CT速饱和对差动保护影响
谈变压器区外故障CT饱和对主变保护的影响
起的主变差流速断保护误动的状况。 主变差流速断保护是一个非常简单的差动过电流继电
器 ，保护定值一般都是按照躲过变压器空投时的最大励磁涌 流或外部故障时的最大不平衡电流整定，但是变压器空投时 的励磁涌流或外部故障时的最大不平衡电流在实际应用时， 实 际 上 是 没 有 办 法 准 确 进 行 测 量 和 计 算 的 ，在 实 践 中 ，都是 通过各个地区的经验值来完成鉴定。
定 值 10.0A 大，保护动作时的录波见图3。
C T 铁芯里面的磁通密度增大，导 致 C T 出现饱和状态。
变压器区外故障C T 饱和的时候，因为主变比率差动保
护中都会有专门的C T 饱和判据，存在故障的时候可以正确
的区别故障类型属于区外故障还是区内故障，区 外 故 障 CT
饱和的时候能可靠闭锁保护，所以一般情况下不会导致主变
■ 1.3区外发展性故障吋主变差流速断动作
和非周期磁通方向一致的话，三者叠加以后就会大于C T 的
某 个 lio k v 变电站三圈变压器低压侧由区外CA相间短 饱和磁通，这样就会加剧C T 的饱和程度。
路故障发展成区外三相短路故障，主变低压侧A 相、B 相
和 C T 的二次负载以及故障电流的大小有较大的关系。
关键词：主 变 ；差 流 速 断 保 护 ；CT饱和
电 网 容 量 随 着 超 高 压 、 特 高 压 的 出 现 急 剧 增 加 ，而且高 压等级的大容量变压器也随之逐渐增多，为了保证变压器可 以安全运行、 系 统 稳 定 ，对主变差动保护的 快 速 性 提 出 了 新 的要求。传统的比率差动保护一般都会受到变压器励磁涌流 的闭锁，有的时候动作时间没有办法实现变压器对于安全运 行、 系 统 稳 定 的 要 求 ，所 以 ，一般情况下 都 会 配 置 差 流 速 断 保护作为主变差动保护的一个辅助保护，这样可以做到一旦 变压器内部有严重故障发生时就可以快速动作切除故障。但 是 ，差流速断保护提高了主变差动保护的快速性之外，出现
浅谈CT饱和对差动保护的影响
浅谈CT饱和对差动保护的影响摘要：随着我国电网输电等级的提高，大量TP类互感器和电子类互感器的应用于电网，抗CT饱和性能日益提高。
然而，CT饱和仍然是对差动保护有较大干扰作用的因素。
由于CT（电流互感器）的传变特性不一，尤其当其出现饱和时，差动保护感受到的电流波形出现畸变，差动电流与实际一次侧的情况出现偏差，可能引起差动保护误动作。
文章结合实践经验，分析了CT饱和对差动保护的影响。
关键词：CT饱和；差动保护；影响近年来，随着我国建设坚强智能电网的战略目标提出，以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的电网建设规模不断扩大。
220 kV及以上电压等级成为我国电网的主干网架，差动保护的应用日益普及。
在此背景下，关注差动保护的动作性能，研究CT饱和对差动保护的影响，具有重要的意义。
1 CT饱和现象CT饱和是指电流互感器饱和，互感器是指在电力系统中，为了对电力系统及其中各电力设备进行必要的计算、监控和保护，用来将高电平的电力参数按比例变换到低电平的参数或信号，再接到相应的继电保护及测量装置上的装置。
电流互感器就是将高电压电路中大电流变换为低电压电路中的小电流，并将高压和低压电路隔离，使它们之间不存在电的直接联系的主要元件。
在一般情况下，电流互感器能够准确将一次回路电流传变到二次回路电流，然而，当电力系统发生故障时，一次回路电流往往远大于正常负荷电流，且经常存在大量的衰减直流分量，导致电流互感器铁芯进入饱和状态，导致电流互感器的二次回路电流出现畸变，称为CT饱和现象。
2 CT饱和对差动保护的影响差动保护基于基尔霍夫电流定律，由于其原理简单，使用电气量单纯，保护范围明确，已广泛用于电力系统发电机、变压器、母线、线路、电抗器等电力系统主要设备，并作为主保护使用。
差动保护对电力系统的安全稳定运行起到至关重要的作用。
2.1 电流互感器饱和对线路光纤差动保护的影响电流光纤差动保护已经成为高压、超高压输电线路首选的主保护之一。
