淺析電流互感器飽和對繼電保護的影響及對策

王林

摘要：隨著我國社會主義現代化的不斷發展，人民生活水平的日益提高，我們對于各種資源的需求也是與日俱增，包括水力資源，電力資源，大氣資源等。而作為現在我們生活中常見并且主要大規模使用的新型能源之一，電力資源的開發與保護使用已經開始成為我們最新重視的問題之一。如何使電力的作用更加穩定，或使電源的發展更進一步是我們目前關注并且亟待解決的問題之一。而隨著我國科研技術的不斷進步，我們國家各個城網得供電可靠度也變得越來越高。但與此同時，也帶來一個新的問題，就是由于我們國家電流互感器不飽和，出現了一種新的問題，即系統短路的電流現象，而這種現象的出現不論是對我們正常的生活還是對企業的發展，甚至于社會經濟的發展都已經造成不良的影響。所以這也成為了我們目前在電力資源解決方面一個亟待解決的難題。同時這種現象也對我們繼電保護產生影響。要想解決這一個問題，我們一定要綜合多方面因素進行考慮。本文將把我的工作經驗一些現實實際相結合，從電流互感器飽和的作用進行說明、并且對電流互感器飽和對繼電保護的影響進行簡短的分析、并且提出一些關于電流互感器飽和對繼電保護的建議。希望能夠對電流互感器飽和對繼電保護方面研究盡我的綿薄之力。

關鍵詞：電流互感器飽和;繼電保護;分析;影響和對策;

近年來，我們國家不論是城市電網還農村電網，對于電力的保護與使用愈加重視，這不僅是因為一個可靠的供電能力有利于提高國民生活的安全感，更是因為這對于我們國家的經濟發展以及生活便利程度的提高有重要作用，更是因為，電力資源的發展對于我們國家進一步發展有重要作用。而在整個電力問題中，節哀解決的就是關于電流互感器的飽和問題。這個問題的解決，不僅僅是對于我們電力資源發展有新的臺階突破，更是對繼電保護有著重要的歷史意義。電流互感器是影響繼電保護裝置是否能夠安全不間斷運行主要因素之一，以我們家中常用燈為例子：就是當我們家用電燈發生故障時候，在電燈中當被保護設備發生故障或者是無法正常運作時，在電燈開關中的繼電保護就會對開關產生作用，這些就是這個繼電保護裝置的用途之一。通過以上的這些我們可以看出，當我們在一個電器設備中引入這種類型的保護裝置時將會在正使用的電器設備上保存一部分電流用作備用，而這個裝置是否能夠正常運行就在于電流互感器是否飽和，一旦我們的電流互感器技術完善成熟，那么不論這個電流互感器是否發生故障，都不影響我們正常電器使用，些就是因為此時電器中有遺留電流，也就是繼電保護發揮作用。本文將通過對電流互感器的作用，以及電流互感器對繼電保護的影響出發，淺析這種影響的存在，并提出一些意見。

1 電流互感器的工作原理以及重要作用

電流互感器是一種聯絡軟件，主要作用是分流即它能夠將一個大的電流分解為多個小電流。從而實現對測量儀表、繼電器等的電流線圈供電的作用。位于第一系統和第二系統之間。并且它能夠對與電器設備的正常運轉以及電器設備的故障情況做出反映，以供人們參考，工作人員的及時維護。除了上面所述，電流互感器還可以將測量儀表和繼電器等電器設備中實現一次測高壓與二次測高壓等設備在電方面進行隔離的作用。有效保障了用電工作人員的安全。

1.1電流互感器的工作原理

一般我們規定的電流互感器，中性線1要小于中性線2，由此我們可以看出，電流互感器本質上來說就是一個“變流”器，而且它的工作原理基本與我們所知的變壓器是無差別的，不僅如此，電流互感器的工作狀況類似于變壓器處于短路的狀態，原邊符號為P1、P2，副邊符號為S1、S2。當電流互感器的原邊串接入主線路時，此時我們稱這個電流為相線1，此時原邊的匝數為中性線1，副邊接內阻很小的電流表或功率表的電流線圈，此時的副邊電流我們稱之為相線2，副邊匝數為中性線2。剩下的原副邊電磁量及規定正方向也是由電工學的規定標準來嚴格處理。

