淺析電流互感器飽和對繼電保護(hù)的影響及對策

王林

摘要：隨著我國社會主義現(xiàn)代化的不斷發(fā)展，人民生活水平的日益提高，我們對于各種資源的需求也是與日俱增，包括水力資源，電力資源，大氣資源等。而作為現(xiàn)在我們生活中常見并且主要大規(guī)模使用的新型能源之一，電力資源的開發(fā)與保護(hù)使用已經(jīng)開始成為我們最新重視的問題之一。如何使電力的作用更加穩(wěn)定，或使電源的發(fā)展更進(jìn)一步是我們目前關(guān)注并且亟待解決的問題之一。而隨著我國科研技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們國家各個城網(wǎng)得供電可靠度也變得越來越高。但與此同時，也帶來一個新的問題，就是由于我們國家電流互感器不飽和，出現(xiàn)了一種新的問題，即系統(tǒng)短路的電流現(xiàn)象，而這種現(xiàn)象的出現(xiàn)不論是對我們正常的生活還是對企業(yè)的發(fā)展，甚至于社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都已經(jīng)造成不良的影響。所以這也成為了我們目前在電力資源解決方面一個亟待解決的難題。同時這種現(xiàn)象也對我們繼電保護(hù)產(chǎn)生影響。要想解決這一個問題，我們一定要綜合多方面因素進(jìn)行考慮。本文將把我的工作經(jīng)驗(yàn)一些現(xiàn)實(shí)實(shí)際相結(jié)合，從電流互感器飽和的作用進(jìn)行說明、并且對電流互感器飽和對繼電保護(hù)的影響進(jìn)行簡短的分析、并且提出一些關(guān)于電流互感器飽和對繼電保護(hù)的建議。希望能夠?qū)﹄娏骰ジ衅黠柡蛯^電保護(hù)方面研究盡我的綿薄之力。

關(guān)鍵詞：電流互感器飽和;繼電保護(hù);分析;影響和對策;

近年來，我們國家不論是城市電網(wǎng)還農(nóng)村電網(wǎng)，對于電力的保護(hù)與使用愈加重視，這不僅是因?yàn)橐粋€可靠的供電能力有利于提高國民生活的安全感，更是因?yàn)檫@對于我們國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及生活便利程度的提高有重要作用，更是因?yàn)?，電力資源的發(fā)展對于我們國家進(jìn)一步發(fā)展有重要作用。而在整個電力問題中，節(jié)哀解決的就是關(guān)于電流互感器的飽和問題。這個問題的解決，不僅僅是對于我們電力資源發(fā)展有新的臺階突破，更是對繼電保護(hù)有著重要的歷史意義。電流互感器是影響繼電保護(hù)裝置是否能夠安全不間斷運(yùn)行主要因素之一，以我們家中常用燈為例子：就是當(dāng)我們家用電燈發(fā)生故障時候，在電燈中當(dāng)被保護(hù)設(shè)備發(fā)生故障或者是無法正常運(yùn)作時，在電燈開關(guān)中的繼電保護(hù)就會對開關(guān)產(chǎn)生作用，這些就是這個繼電保護(hù)裝置的用途之一。通過以上的這些我們可以看出，當(dāng)我們在一個電器設(shè)備中引入這種類型的保護(hù)裝置時將會在正使用的電器設(shè)備上保存一部分電流用作備用，而這個裝置是否能夠正常運(yùn)行就在于電流互感器是否飽和，一旦我們的電流互感器技術(shù)完善成熟，那么不論這個電流互感器是否發(fā)生故障，都不影響我們正常電器使用，些就是因?yàn)榇藭r電器中有遺留電流，也就是繼電保護(hù)發(fā)揮作用。本文將通過對電流互感器的作用，以及電流互感器對繼電保護(hù)的影響出發(fā)，淺析這種影響的存在，并提出一些意見。

1 電流互感器的工作原理以及重要作用

電流互感器是一種聯(lián)絡(luò)軟件，主要作用是分流即它能夠?qū)⒁粋€大的電流分解為多個小電流。從而實(shí)現(xiàn)對測量儀表、繼電器等的電流線圈供電的作用。位于第一系統(tǒng)和第二系統(tǒng)之間。并且它能夠?qū)εc電器設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)以及電器設(shè)備的故障情況做出反映，以供人們參考，工作人員的及時維護(hù)。除了上面所述，電流互感器還可以將測量儀表和繼電器等電器設(shè)備中實(shí)現(xiàn)一次測高壓與二次測高壓等設(shè)備在電方面進(jìn)行隔離的作用。有效保障了用電工作人員的安全。

