電流互感器飽和對繼電保護的影響及對策

王晨亮

摘? ? 要：隨著我國經濟發展水平的不斷提高和城市化進程不斷加快，我國對供電的質量和效率要求也不斷提高。因此電力系統中各個城市和地區都致力于電力改革，以更加穩定安全的保護裝置來保證電力系統的平穩運行和電網升級。新型保護裝置在一方面提高了供電穩定性，但另一方面也帶來較為嚴重的問題，如供電容量加大隨之帶來的大量電流短路狀況，電流互感器因其傳變電流信號的重要功能，成為影響繼電保護的重要影響因素。下文，筆者通過分析電流互感器的飽和現象，對該問題提出相應的對策，意在對該問題提出建設性合理化建議。

關鍵詞：電流互感器;飽和現象;繼電保護;對策;

1繼電保護與電流互感器之間的關系

為了確保電力系統的安全、經濟運行，需要對設備的運行狀況進行實時的監控和測量。作為電力繼電保護系統的重要組成部分，電流代表了電流互感器的運行特性，它直接關系著繼電保護裝置的運行可靠性。在電流互感器的安裝過程中，雖然在設計圖紙中沒有體現出電流互感器一次側極性端的安裝位置標準，但是在實際的安裝中我們要確保CT一次側極性的正確安裝，以免引起主變差動保護誤動，導致事故停電范圍擴大。

2電流互感器飽和現象及其原因分析

2.1電流互感器工作原理

儀用變流器的英文簡稱為CT，是電流互感器的別名。電流互感器的作用與變壓器的工作原理有相似之處，是將用電中出現的高壓大電流轉化為低壓小電流，電流互感器的工作原理來源于變壓器。電流互感器在將高電壓電流轉化為小電壓低電流的過程中是依照一定的比例進行的。電流互感器的正常作用一方面將高壓轉化為低壓，有利于保障供電設備和人們的安全，另一方面，將二次額定電源規定為5A，嚴格規范了儀表和繼電裝置的規格，為供電工作提供了一定的便利，減少了安全隱患。

2.2電流互感器飽和原因分析

電流互感器飽和的情況下，繼電保護會受到較為嚴重的影響，導致繼電保護的安全性和穩定性受到威脅。因此，電流互感器的飽和問題成為當前我國電力系統亟待解決的問題。但該問題的原因需要從多角度進行考量，并采取最佳方案進行應對。一般情況下，目前使用的P類電流互感器對于暫態特性未實現較為精準的要求，因此，很多電流互感器在運行過程中可能大量存在兩側暫態區別較大的現象。當電流變化幅度加大的情況下，電流互感器兩端的暫態不一致現象會更為明顯，由此造成差動保護失靈。這種電流互感器暫態不用的現象通常是由于電流互感器的暫態飽和導致的。電流互感器的飽和現象又可以歸為暫態飽和、穩態飽和兩種不同的現象。其中，電流互感器的穩態飽和是由于一次電流超過二次電流的傳變能力造成的，而電流互感器的暫態飽和通常是由于一些非周期分量流進CT飽和位置導致的。當電流互感器達到飽和時，會導致繼電保護發生誤判，出現各種異常，發生較為明顯的供電故障，并且對故障的檢修測距造成不良影響。

3電流互感器飽和狀態帶來的影響

3.1電流互感器飽和對電流保護的影響。

電流保護是一種瞬時性的保護，并且只能觀察出電流增大的現象。在電流保護區域內，某些情況下有兩相電短路狀況的發生，這時，如果發生短路的電流中非周期分量異常且較大，電流互感器就會發生暫態飽和。在電流互感器飽和的情況下，用電保護設備中接收到的短路電流精確度受到影響，不能等同于現實電流，這種情況下，電路保護裝置不能正常發揮作用，達到保護的效果。在電流保護區域內有時也會發生三相電的短路現象，但不同于兩相電，三相電中永恒存著著一項非周期分量很小的電流，這種非周期分量小的電流通常不會導致電流互感器飽和的故障。因此，在電流保護區域內，電流保護通常只會受到兩相電短路時造成的電流保護器暫時性飽和的影響而不會受到三相電短路影響。

