零序電流互感器主要技術性能探討

歐陽斌

(中國電建集團青海省電力設計院有限公司，青海 西寧 810008)

0 引 言

零序電流互感器是指在線路發生接地故障后會產生零序電流。零序電流互感器能夠靈敏地感應零序電流信號。當動作值達到整定值時，斷路器的開關會及時跳開，可以對電纜起到一定的保護作用。電纜產生故障時，會使電網在運行中產生波動。為了保證電流的穩定性，可以將零序電流互感器安裝到一次電纜上，從而提取出零序電流。因此，需要充分了解零序電流互感器的技術性能，確保其發揮良好的保護作用。圖1為零序電流互感器。

圖1 零序電流互感器

1 零序電流互感器的特征

電力系統運行中，需要保證系統運行的安全和電流傳輸的穩定。因此，采用了電流互感器。它的電流信號主要依靠電磁感應進行傳輸。在測量區域，電流產生所需要的條件與普通的互感器不同。零序電流互感器所具體的特征如下。

1.1 可以起到隔離效果

當電力線路處于運行狀態時，零序電流互感器的保護作用主要體現在隔離方面。電氣設備被零序電流互感器實時監控，當電氣設備產生故障或者系統運行不暢時，零序電流互感器可以及時準確地做出判斷，同時發出警報。隨著保護系統的啟動，會有自動跳閘指令產生，此時線路停止運行。零序電流互感器采用隔離的方式發揮保護設備和系統的作用，從而保證配電網的穩定性。

1.2 降低事故發生率

在電氣自動化系統運行中，零序電流互感器的應用對設備和系統起到了很好的保護作用，有效降低了電力系統故障的發生率，確保其發揮保護作用而不會產生誤動作[1]。

零序電流互感器有很好的故障判斷能力。故障發生時，它能夠在很短的時間內發現故障，并且對故障點做出判斷，發出警報，使維修人員及時趕到現場消除故障。

當配電網處于高效運行狀態時，應用零序電流互感器具有很好的靈活性，對極小的故障也可以做出判斷，準確故障發生的范圍、故障發生的類型和故障的時間等，降低故障產生的損失。

1.3 對各種設備起到很好的保護作用

零序電流互感器主要發揮保護作用。當電力系統設備和系統自身運行發生故障時，零序電流互感器可以將產生故障的設備和系統自動隔離，啟動保護裝置，同時發出警報。維修人員接到通知后，會立即到現場維修，從而排除故障?？梢姡阈螂娏骰ジ衅鲗Ω鞣N型號的設備和系統都可以起到很好的保護作用。

配電時，零序電流互感器還可以發揮監督作用，實時監督電力系統和所安裝的設備及時解決出現的問題，保證系統處于安全可靠的運行狀態[2]。

互感器的運行可以通過設定程序來實現，確保操作人員的操作及時且準確。監控系統的運行中可以互動，實現人性化操作。當有突發事件發生時，互感器能夠自主應對，切實發揮保護作用。

2 零序互感器的重要技術性能

2.1 提高靈敏度

在有剩余電流的情況下，零序互感器的電勢會增加，靈敏度也會隨之變高。當輸入電流恒定時，二次線圈的匝數越多，零序互感器的靈敏度會越高。所以，可以采用增加二次線圈匝數的方法來提高零序互感器的靈敏度。

確定了互感器的規格，相當于確定了磁路的長度和截面積。從空間角度出發，確定二次線圈的匝數，二次線圈將會對零序互感器的性能產生一定影響。所以，提高零序互感器的靈敏度，增加二次線圈的匝數是較好的方法[3]。

2.2 平衡性能

零序互感器具有平衡性能。當零序互感器處于理想運行狀態時，二次側不會輸出感應電動勢。在過電流環境下，要明確規定電流。但是，在零序互感器的實際運行過程中，線圈纏繞在鐵芯上，由于纏繞不均勻，加之空間有限，會導致一次導體穿過零序互感器時不存在剩余電流，從而輸出感應電勢。隨著感應電勢的增加，零序互感器會缺乏平衡性能，電能供應也會缺乏可靠性，導致零序互感器產生誤動作，影響電能供應的可靠性。所以，要想改善零序互感器的平衡性能，在繞制二次線圈時要均勻排列一次導體，保證其對稱排列[4]。如果條件允許，要確保二次線圈從零序互感器的中間穿過，控制好屏蔽罩，注意不能產生漏磁現象。在屏蔽罩的選擇上，要控制好規格，避免受到周圍磁場的影響。特別是強電場，對零序互感器的影響非常大，要盡量避免干擾。圖2為二次線圈。

2.3 過載性能

零序互感器具備過載性能。當一次側產生短路電流時，所流過的電流非常大。當零序互感器受到大電流沖擊時，鐵芯的磁狀態會在短時間內出現飽和，之后恢復電流狀態，此時并不會影響零序互感器的運行狀態。當零序互感器的運行狀態很差時，有大電流對零序互感器產生沖擊，性能參數將無法恢復，零序互感器會產生拒動[5]。要改善零序互感器的過載性，需要對鐵芯進行二次熱處理。

2.4 溫度性能

零序互感器在運行過程中會受到溫度的影響。溫度變化時，零序互感器的輸出也會隨之變化，即為零序互感器的溫度特性。

溫度升高時，零序互感器的輸出增加，會有很高的靈敏度，易產生誤動作。隨著溫度的降低，零序互感器的輸出減少，零序互感器的靈敏度降低，會產生拒動現象。所以，零序互感器在運行過程中受溫度的影響非常大，要充分考慮溫度性能[6]。

圖2 二次線圈

3 結 論

綜上所述，隨著我國社會經濟的快速發展，電力系統技術性能不斷完善。當電力系統處于運行狀態時，存在各種問題，會對電能供應產生一定的影響。在電力系統的運行過程中，零序電流互感器起到了一定的保護作用。為了保證零序互感器切實地發揮作用，要充分了解其技術性能，保證電力系統的正常運行。