1.1電流互感器的工作原理

一般我們規(guī)定的電流互感器，中性線1要小于中性線2，由此我們可以看出，電流互感器本質(zhì)上來說就是一個“變流”器，而且它的工作原理基本與我們所知的變壓器是無差別的，不僅如此，電流互感器的工作狀況類似于變壓器處于短路的狀態(tài)，原邊符號為P1、P2，副邊符號為S1、S2。當(dāng)電流互感器的原邊串接入主線路時，此時我們稱這個電流為相線1，此時原邊的匝數(shù)為中性線1，副邊接內(nèi)阻很小的電流表或功率表的電流線圈，此時的副邊電流我們稱之為相線2，副邊匝數(shù)為中性線2。剩下的原副邊電磁量及規(guī)定正方向也是由電工學(xué)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)來嚴(yán)格處理。

曾經(jīng)有科學(xué)家研究得出如果我們在忽略線圈的電阻，鐵心損耗及漏磁通的理想情況下，我們就可以得到下列公式：

IIN1= 2N2

有：I/ I=N2 / N1，即線圈的匝數(shù)與電流成反比

1.2電流互感器的重要作用

電流互感器的最顯著作用就是它可以把較大功率的一次電流通過分解、變化、轉(zhuǎn)化成為多個較小功率的二次電流，從而實(shí)現(xiàn)對電流的保護(hù)，測量等。

2 電流互感器對繼電保護(hù)的影響

從上面的介紹中，我們可以看出作為一種類似于變壓器的物品存在，電流互感器的作用不單只是將高壓與人隔離進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對我們?nèi)梭w用電的健康保護(hù)而且是我們?nèi)粘Ｉ钪杏秒姷谋憷潭葮O大的提高。因?yàn)榇藭r我們已經(jīng)將電流互感器的第二次額定電流設(shè)置為了5安。但也正是因?yàn)檫@種情況的出現(xiàn)，也使得在電器制造中對于儀表和繼電保護(hù)裝置的生產(chǎn)進(jìn)行了嚴(yán)格的要求以及標(biāo)準(zhǔn)化的指定。而作為與繼電保護(hù)裝置有著密切聯(lián)系的電流互感器，它的是否飽和對于繼電保護(hù)壯志有著重要的影響。

我們要知道電流互感器飽和現(xiàn)象的出現(xiàn)絕非偶然出現(xiàn)，而是一種經(jīng)常性出現(xiàn)的現(xiàn)象，現(xiàn)在，不論是的城市電網(wǎng)和農(nóng)村電網(wǎng)都對本地區(qū)的電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了大幅度的進(jìn)化，而這種變化無疑對我們生活中的用電需求進(jìn)行了解決和滿足，但是值得注意的是，因?yàn)榇朔N情況電流互感器飽和出現(xiàn)的幾率在一定程度上也是極大的提高。由此，我們可以看出，在電力工作人員進(jìn)行正常的電力工作時候，不僅會出現(xiàn)很大的際遇，同樣隨之伴生了更多的挑戰(zhàn)。

2.1 電流互感器對電流保護(hù)的作用。

我們都知道，電流保護(hù)是指在當(dāng)電器的電流突然增大的某一個瞬間，對電器進(jìn)行保護(hù)的一種瞬間保護(hù)動作，只要是在電流互感器的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了電路的鼓掌，如果說故障電流中的非洲期分量過多的時候，整個電流互感器就會出現(xiàn)飽和的情況，當(dāng)然這種情況也只是暫時性的，時間上來說并不長久。但是，即使說我們有了這種保護(hù)裝置，在故障產(chǎn)生的時候存在在保護(hù)裝置中的故障電流并不多，就會導(dǎo)致這種保護(hù)并不到位，也就是無法有效的保護(hù)電流電器。而也正是因?yàn)檫@種保護(hù)值沒有達(dá)到，所以我們只有等到非周期的分量減弱后，電流互感器的線型轉(zhuǎn)變恢復(fù)到原來的樣子，這是對電流的保護(hù)才會起作用。但是一旦在電流互感器的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了三股電流的沖撞故障，那么在這三種電流中總會有一種電流的電流含量是非常小的。此時如果在保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生三相的短路故障時，那么在這種情況下，電流互感器就不會發(fā)生飽和的情況。該項(xiàng)故障電流與實(shí)際電流非常接近。因此，當(dāng)在電流互感器的保護(hù)區(qū)范圍之內(nèi)發(fā)生了三種電流相互沖撞的故障情況的時候電流速斷保護(hù)就不會收到電流互感器暫時飽和狀態(tài)的影響。

