电流互感器饱和对继电保护的影响及对策刘朋维

电流互感器饱和对继电保护的影响及对策刘朋维

刘朋维王成龙

国网内蒙古东部电力有限公司兴安供电公司137400

摘要：最近这些年，人们对电力能源的依赖性越来越强烈，需求量也与日俱增，与此同时，人们对供电质量和效率要求也不断提高。因此必须重视电力改革，以更加稳定安全的保护装置来保证电力系统的平稳运行和电网升级。新型保护装置在一方面提高了供电稳定性，但另一方面也带来较为严重的问题，如供电容量加大随之带来的大量电流短路状况，电流互感器因其传变电流信号的重要功能，成为影响继电保护的重要影响因素。

关键词：电流互感器饱和；继电保护；影响及对策

引言

继电保护是保障电力网络正常运转和供电安全稳定的重要环节。但是，在电力网络众多设备中，继电保护容易受到其他设备的影响，比如电流互感器发生饱和的时候，继电保护就会受到很大程度的影响，进而出现一些误动导致预警信号发出。为避免继电保护受到影响，就要降低电流互感器饱和时的影响，采取有效的防误动措施来保障继电保护的正常运行。

1电流互感器饱和的基本原理

电流互感器又称仪用变流器(CT)。它是一种将高电压大电流变换成低电压小电流的仪器。其工作原理和变压器相似，是利用变压器在短路状态下电流与匝数成反比的原理制成的，它的一次线圈匝数很少，而二次线圈的匝数很多。电流互感器把高电压大电流按一定的比例缩小为低电压小电流，以供给各种仪表和继电保护装置的电流线圈。这不仅可靠地隔离开高压，保证了人身和装置的安全。此外，电流互感器的二次额定电流一律为5A，这就增加了使用上的方便，并使仪表和继电器制造标准化。

2电流互感器饱和对继电保护的影响

电流互感器饱和现象的出现，并非偶然现象。现阶段的很多地方，都将电网做出了大幅度地升级，虽然更好地满足了用电需求，可出现电流互感器饱和的概率也在提升，这就促使电力工作执行过程中，不仅存在一定的机遇，同时还面临很多的挑战。电流互感器饱和对继电保护的影响集中在以下几个方面：

2.1差动保护的影响

电流互感器出现饱和时，会影响相应的差动保护装置进行错误的判断后，进行错误的出口。变压器差动保护动作时，防止电路在运行时的电流和电压不符合相关的规定，需要进行自动判断差动，可减少事故发生，现在许多场合都可应用此方式。但是电流互感器在饱和后进行的判断是错误的，不仅不能起到一定的安全作用，反而可能阻断正常的运行，增加继电活动的危险性，不利于继电保护活动的进行。

2.2电流保护的影响

电流保护是一种瞬时性的保护，并且只能观察出电流增大的现象。在电流保护区域内，某些情况下有两相电短路状况的发生，这时，如果发生短路的电流中非周期分量异常且较大，电流互感器就会发生暂态饱和。在电流互感器饱和的情况下，用电保护设备中接收到的短路电流精确度受到影响，不能等同于现实电流，这种情况下，电路保护装置不能正常发挥作用，达到保护的效果。在电流保护区域内有时也会发生三相电的短路现象，但不同于两相电，三相电中永恒存着着一项非周期分量很小的电流，这种非周期分量小的电流通常不会导致电流互感器饱和的故障。因此，在电流保护区域内，电流保护通常只会受到两相电短路时造成的电流保护器暂时性饱和的影响而不会受到三相电短路影响。

2.3零序保护的影响

在接地系统中，由于电路的规划设计不符合对称的相关要求，导致了不同程度的基波幅值的波动变化，从而使电路中的电流流向偏离了预定的路线。无论电路设计的对称还是不对称，电流互感器在饱和状态下通常不存在零序电压，这与过流保护形成差异。那么，在电流测量时就会很难发现零序电压，对测量结果的准确度会造成干扰。

2.4距离保护的影响

电流互感器在对电流进行变比，减小电流数值的过程中，对电流数值的识别和判断可促使继电保护发挥作用。然而，在电流互感器发挥测量作用时，如果遇到的阻抗增大，那么，相应的继电保护范围就会扩大。在达到饱和状态后，阻抗就会小于正常状态下的数值，相应的保护范围也将变小。而继电保护是需要在一定的范围内发挥作用的，阻抗下降、范围缩小导致继电保护达不到规定的距离范围，也就无法发挥作用。

3电流互感器饱和对继电保护影响的有效对策

3.1限制短路电流

电路在运行时，如果出现短路情况，会导致电流的传输不畅等问题，出现回路阻抗增大等问题，所以限制短路电流的相关措施尤为重要。限制短路电流的相关措施早就有了一定的发展。在电路使用时，尽量使用分列并行的方法来扩大电路流通范围，可以使电路在运行过程中，由一定的判断后，启用备用电路进行调节。只要在高电压情况下做好分列运行的措施，就可以起到限制短路电流运行的相关效果，对继电保护时故障电流的运行以及电流互感器饱和情况下的防误动等，都是极有利的措施。

3.2综合考虑各种因素选用恰当的电流互感器

电流互感器的饱和问题一方面需要从技术角度进行分析，在电流互感器的选择中要综合考虑各方面的影响作用因素，根据具体情况选择最为恰当的电流互感器，从其本身预防其饱和问题。根据上文我们可得出电流互感器的饱和包含暂态饱和和稳态饱和两种不同的状况。针对电流互感器的暂态饱和情况，对于电力系统运行中的高压和大电流的供电设备两侧需要采取TPY电流和互感器和PR电流互感器配合使用的方法。以此来降低电流互感器饱和问题对继电保护造成的一系列不良影响，提高供电的稳定性。此外，在电流互感器的选择过程中还需综合考量其他影响因素，如电流互感器对电流的负载能力，电流互感器的饱和节点，电流互感器的安装位置等对于继电保护作用的正常发挥起到影响的复杂因素，面对特殊严格的供电和继电保护需求，可以适当采用传感器代替电流互感器的方法。

3.3减小二次负担

通过实施上述两项措施，继电保护所受到的影响，基本上得到了良好地解决。可对于现阶段的快速发展而言，电力工作的革新速度非常快，部分电力技术的成熟和应用，为电流互感器饱和的解决带来了新的影响因素。为此，我们在解决继电保护影响的过程中，还必须对细节工作特别注意。建议在今后的工作中，通过多元化的方法、手段，将二次负担有效地减少，从而取得更好的继电保护效果。例如，CT的负载主要是二次电缆的阻抗，将继电保护装置就地安装，大大缩短了二次电缆长度，减小了CT的负担，避免了饱和。另外，就地安装后，还简化了二次回路，提高了供电可靠性。就地安装方式对继电保护装置本身有更高的要求，特别是在恶劣气候环境下的运行能力和抗强电磁干扰的性能要好，但这两个问题都不难解决，现在佛山地区新建或改造后的变电站10kV馈线保护装置都是就地安装的。

结语

电流互感器的特性不同，产生的电流互感器饱和的原因也各种各样，因此，对于电流互感器饱和对继电保护影响要根据具体的原因和情况采取不同的对策。当前我国对于相关问题的预防和解决已经取得了一定程度上的进步，大体上避免了电流互感器饱和和继电保护故障相互影响制约的恶性循环，并能够找出故障发生的原因采取具体的可行性措施。我国电力行业应当继续致力于研究减少继电保护影响的对策，从根本上提高供电的稳定性，为人们的生产生活和国家经济发展提供有力的电力保障。

参考文献

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