3.2電流互感器飽和對差動保護的影響

在電力系統中，主要通過差電保護對變壓器進行保護，在保護的進行中，通常采用循環電流方法。差電保護功能保護變壓器繞組內外發生的短路故障以及變壓器單項匝間短路。電流互感器設置在繞組變壓器的兩端位置，運用循環電流法對變壓器形成保護，差動繼電器與差動回路向連接。差動回路應在設備運轉和一般電流異常情況下電流保持為0，但是在具體的實踐過程中，差電回路中很多情況下是有不平衡的電流經過的，因為目前情況下，我國采用的兩側電流互感器的特性通常都不能做到相同。差動保護位于被保護電路設備的兩端，用來保護變壓器內發生的短路異常，而電流互感器是位于變壓器的兩側。不平衡電流在設備正常運行或出現短路故障時會進入差動繼電器。

3.3電流互感器飽和對距離保護的影響。

在一般情況下，繼電器距離測算的精準度會在一定程度上受到電壓互感器和電流互感器產生的偏差的影響。電流互感器的誤差通常來源于其變化產生的誤差和角誤差等;電壓傳感器的誤差通常來源于電壓互感器二次電纜上的電壓變化和角誤差。這些因素在一定程度上會影響繼電器距離的測量，導致對保護繼電器運行的影響。

4電流互感器飽和對繼電保護影響的有效對策研究

4.1限制短路電流

要分析電流互感器飽和問題，可以從根本上分析其短路時的電流幅值，找到電流互感器飽和原因。具體措施如在日常的供電和保電工作中，采用分列的措施對比較高級別的電流進行控制，這種方法可以有效地對短路電流實行限制。但是，需要注意的是，通過分列運行的方法，也可能會產生相應的供電可靠性差的不良現象，這就需要供電人員采用多種解決辦法，如采用備用電源等方法來保證正常穩定且持續的供電，提高供電的可靠性，由此降低電流互感器飽和對繼電保護造成的不良影響，為人們正常的生產生活提供穩定的電力供應。

4.2綜合考慮各種因素選用恰當的電流互感器

電流互感器的飽和問題一方面需要從技術角度進行分析，在電流互感器的選擇中要綜合考慮各方面的影響作用因素，根據具體情況選擇最為恰當的電流互感器，從其本身預防其飽和問題。根據上文我們可得出電流互感器的飽和包含暫態飽和和穩態飽和兩種不同的狀況。針對電流互感器的暫態飽和情況，對于電力系統運行中的高壓和大電流的供電設備兩側需要采取TPY電流和互感器和PR電流互感器配合使用的方法。以此來降低電流互感器飽和問題對繼電保護造成的一系列不良影響，提高供電的穩定性。此外，在電流互感器的選擇過程中還需綜合考量其他影響因素，如電流互感器對電流的負載能力，電流互感器的飽和節點，電流互感器的安裝位置等對于繼電保護作用的正常發揮起到影響的復雜因素，面對特殊嚴格的供電和繼電保護需求，可以適當采用傳感器代替電流互感器的方法。

5結語

電流互感器的特性不同，產生的電流互感器飽和的原因也各種各樣，因此，對于電流互感器飽和對繼電保護影響要根據具體的原因和情況采取不同的對策。當前我國對于相關問題的預防和解決已經取得了一定程度上的進步，大體上避免了電流互感器飽和和繼電保護故障相互影響制約的惡性循環，并能夠找出故障發生的原因采取具體的可行性措施。我國電力行業應當繼續致力于研究減少繼電保護影響的對策，從根本上提高供電的穩定性，為人們的生產生活和國家經濟發展提供有力的電力保障。

參考文獻

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