曾經有科學家研究得出如果我們在忽略線圈的電阻，鐵心損耗及漏磁通的理想情況下，我們就可以得到下列公式：

IIN1= 2N2

有：I/ I=N2 / N1，即線圈的匝數與電流成反比

1.2電流互感器的重要作用

電流互感器的最顯著作用就是它可以把較大功率的一次電流通過分解、變化、轉化成為多個較小功率的二次電流，從而實現對電流的保護，測量等。

2 電流互感器對繼電保護的影響

從上面的介紹中，我們可以看出作為一種類似于變壓器的物品存在，電流互感器的作用不單只是將高壓與人隔離進而實現對我們人體用電的健康保護而且是我們日常生活中用電的便利程度極大的提高。因為此時我們已經將電流互感器的第二次額定電流設置為了5安。但也正是因為這種情況的出現，也使得在電器制造中對于儀表和繼電保護裝置的生產進行了嚴格的要求以及標準化的指定。而作為與繼電保護裝置有著密切聯系的電流互感器，它的是否飽和對于繼電保護壯志有著重要的影響。

我們要知道電流互感器飽和現象的出現絕非偶然出現，而是一種經常性出現的現象，現在，不論是的城市電網和農村電網都對本地區的電力網絡進行了大幅度的進化，而這種變化無疑對我們生活中的用電需求進行了解決和滿足，但是值得注意的是，因為此種情況電流互感器飽和出現的幾率在一定程度上也是極大的提高。由此，我們可以看出，在電力工作人員進行正常的電力工作時候，不僅會出現很大的際遇，同樣隨之伴生了更多的挑戰。

2.1 電流互感器對電流保護的作用。

我們都知道，電流保護是指在當電器的電流突然增大的某一個瞬間，對電器進行保護的一種瞬間保護動作，只要是在電流互感器的保護范圍內發生了電路的鼓掌，如果說故障電流中的非洲期分量過多的時候，整個電流互感器就會出現飽和的情況，當然這種情況也只是暫時性的，時間上來說并不長久。但是，即使說我們有了這種保護裝置，在故障產生的時候存在在保護裝置中的故障電流并不多，就會導致這種保護并不到位，也就是無法有效的保護電流電器。而也正是因為這種保護值沒有達到，所以我們只有等到非周期的分量減弱后，電流互感器的線型轉變恢復到原來的樣子，這是對電流的保護才會起作用。但是一旦在電流互感器的保護范圍內發生了三股電流的沖撞故障，那么在這三種電流中總會有一種電流的電流含量是非常小的。此時如果在保護區內發生三相的短路故障時，那么在這種情況下，電流互感器就不會發生飽和的情況。該項故障電流與實際電流非常接近。因此，當在電流互感器的保護區范圍之內發生了三種電流相互沖撞的故障情況的時候電流速斷保護就不會收到電流互感器暫時飽和狀態的影響。

2.2電流互感器對于電流距離保護的影響

通過大量的實例及研究證明了電流互感器與電壓互感器之間是存在誤差的，而這種存在的誤差將影響或者是決定了我們是否能夠對阻抗繼電器進行一種精確的距離測量，并且我們也知道這種距離的測量并不是只有一種，而是可以根據不同的電阻或者電壓將這種距離測量的誤差具體劃分成為電流互感器的角誤差和變比誤差還有就是電壓互感器的角誤差和變比誤差以及另外一種也是我們所熟知的一種會導致電壓互感器的二次電纜上的電壓降，而這種電壓降量也會導致阻抗繼電器端子上的電壓和電器電流之間形成數值誤差還有相位誤差。在這種情況下我們對于阻抗的精準測量就會出現偏差。在電流互感器飽和之后整體的二次側輸出的電流就會產生不正確的變化，而這種情況的變化也是我們無法改正的，所以一定就會對電流的距離保護還有繼電器的保護造成一定的影響這種影響往往是會阻擋我們的電器使用以及對電流的保護還有使用以及監測造成影響。同時一旦電流互感器開始飽和之后微機距離保護算法是會產生超越行為的，超越程度的大小與算法的使用程度有關。

