淺析電流互感器在繼電保護環境中的應用

【摘要】文章首先就電流互感器的相關概念以及其選用中注意的重點實現展開了淺要的說明和分析，而后進一步針對電流互感器的誤差對于繼電保護的影響進行了深入的討論，對于深入認識電力環境中的電流互感器價值有著積極意義。

【關鍵詞】電流互感器;繼電保護;應用

隨著當前我國社會的不斷進步，科技和經濟也都呈現出不同的增長趨勢，而在這樣的環境之下，必然會帶動著電力系統的輸變電容量需求不斷增加。與此同時，我國的電力事業在國家電網的背景之下更是延伸到了更為邊遠的地域，這些特征都從客觀上要求著更具智能的自動化電力管理系統出現。而在整個電力網絡的自動化管理體系中，電流互感器作為重要的電氣設備，在繼電保護、系統監測和電力系統分析工作過程中已經發揮著積極的價值，并且占據了重要的地位。對于電流互感器的合理選擇和使用，無疑對于切實提升電力供給網絡的安全性和可靠性，優化電力領域資金利用，提升工作人員以及電力工作網絡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，其本質是用于實現將高壓電流和低壓大電流變成電壓較低的小電流，從而實現為儀表和繼電保護裝置提供驅動能源的作用，并且實現將二次設備與一次電路相分離。從結構上看，電流互感器由閉合的鐵心和繞組組成，并且一次繞組匝數會遠遠小于二次繞組。在工作的過程中，一次繞組串聯在待測量的線路中，而二次繞組串聯在測量儀表和保護回路中，并且二次回路始終處于閉合狀態，因此測量儀表和保護回路串聯線圈的阻抗很小，對應地電流互感器接近短路。通過此種結構特征，電流互感器用以實現供電體系中一次系統和二次系統之間的能源聯結，并且實現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設備正常工作的基礎，同樣也是確保電力系統中諸多電氣設備工作狀態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，將一次系統與二次系統電力隔離的做法，對于降低人員面對的危險水平，并且加強二次系統的標準化等方面，都有一定的積極價值，在一次系統發生短路故障的情況下，此種做法還能夠保護測量儀表和繼電器等二次設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中如此重要的地位和價值，在針對其展開選用的時候，更應當給予足夠的重視。通常而言，從額定電壓方面看，電流互感器的額定電壓應當大于裝設點線路，以能夠承擔足夠大的電壓;并且應當對電流互感器的動穩定度和熱穩定度展開校驗，確保其符合工作環境。此外，還應當依據二次回路的具體要求對電流互感器的精確程度加以選擇并且校準，并根據一次負荷計算電流IC選擇電流互感器變化，只有在這樣的基礎之上，才能進一步確定電流互感器符合當前電力環境的切實需求，并且在投入使用之后能夠承擔起相應的職責。

二、電流互感器誤差對于繼電保護的影響與優化

在電力系統中，繼電保護體系的價值在于在電力系統發生故障的時候及時做出反應，切實實現對于電力系統的保護作用。而繼電保護裝置能否正常展開工作并且執行保護任務，在很大程度上有賴于能否準確針對電力系統運行中出現的故障進行實現感應，即對電流互感器的感應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工作細節中的重要影響因素，并且進一步影響到電力系統中的安全水平。

從電流互感器的誤差形成角度看，主要存在三個方面的原因。其一在于鐵芯截面狀態。通常而言，鐵芯截面與鐵芯的磁通密度呈現負相關關系，并且在鐵芯截面增加的情況下，相應的勵磁電流也會有所減少，因此對應的角差和比差就會發生改變。而對于電流互感器而言，由于鐵芯本身的磁通密度較小，因此其截面如果有所增加，就會會直接關系到導磁系數的降低以及勵磁電流的減小，從而進一步造成一定范圍內的誤差。其二則是來源于線圈匝數的影響誤差。線圈匝數直接影響到電流互感器的磁通密度，通常通過增加匝數來實現磁通密度的降低，進一步實現對于誤差的改善。但是匝數的增加，本質上是增加了電流互感器上銅的量，這樣會影響到穩定和飽和倍數發生變化，并且對于單匝電流互感器而言，匝數的變化并不能實現對于誤差的控制。最后一個方面，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保持相對的穩定，但是當電力系統的運行頻率發生陡然變化的時候，仍然需要對此種狀況進行考量。

在實際的繼電保護要求之下，電流互感器在工作中的表現越穩定，繼電保護的動作就會越準確，相應地，電力系統本身的可靠性也會隨之提高。因此在面對電流互感器誤差的時候，必須提高警惕，切實以實際情況作為依據展開分析，對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，因此在對于進行選用的時候，必須對這一因素展開重點考慮，適當增加互感器變比，是有效控制誤差的重要手段。具體的變比應當切實展開同類型線路誤差統計考察，切實實現優化選擇。其次，二次負載過大也是會影響到電流互感器工作準確程度的一個重要影響因素。對于這一方面的問題，在實際工作中可以考慮將具有相同型號及變比的兩個互感器進行串聯應用，借以實現其負載的均衡分散，降低影響。還可以考慮采用截面較大的纜線以及并聯多個鐵芯等方式來實現導線截面的增加，通過減少二次負載造成的阻抗值來實現電流互感器工作的穩定。再次，繞組匝數也是一個不容忽視的方面，通常的做法是可以通過將一次安匝數量增多來降低誤差值。例如可以考慮將線路的一次接線進行串聯與并聯，從而借助一次匝數的轉變帶動一次安匝的轉變。最后，貼心的截面積是最后一個可控因素，主要是需要在對電流互感器進行選用的時候，選擇本身具有較高的導磁率，且飽和磁通密度較低的材料作為鐵芯，并且優先選用具有近似正方形形態截面的鐵芯參與工作，借以實現互感器誤差的控制和整體工作效果以及穩定性的優化。

三、結論

電流互感器在整個電力系統中具有毋庸置疑的重要價值，必須認真對待，不斷深入分析，發現存在于其中的問題，有的放矢的展開改進才能獲取良好效果。

參考文獻

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