電流互感器飽和對繼電保護的影響與對策分析

陳凡 嚴曉杰 王嬋媛

【摘 要】我國的經(jīng)濟發(fā)展需求對用電量的要求逐步增加，因此，電流互感器隨之出現(xiàn)大量的飽和現(xiàn)象，影響繼電保護的作用發(fā)揮。電流互感器與繼電保護裝置互相影響，互相制約。當繼電保護裝置所保護的電力設(shè)備正常運行時，繼電保護裝置為其提供開啟和關(guān)閉的功能，繼電保護裝置還承擔(dān)著將剩余電流引導(dǎo)進入保護裝置中的作用，該項工作的進行亦須以電流互感器的正常運行為保障，如在工作進行中，電流互感器發(fā)生故障，設(shè)備短路時的準確度會嚴重受到影響，繼而影響繼電保護裝置的作用發(fā)揮。

【關(guān)鍵詞】電流互感器;飽和;繼電保護;分析

1導(dǎo)言

在現(xiàn)代化的建設(shè)中，電力資源的需求程度不斷提升，需要在相關(guān)的電力技術(shù)、電力設(shè)備上進行鞏固。我國目前正處于發(fā)展中階段，未來的電力需求將會進一步地提升，電流互感器飽和的表現(xiàn)也會逐步增加。繼電保護工作，是電力輸送、應(yīng)用的重點內(nèi)容，如果在該方面出現(xiàn)了缺失或者是不足，將直接對后續(xù)的電力事業(yè)發(fā)展構(gòu)成威脅，同時不利于各地方建設(shè)發(fā)展，對居民的生產(chǎn)、生活也會產(chǎn)生很大的影響，需要特別關(guān)注。一旦電力需求得到提高，伴隨而來的就是電流互感器飽和的現(xiàn)象也會提升。按照以前的工作實例，有經(jīng)驗的工作人員認為影響到電流互感器飽和問題存在于一些影響因素。

2中壓飽和時的二次電流特性

中壓的磁化特性如圖1所示。

（a）電流互感器的近似線磁化曲線 （b）電流互感器的飽和點說明

圖1電流互感器飽和點計算的圖解說明

3電流互感器飽和狀態(tài)帶來的影響

電流互感器飽和現(xiàn)象的出現(xiàn)，并非偶然現(xiàn)象?，F(xiàn)階段的很多地方，都將電網(wǎng)做出了大幅度地升級，雖然更好地滿足了用電需求，可出現(xiàn)電流互感器飽和的概率也在提升，這就促使電力工作執(zhí)行過程中，不僅存在一定的機遇，同時還面臨很多的挑戰(zhàn)。

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(xiàn)象。在電流保護區(qū)域內(nèi)，某些情況下有兩相電短路狀況的發(fā)生，這時，如果發(fā)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(fā)生暫態(tài)飽和。在電流互感器飽和的情況下，用電保護設(shè)備中接收到的短路電流精確度受到影響，不能等同于現(xiàn)實電流，這種情況下，電路保護裝置不能正常發(fā)揮作用，達到保護的效果。在電流保護區(qū)域內(nèi)有時也會發(fā)生三相電的短路現(xiàn)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(dǎo)致電流互感器飽和的故障。因此，在電流保護區(qū)域內(nèi)，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(chǎn)生的偏差的影響。電流互感器的誤差通常來源于其變化產(chǎn)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(dǎo)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(chǎn)生相應(yīng)的供電可靠性差的不良現(xiàn)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(wěn)定且持續(xù)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(chǎn)生活提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。

4.2綜合考慮各種因素選用恰當?shù)碾娏骰ジ衅?/p>

電流互感器的飽和問題一方面需要從技術(shù)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(jù)具體情況選擇最為恰當?shù)碾娏骰ジ衅?，從其本身預(yù)防其飽和問題。根據(jù)上文我們可得出電流互感器的飽和包含暫態(tài)飽和和穩(wěn)態(tài)飽和兩種不同的狀況。針對電流互感器的暫態(tài)飽和情況，對于電力系統(tǒng)運行中的高壓和大電流的供電設(shè)備兩側(cè)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(wěn)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(jié)點，電流互感器的安裝位置等對于繼電保護作用的正常發(fā)揮起到影響的復(fù)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。

4.3通過新技術(shù)手段減少供電中的二次負擔(dān)

在減輕電流互感器飽和對繼電保護的影響的工作中，要嚴格采用限制短路電流和采用恰當電流互感器的方法，以此在很大程度上可以實現(xiàn)對繼電保護影響到的降低。具體的可行措施如就地配置繼電保護裝置，由此減少電流互感器的負載壓力，降低了飽和的可能性，保證更加穩(wěn)定的電力供應(yīng)。在就地安裝繼電保護裝置的工作中，要注意解決裝置在雨雪大風(fēng)等天氣狀況中的工作效果和抗電磁干擾能力的問題，從而確保繼電保護裝置有效發(fā)揮作用，減少電流互感器飽和對繼電保護帶來的不良影響。

5結(jié)論

電流互感器的特性不同，產(chǎn)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(jù)具體的原因和情況采取不同的對策。當前我國對于相關(guān)問題的預(yù)防和解決已經(jīng)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(huán)，并能夠找出故障發(fā)生的原因采取具體的可行性措施。我國電力行業(yè)應(yīng)當繼續(xù)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(wěn)定性，為人們的生產(chǎn)生活和國家經(jīng)濟發(fā)展提供有力的電力保障。

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（作者單位：國網(wǎng)江蘇省電力有限公司丹陽市供電分公司）