2.3 電流互感器飽和對比率差動保護的影響

在電流保護器中有一個保護叫做對差動保護，這種保護是針對于電流互感保護器的飽和表現來看，如果電流互感器飽和之后產生差異，那么這種故障情況一旦在滿足了比率差動保護的相關動作條件之后這種保護依然可以發揮正確的動作，能夠繼續運轉。但是，與這種情況相反，如果這種故障情況不滿足比率差動保護的相關動作條件，那么在這種電器電流中發生的穿越性電流情況幾率產生就會大大的增加。與此同時，就會導致電流互感器飽和的情況出現，同時也會產生一種差動電流，但也是一種差距較大的電流。在我們多次的經過實踐研究發現，不同的表現與每次的測量的地方有關聯，測量地方不同，差異也不同。

3.電流互感器飽和對繼電保護產生影響的對策

電流互感器對于電流保護，距離保護，差動保護都有巨大的影響，為了我們更好的電力使用以及電力安全我們可以從以下方面做出改變。

3.1選取合適的電流互感器

為什么會出現電流互感器的飽和現象？可能是因為我們的技術不到位，也可能是因為我們設備本身設計不完善，或許也可能是我們現在城鄉電網的運行壓力過大。但不論是因為什么樣的原因而出現電流互感器飽和這一想象，我們都要明白當問題產生之后，我們要從問題的根源解決問題，即更換一個更為高質量的電流互感器。

3.2 限制短路電流

出現電流互感器飽和現象的原因是因為短路的電流突然出現增值，導致電流分配不均勻。如果想要解決這個問題，我們可以選擇限制短路的電流即對短路電流進行研究，處理，找出一種有效限制短路電流的方法。從而減少電流互感器飽和現象的出現。

3.3減少電流互感器二次核定電流

我們可以通過對電流互感器二次核定電流量的逐漸減少來使測量儀表和保護回路串聯線圈的阻力，使電流互感器的工作狀態更加的接近于短路狀態。

4 結束語

當我們的電器發生電流方面的故障的時候，我們可以通過對電流進行處理，使電流得到控制，也可以通過選取合適的電流互感器使對繼電保護更加有效。或者，我們也可以選取更為高質量，高技術的繼電保護裝置。到不論是哪一種處理方式，都需要我們通過技術的進步促進整個電流保護裝置的發展，從而降低電流互感器飽和對繼電保護裝置的影響。因為在設備發生短路的時候，瞬間電流是非常大的，需要我們通過對電流分解得到控制，促使電流的差動保護。尤其是在短路電流的非周期分量大于周期分量得時候。所以我們要明白電流互感器飽和對于繼電保護的是有影響的。但也是因為這樣，我們才需要科研人員的努力，這不僅僅對于我們生活中的用電安全和便利程度有極大的促進，而且對于減少設備短路也有幫助。同時也希望我的建議可以對大家研究電流互感器飽和對繼電裝置的影響有所了解和處理。

參考文獻

[1]牛利濤，彭金寧，兀鵬越，何信林，張文斌.電流互感器鐵心飽和對繼電保護的影響和處理方法[J].現代電子技術，2012，35（24）：191-194.

[2]胡志華，張斌，姚彥霞.電流互感器飽和對繼電保護的影響及對策[J].內蒙古石油化工，2012，38（11）：56-57.

[3]牛昆鵬，徐海燕.電流互感器飽和對繼電保護的影響與判別方法[J].機電信息，2011，（15）：34-35.

[4]陳國清淺析電流互感器飽和對繼電保護的影響及對策[J].自動化技術與應用，2007，（10）：115-116.

[5]崔金豹.電容電流對線路差動保護影響及其補償方法的研究[D].華北電力大學（河北），2007.

（作者單位：國華（諸城）風力發電有限公司）