，仍然需要對(duì)此種狀況進(jìn)行考量。

在實(shí)際的繼電保護(hù)要求之下，電流互感器在工作中的表現(xiàn)越穩(wěn)定，繼電保護(hù)的動(dòng)作就會(huì)越準(zhǔn)確，相應(yīng)地，電力系統(tǒng)本身的可靠性也會(huì)隨之提高。因此在面對(duì)電流互感器誤差的時(shí)候，必須提高警惕，切實(shí)以實(shí)際情況作為依據(jù)展開分析，對(duì)誤差展開有效的控制和排除。首先而言，其變比過小是造成誤差的重要因素，因此在對(duì)于進(jìn)行選用的時(shí)候，必須對(duì)這一因素展開重點(diǎn)考慮，適當(dāng)增加互感器變比，是有效控制誤差的重要手段。具體的變比應(yīng)當(dāng)切實(shí)展開同類型線路誤差統(tǒng)計(jì)考察，切實(shí)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化選擇。其次，二次負(fù)載過大也是會(huì)影響到電流互感器工作準(zhǔn)確程度的一個(gè)重要影響因素。對(duì)于這一方面的問題，在實(shí)際工作中可以考慮將具有相同型號(hào)及變比的兩個(gè)互感器進(jìn)行串聯(lián)應(yīng)用，借以實(shí)現(xiàn)其負(fù)載的均衡分散，降低影響。還可以考慮采用截面較大的纜線以及并聯(lián)多個(gè)鐵芯等方式來實(shí)現(xiàn)導(dǎo)線截面的增加，通過減少二次負(fù)載造成的阻抗值來實(shí)現(xiàn)電流互感器工作的穩(wěn)定。再次，繞組匝數(shù)也是一個(gè)不容忽視的方面，通常的做法是可以通過將一次安匝數(shù)量增多來降低誤差值。例如可以考慮將線路的一次接線進(jìn)行串聯(lián)與并聯(lián)，從而借助一次匝數(shù)的轉(zhuǎn)變帶動(dòng)一次安匝的轉(zhuǎn)變。最后，貼心的截面積是最后一個(gè)可控因素，主要是需要在對(duì)電流互感器進(jìn)行選用的時(shí)候，選擇本身具有較高的導(dǎo)磁率，且飽和磁通密度較低的材料作為鐵芯，并且優(yōu)先選用具有近似正方形形態(tài)截面的鐵芯參與工作，借以實(shí)現(xiàn)互感器誤差的控制和整體工作效果以及穩(wěn)定性的優(yōu)化。

三、結(jié)論

電流互感器在整個(gè)電力系統(tǒng)中具有毋庸置疑的重要價(jià)值，必須認(rèn)真對(duì)待，不斷深入分析，發(fā)現(xiàn)存在于其中的問題，有的放矢的展開改進(jìn)才能獲取良好效果。

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