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。可見，零序電流互感器對各種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。