浅析电流互感器饱和对继电保护的影响及对策
浅析电流互感器饱和对继电保护的影响及对策摘要：目前，我国社会和经济发展水平的提高，对能源的需求量越来越大。
在用电时，一个重要的条件就是保证电网的稳定，其中电流互感器的饱和是一个不容忽视的问题，它会对电网的安全运行造成很大的影响，从而影响到电网的运行。
文章将根据作者的工作体会，对电流互感器饱和状况进行一些分析，并着重讨论了应采取的对策。
关键词：电流互感器；饱和；继电保护引言：为防止差动保护中的电流互感器在大容量电机起动时由于电流过大而产生差动保护的误动作，除在设备选择上要保证选择容量充足的保护级，还可以通过电流互感器的伏安特性曲线与现场测量的电流互感器二次环负载阻抗来求出电流互感器的饱和点，从而计算出电流互感器在最大可能发生的过流情况下是否会发生故障，以及差动保护会不会发生故障。
只有充分理解电流互感器饱和度，制定出合理的防CT饱和措施，才能保证其可靠运行。
1.电流互感器的工作原理通常情况下，电流互感器的中性线1要比中性线2小，从这一点可以看出，电流互感器是一种“变流”装置，其工作原理和变压器的工作原理是一样的，而且，它的工作条件和变压器的短路很像，原来的边标是P1和P2，副边标是S1和S2。
当电流互感器的原边与主线串联时，我们把它叫做相线1，这时原边的圈数是中性线1，而副边接一个内阻很低的安培计或电能表的电流绕组，这时，我们把它叫做相线2，副边的匝号是中性线2。
其余的副边和预定的正向，都是按照电工学的要求来处理的。
2.电流互感器饱和对继电保护的影响2.1电流互感器饱和对比率差动保护的影响在电流保护器中，有一种保护称为差动保护，它是根据电流互感器的饱和特性而设计的，当电压互感器饱和后，出现了偏差，当电压差动保护的工作条件达到一定程度的时候，保护就会正常工作，并继续工作。
然而，与此相反，如果这样的故障状况不符合比例差动保护的相应操作条件，则会极大地提高电气电流中出现穿越电流的概率。
同时，也会造成电流互感器的饱和，还会产生差分电流。
风电场区外故障时CT暂态饱和导致线路差动保护误动的分析及对策
３５ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ３０
言２０５
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收 稿 日期 ：２０１８—０２—１８。 基金项 目：山东省专业学位研究生教学案例库建设项 目（２０１６）。 作者简介 ：于 群 （１９７０一），男 ，教授 ，研究方 向为电力 系统继 电保护 和电力 系统安全分析技术 。Ｅ－ｍａｒ ｌ：ｙｕｑｕｎ＿７０＠１６３．ｔｏｍ
（１．山东科技 大学 电气与 自动化工程学院 ，山东 青岛 ２６６５９０；２．国网技术学院 ，山东 济南 ２５０００２）
摘 要 ：通过对风 电场输 电线路发生区外故障 的研究发 现 ，故障 电流 中的大量直流分量 易引起电流互感器 （ｃＴ）的暂态饱和 ，进而导致差动保护误动 。针对该问题 ，文章提 出了一种改进 的递推快速三点算 法 ，并将其应 用于风 电场输 电线路 的差 动保 护中。通过仿真验证 了所提算法 具有计算速度快 、精度 高 、抗饱 和能力强 的特 点 ，可 以解决风 电场送 出线路发生区外故障时的 ＣＴ暂 态饱 和导致保护误动的问题 。 关键词 ：风 电场 ；电流互感器暂态饱 和 ；纵联差动保护 ；算法 ；外部故障 中 图分 类 号 ：ＴＫ８９：ＴＭ７７３ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文章 编 号 ： １６７１—５２９２（２０１８）０７—１０５５—０７
浅析电流互感器饱和对发电厂继电保护的影响和对策
浅析电流互感器饱和对发电厂继电保护的影响和对策摘要：电流互感器作为各类保护的测量元件，其测量效果的好坏将直接影响保护动作的效果，而其饱和问题在实际应用中又比较突出。
本文简要地分析了电流互感器产生饱和的原因和对继电保护产生的影响，并结合工作经验提出了一些实用的对策，为相关工作人员提供参考。
