電子式電流互感器的變壓器差動保護研究

張力

【關鍵詞】電子式 電流互感器 變壓器差動保護

在現代化工生產企業中，大多數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，大范圍的調度電壓，使其可以大幅度的供電，促使化工生產持續的、高效的進行。盡管電弧爐具備多種優點，但是其變壓器將高伏特電壓直接調變降壓，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，進而合理調節線圈，使其可以有效應用。總之，羅氏線圈原理的運用，使得電子式電流互感器線圈設置簡單、合理、有效，為使其可以有效應用做鋪墊。

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形成一個簡單電路，那么這個電路中就會產生一次電流和二次電流，兩者呈正比關系，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，再依據電子式電流互感器設置要求，合理的調整小鐵心線圈，如此可以提高電子式電流互感器的電流調節作用。

1.3 電阻分壓原理

電阻分壓原理是在并聯的兩個電阻之間，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置電子式電流互感器，則是將均壓電級與低壓電阻串聯，將高壓電電阻與低壓電阻并聯，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變為二次低電壓，這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

阻容分壓原理的應用是在一個線路外面套上一個圓柱狀的電容圓環，進而形成電容分壓。在設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，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，在利用此原理來設置電路的回路時需要注意測量和調整電路，避免電路短路，導致電子式電流互感器無法有效應用。

1.5 串聯感應分壓器原理

串聯感應分壓器原理是將多種不同級的電抗器串聯在電路中。利用此原理，將抗電器串聯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，技術人員可以依據電壓信號來合理設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。公式內容為：

I=Kel（ker+U+m）Ie

注：Kerl表示為差動保護的可靠系數；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，對電路中的電子式電流互感器進行調節，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生，差動保護動作將會表現出多種特性，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

在科學技術發展迅猛的社會背景下，電子式電流互感器應用日益廣泛。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生差動保護的有效保護，應當科學設置運動差動保護方案。具體的做法就是從線圈設置著手，即依據羅氏線圈原理，并結合電弧爐的變壓器安全性，合理設置線圈，再結合電阻分壓原理，科學規劃電阻的連接，使線圈可以有效的調節線路電壓和電流，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與中壓側采用了常規電流互感器，為了使電子式電流互感器與常規電流互感器協調應用，還應當在變壓器主體上安裝數據采集裝置，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進行調整，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，同時不影響常規電流互感器的應用。

3 結束語

在我國科學技術迅猛發展的情況下，電子式電流互感器應用越來越廣泛，尤其是在工業化生產中，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、串聯感應分壓器原理的電子式電流互感器具有較高的應用價值，值得推廣和應用。

參考文獻

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