电流互感器饱和引起的保护误动分析及试验方法

      近年来，广东省内多个发电厂出现过高压厂用变压器或起动-备用变压器在区外故障时或厂用大容量电动机起动时差动保护误动作的情况。究其原因，除个别是因为整定值的问题外，大多数是因电流互感器特性不理想甚至饱和而导致的。

  众所周知，设计规程中对电流互感器的选型有严格的规定，要求保护用的电流互感器在通过15倍甚至是20倍额定电流的情况下，误差不超过5%或10%，即不出现饱和。而上面提及的出现差动保护误动的情况，无一例外地都选用了保护级的电流互感器。经过对几个电厂的大容量电动机起动电流的核算，最大容量的电动机起动时电流大概是变压器额定电流的3～5倍，远达不到电流互感器额定电流的15倍。那为什么差动保护还会因为电流互感器饱和而误动呢？

  下面就电流互感器的工作原理、工作特性对保护的影响及其检验方法进行探讨。

1电流互感器工作原理简述

  电流互感器的工作原理与变压器基本相同，浙江低压互感器定做，因此可以使用变压器的等值电路分析电流互感器。电流互感器的等值电路如图1所示[1]。图1中，浙江低压互感器定做，Z1为电流互感器原方漏抗，Z2为电流互感器副方漏抗，ZL为电流互感器二次回路的负载阻抗，其

次侧的参量。

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不同接线方式下在各种故障时的电流分配和矢量图

利用表1～表4也可计算接线系数Kjx。表中Ij1、Ij2、Ij3分别为流入继电器1、2、3的电流。单相接地电流最小值为Id.min。

当保护装置的灵敏度不能满足要求时，需采取补救措施，如过流保护加装低电压启动等。后备保护的灵敏度不能达到要求时，可适当降低要求，如缩短后备保护作用的范围等。另外还可以采用无选择性动作而用自动重合闸弥补等。对于两相电流差接线[图2(d)]：在正常运行与三相短路时，Ij=I2，故Kjx=；UW两相短路时，Ij=2I2，Kjx=2；UV和VW两相短路时，Ij=I2，Kjx=1。

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接地电阻柜是近年来发电机或变压器中性点比较常见的接地方式，一般接地电阻柜一是由不锈钢合金电阻器、电流互感器或者零序电流互感器、柜体外壳组装而成的，那么为何还要在接地电阻柜中安装电流互感器或零序电流互感器呢？

      我们先了解下电流互感器，是依据电磁感应原理将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。它的一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中。因此它经常有线路的全部电流流过，二次侧绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次侧回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。

      在发电、变电、输电、配电和用电的线路中电流大小悬殊，从几安到几万安都有。为便于测量、保护和控制需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压一般都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到电流变换和电气隔离作用。

      接地电阻柜是为了保护发电机组或者变压器的设备；为了使其发挥比较大功能，在柜内加装了电流互感器，从而取样电流，便于测量和保护。如果只是接地保护的话，安装零序电流互感器就可以了。

现场条件允许时，应采用电容式分压器测量谐波电压。对已装设电容分压器的现场应使用电容分压器测量，如没有装设且需对谐波电压情况详细了解的测试点应临时装设电容分压器再进行测量。在CVT的高低压电容接地回路接入两个电流传感器，可测得CVT高低压侧电容回路的电流，分别计算两个电容器的压降，向量迭加后可得CVT对应频率下一次侧电压值。现有基于该原理的装置有ABB公司的PQSensor等，使用该装置在150kV某CVT上模拟试验，与并联的电磁式电压互感器比较，结果具有较好的一致性，此设备可安装在已投运的CVT上，不影响CVT原有性能。互感器选哪家，无锡市锡容电力电器有限公司为您服务！

电磁式电压互感器和电容式电压互感器的比较

电压互感器作为电力系统一次和二次的分界点，能观测系统电压变化，为继电保护提供可靠实时数据，其重要性不言而喻。

常见电压互感器按照工作原理分为电磁式和电容式，那么它们有啥区别呢？

1.工作原理

电磁式电压互感器，它与电力变压器相似。电磁式电压互感器工作原理的特点是：电磁式电压互感器的一次绕组直接并联于一次回路中，一次绕组上的电压取决于一次回路上的电压，二次绕组与一次绕组无电的耦合，是通过磁耦合。二次绕组通常接的是一些仪表、仪器及保护装置容量一般均在几十至几百伏安，所以负载很小，而且是恒定的，所以电压互感器的一次侧可视为一个电压源，基本不受二次负载的影响。正常运行时，电压互感器二次侧由于负载较小，基本处于开路状态，电压互感器二次电压基本等于二次侧感应电动势取决于一次系统电压。

电磁式电压互感器的分类方式很多，根据绝缘介质可分为干式和油式；根据相数的不同可分为单相、三相两种；根据绕组的多少可分为双绕组、三绕组、四绕组三种；按其运行承受的电压不同，可分为半绝缘和全绝缘电压互感器等等。在实际应用中一般使用单相三绕组或四绕组的是多。

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我们从使用功能上将电流互感器分为测量用电流互感器和保护用电流互感器两类，各种电流互感器的原理类似，本文总结各种电流互感器接线图，供参考使用。

一测量用电流互感器接线方法

测量用电流互感器的作用是指在正常电压范围内，向测量、计量装置提供电网电流信息。

1普通电流互感器接线图

电流互感器的一次侧电流是从P1端子进入，从P2端子出来；即P1端子连接电源侧，P2端子连接负载侧。

电流互感器的二次侧电流从S1流出，进入电流表的正接线柱，电流表负接线柱出来后流入电流互感器二次端子S2，原则上要求S2端子接地。

注：某些电流互感器一次标称，L1、L2，二次侧标称K1、K2。

2穿心式电流互感器接线图

穿心式电流互感器接线与普通电流互感器类似，一次侧从互感器的P1面穿过，P2面出来，二次侧接线与普通互感器相同。

二电流互感器接线图

电流互感器接线总体分为四个接线方式：

1.单台电流互感器接线图

只能反映单相电流的情况，适用于需要测量一相电流的情况。

2.三相完全星形接线和三角形接线形式电流互感器接线图

三相电流互感器能够及时准确了解三相负荷的变化情况。

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