2.2電流互感器對于電流距離保護(hù)的影響

通過大量的實(shí)例及研究證明了電流互感器與電壓互感器之間是存在誤差的，而這種存在的誤差將影響或者是決定了我們是否能夠?qū)ψ杩估^電器進(jìn)行一種精確的距離測量，并且我們也知道這種距離的測量并不是只有一種，而是可以根據(jù)不同的電阻或者電壓將這種距離測量的誤差具體劃分成為電流互感器的角誤差和變比誤差還有就是電壓互感器的角誤差和變比誤差以及另外一種也是我們所熟知的一種會導(dǎo)致電壓互感器的二次電纜上的電壓降，而這種電壓降量也會導(dǎo)致阻抗繼電器端子上的電壓和電器電流之間形成數(shù)值誤差還有相位誤差。在這種情況下我們對于阻抗的精準(zhǔn)測量就會出現(xiàn)偏差。在電流互感器飽和之后整體的二次側(cè)輸出的電流就會產(chǎn)生不正確的變化，而這種情況的變化也是我們無法改正的，所以一定就會對電流的距離保護(hù)還有繼電器的保護(hù)造成一定的影響這種影響往往是會阻擋我們的電器使用以及對電流的保護(hù)還有使用以及監(jiān)測造成影響。同時一旦電流互感器開始飽和之后微機(jī)距離保護(hù)算法是會產(chǎn)生超越行為的，超越程度的大小與算法的使用程度有關(guān)。

2.3 電流互感器飽和對比率差動保護(hù)的影響

在電流保護(hù)器中有一個保護(hù)叫做對差動保護(hù)，這種保護(hù)是針對于電流互感保護(hù)器的飽和表現(xiàn)來看，如果電流互感器飽和之后產(chǎn)生差異，那么這種故障情況一旦在滿足了比率差動保護(hù)的相關(guān)動作條件之后這種保護(hù)依然可以發(fā)揮正確的動作，能夠繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。但是，與這種情況相反，如果這種故障情況不滿足比率差動保護(hù)的相關(guān)動作條件，那么在這種電器電流中發(fā)生的穿越性電流情況幾率產(chǎn)生就會大大的增加。與此同時，就會導(dǎo)致電流互感器飽和的情況出現(xiàn)，同時也會產(chǎn)生一種差動電流，但也是一種差距較大的電流。在我們多次的經(jīng)過實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，不同的表現(xiàn)與每次的測量的地方有關(guān)聯(lián)，測量地方不同，差異也不同。

3.電流互感器飽和對繼電保護(hù)產(chǎn)生影響的對策

電流互感器對于電流保護(hù)，距離保護(hù)，差動保護(hù)都有巨大的影響，為了我們更好的電力使用以及電力安全我們可以從以下方面做出改變。

3.1選取合適的電流互感器

為什么會出現(xiàn)電流互感器的飽和現(xiàn)象？可能是因?yàn)槲覀兊募夹g(shù)不到位，也可能是因?yàn)槲覀冊O(shè)備本身設(shè)計(jì)不完善，或許也可能是我們現(xiàn)在城鄉(xiāng)電網(wǎng)的運(yùn)行壓力過大。但不論是因?yàn)槭裁礃拥脑蚨霈F(xiàn)電流互感器飽和這一想象，我們都要明白當(dāng)問題產(chǎn)生之后，我們要從問題的根源解決問題，即更換一個更為高質(zhì)量的電流互感器。

3.2 限制短路電流

出現(xiàn)電流互感器飽和現(xiàn)象的原因是因?yàn)槎搪返碾娏魍蝗怀霈F(xiàn)增值，導(dǎo)致電流分配不均勻。如果想要解決這個問題，我們可以選擇限制短路的電流即對短路電流進(jìn)行研究，處理，找出一種有效限制短路電流的方法。從而減少電流互感器飽和現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.3減少電流互感器二次核定電流

我們可以通過對電流互感器二次核定電流量的逐漸減少來使測量儀表和保護(hù)回路串聯(lián)線圈的阻力，使電流互感器的工作狀態(tài)更加的接近于短路狀態(tài)。

4 結(jié)束語

當(dāng)我們的電器發(fā)生電流方面的故障的時候，我們可以通過對電流進(jìn)行處理，使電流得到控制，也可以通過選取合適的電流互感器使對繼電保護(hù)更加有效?；蛘撸覀円部梢赃x取更為高質(zhì)量，高技術(shù)的繼電保護(hù)裝置。到不論是哪一種處理方式，都需要我們通過技術(shù)的進(jìn)步促進(jìn)整個電流保護(hù)裝置的發(fā)展，從而降低電流互感器飽和對繼電保護(hù)裝置的影響。因?yàn)樵谠O(shè)備發(fā)生短路的時候，瞬間電流是非常大的，需要我們通過對電流分解得到控制，促使電流的差動保護(hù)。尤其是在短路電流的非周期分量大于周期分量得時候。所以我們要明白電流互感器飽和對于繼電保護(hù)的是有影響的。但也是因?yàn)檫@樣，我們才需要科研人員的努力，這不僅僅對于我們生活中的用電安全和便利程度有極大的促進(jìn)，而且對于減少設(shè)備短路也有幫助。同時也希望我的建議可以對大家研究電流互感器飽和對繼電裝置的影響有所了解和處理。

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（作者單位：國華（諸城）風(fēng)力發(fā)電有限公司）