電子式電流互感器的變壓器差動保護研究

張力

【關(guān)鍵詞】電子式 電流互感器 變壓器差動保護

在現(xiàn)代化工生產(chǎn)企業(yè)中，大多數(shù)都使用電弧爐這種變壓器來供電。因為此種變壓器不同于普通變壓器，可以組成三相變壓器，大范圍的調(diào)度電壓，使其可以大幅度的供電，促使化工生產(chǎn)持續(xù)的、高效的進行。盡管電弧爐具備多種優(yōu)點，但是其變壓器將高伏特電壓直接調(diào)變降壓，存在很大的危險性，所以需要電子式電流互感器來形成差動保護，促使變壓器安全運行。但是，電子書電流互感器有效應(yīng)用，形成差動保護，就需要對電子式電流互感器的工作原理和差動保護原理予以了解，科學、合理的規(guī)劃電子式電流互感器的實施方案，如此才能夠使電子式電流互感器在機器故障時對變壓器予以差動保護。

1 電子式電流互感器工作原理

1.1 羅氏線圈原理

電子式電流互感器所應(yīng)用的工作原理之一就是羅氏線圈原理。羅氏線圈是指把一橫截面積并且勻稱的導線環(huán)繞在非鐵磁性的圓柱型線圈上。采用羅氏線圈的方式來將導線環(huán)繞成圓柱型線圈，并將其連接到線路上，再利用測量儀器，可以測量出導體上的電流，運用法拉第電磁感應(yīng)定律，即：

E=BLV

基于以上定律，可以計算出羅氏線圈中導體的電動勢，進而合理調(diào)節(jié)線圈，使其可以有效應(yīng)用。總之，羅氏線圈原理的運用，使得電子式電流互感器線圈設(shè)置簡單、合理、有效，為使其可以有效應(yīng)用做鋪墊。

1.2 低功率小鐵心線圈原理

簡單來講，低功率小鐵心線圈原理是繪制一個簡單的電流圖，即將低功率小鐵心線圈式的電流互感器與其他元件串聯(lián)形成一個簡單電路，那么這個電路中就會產(chǎn)生一次電流和二次電流，兩者呈正比關(guān)系，由此可以得到一次電壓和二次電壓在利用純電路中電功率的計算公式，即：

P=UI

計算出低功率小鐵心線圈式的電流互感器的電功率，再依據(jù)電子式電流互感器設(shè)置要求，合理的調(diào)整小鐵心線圈，如此可以提高電子式電流互感器的電流調(diào)節(jié)作用。

1.3 電阻分壓原理

電阻分壓原理是在并聯(lián)的兩個電阻之間，利用一根導線來連接，使兩個電阻可以分壓。利用電阻分壓原理來設(shè)置電子式電流互感器，則是將均壓電級與低壓電阻串聯(lián)，將高壓電電阻與低壓電阻并聯(lián)，如此可以使低壓電阻和高壓電阻在低功率小鐵心線圈的作用下分壓，那么電路中的一次高壓電就會轉(zhuǎn)變?yōu)槎蔚碗妷海@利于提升電子式電流互感器對變壓器予以差動保護。

1.4 阻容分壓原理

阻容分壓原理的應(yīng)用是在一個線路外面套上一個圓柱狀的電容圓環(huán)，進而形成電容分壓。在設(shè)置電子式電流互感器時，對于阻容分壓原理的運用，則是按照電阻分壓的方式制成圓柱狀的電容圓環(huán)，將其接地的電容相連接，如此可以形成電路的回路，并且此回路中的電阻可以分壓，那么通過電子式電流互感器的高電壓就會降低，利于保護變壓器。當然，在利用此原理來設(shè)置電路的回路時需要注意測量和調(diào)整電路，避免電路短路，導致電子式電流互感器無法有效應(yīng)用。

1.5 串聯(lián)感應(yīng)分壓器原理

串聯(lián)感應(yīng)分壓器原理是將多種不同級的電抗器串聯(lián)在電路中。利用此原理，將抗電器串聯(lián)在電子式電流互感器的電路中，可以獲得電抗器輸出的電壓信號，技術(shù)人員可以依據(jù)電壓信號來合理設(shè)置電子式互感器的線圈，如此可以改變電路中的電流和電壓，這對于保護變壓器有很大幫助。

2 差動保護原理分析

2.1 差動保護整合算式

對于電子式電流互感器差動保護的整合計算，首先是對電子式電流互感器差動保護運行的電流定值進行計算，這可以明確電子式電流互感器差動保護形成的電流條件。公式內(nèi)容為：

I=Kel（ker+U+m）Ie

注：Kerl表示為差動保護的可靠系數(shù)；Ker表示為電流互感器的額定電流下的變化誤差。

基于此公式，可以計算出電子式電流互感器的額定電壓。以此為依據(jù)，對電路中的電子式電流互感器進行調(diào)節(jié)，可以使其形成差動保護，使電壓器得到保護。

2.2 差動保護動作特性

電子式電流互感器差動保護產(chǎn)生，差動保護動作將會表現(xiàn)出多種特性，其中包括差動保護硬壓板的投入、差動保護軟壓板的投入、差動保護啟動元件動作、CT異常檢測等。

2.3 運行差動保護方案

在科學技術(shù)發(fā)展迅猛的社會背景下，電子式電流互感器應(yīng)用日益廣泛。為了使電子式電流互感器有效的連接在電弧爐的變壓器線路中，使變壓器可以得到電子式互感器產(chǎn)生差動保護的有效保護，應(yīng)當科學設(shè)置運動差動保護方案。具體的做法就是從線圈設(shè)置著手，即依據(jù)羅氏線圈原理，并結(jié)合電弧爐的變壓器安全性，合理設(shè)置線圈，再結(jié)合電阻分壓原理，科學規(guī)劃電阻的連接，使線圈可以有效的調(diào)節(jié)線路電壓和電流，促使電子式電流互感器可以在線路中形成差動保護，對變壓器予以保護。另外，因為電弧爐變壓器的高壓側(cè)與中壓側(cè)采用了常規(guī)電流互感器，為了使電子式電流互感器與常規(guī)電流互感器協(xié)調(diào)應(yīng)用，還應(yīng)當在變壓器主體上安裝數(shù)據(jù)采集裝置，通過此裝置來采集電抗器所輸出的高壓信號，進而對電子式電流互感器的線圈數(shù)進行調(diào)整，使其滿足變壓器保護要求，在機器故障時可以給予變壓器差動保護，同時不影響常規(guī)電流互感器的應(yīng)用。

3 結(jié)束語

在我國科學技術(shù)迅猛發(fā)展的情況下，電子式電流互感器應(yīng)用越來越廣泛，尤其是在工業(yè)化生產(chǎn)中，可以將電子式電流互感器與電弧爐的變壓器相連接，在變壓器運行的過程中給予保護，一旦有機器故障，電子式電流互感器會形成差動保護，以保證變壓器安全。所以，基于羅氏線圈原理、低功率小鐵心線圈原理、阻容分壓原理、串聯(lián)感應(yīng)分壓器原理的電子式電流互感器具有較高的應(yīng)用價值，值得推廣和應(yīng)用。

參考文獻

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