关键词：电流互感器；饱和；继电保护；对策一、引言电流互感器（Current Transformer，CT）是发电厂继电保护装置中的重要元件，对继电保护是否能够发挥保护功能起到了决定性的作用。
电流互感器发挥着电流信号的传变作用，其运行效率直接关乎到电厂继电保护装置的保护动作是否快速准确。
当电流互感器运行中是否存在饱和现象，与继电保护装置运行的安全可靠性密切相关。
文章针对电流互感器各种饱和原因和对继电保护的影响作简要分析，并提出有效对策，对发电厂继电保护的正确动作具有实际意义。
二、电流互感器饱和的原因（一）电流互感器的饱和过程由于电流互感器是一个具有铁芯的非线性元件。
当铁芯不饱和时，励磁阻抗Zm的数值很大且基本维持不变，因此励磁电流Im很小，可近似认为励磁支路开路，此时可认为一次电流和二次电流成正比而且误差很小。
当互感器的一次主回路发生短路故障时流过互感器的大短路电流极可能使其饱和，励磁阻抗Zm迅速下降，励磁电流增大，最严重时会使一次电流全部变成励磁电流，造成二次电流为零的情况。
此时一次的故障电流不能正确地反应到二次侧，从而影响继电保护不能正常动作。
实际的饱和过程非常复杂，且此过程其实是一个恶性循环的过程（二）电流互感器饱和特性电流互感器的饱和可分为两类：一类是大容量短路稳态对称电流引起的饱和（以下称为稳态饱和）；另一类是短路电流中含有非周期分量和铁心存在剩磁而引起的暂态饱和（以下称为暂态饱和）。
这两类饱和的特性有很大不同，具体分析如下：1.电流互感器稳态饱和特性电流互感器稳态饱和的原因是当流过互感器一次侧的稳态对称电流大于一定值时，电流互感器二次侧产生的电动势将超过了一定值时，引起互感器铁芯出现饱和。
CT饱和引起的越级跳闸事故分析
CT饱和引起的越级跳闸事故分析引言：随着电力系统的发展，CT（Current Transformer）作为电力测量和保护的重要设备，广泛应用于电力系统中。
然而，在实际运行中，CT饱和引起的越级跳闸事故时有发生。
因此，本文将从CT饱和现象的原因和影响，以及越级跳闸事故的原因和防范措施等方面进行分析，以提高电力系统运行的安全性和可靠性。
一、CT饱和现象的原因和影响CT饱和是指CT在过载电流作用下，输出信号不随输入信号的线性增加而线性增加。
主要原因有以下几个方面：1.铁心饱和：CT铁芯材料的磁化特性会导致铁芯在特定磁场强度下产生饱和现象，使得输出信号不再按照线性关系增加。
2.磁导率的频率特性：CT铁芯材料的频率特性会导致在高频电流下CT饱和现象更明显。
3.频率响应不均匀性：CT传统结构中的磁路路径存在不均匀性，导致在不同频率下，饱和现象也存在不同程度。
CT饱和的影响主要体现在以下几个方面：1.测量误差：由于饱和现象导致输出信号不随输入信号增加而线性增加，因此可能导致电流测量误差增大，进而影响到电力系统的负荷计量和电能计量准确性。
2.保护动作延迟或误动：在电力系统故障发生时，CT饱和现象会造成保护装置误判，保护动作延迟或误动，进一步影响电力系统的安全性和可靠性。
3.不稳定性：CT饱和现象可能导致输出信号的波动性增大，进而对系统稳定性产生影响，甚至引发电力系统振荡等问题。
二、越级跳闸事故的原因和防范措施越级跳闸是指在电力系统运行中，由于CT饱和现象引起的保护动作，而动作保护的级别比实际故障电流对应保护所设定的动作值低。
其主要原因有以下几个方面：1.CT选择不当：CT的选择与安装位置不当可能导致CT在运行中频繁饱和，从而引起越级跳闸事故。
2.保护装置设置失误：保护装置的设置参数如果不合理，比如设置的动作值过低，或者没有考虑到CT的饱和问题，也会导致越级跳闸事故的发生。
3.CT破损或老化：长时间运行使得CT内部绝缘破损，导致磁路不均匀，从而引起饱和现象。
电力系统中CT饱和对继电保护装置的影响研究
电力系统中CT饱和对继电保护装置的影响研究作者：钱锋来源：《华中电力》2013年第12期摘要：电流互感器（CT）作为电流信号传变元件，采用电磁感应的原理得到与一次侧电流成比例的二次电流。
当磁通饱和时励磁电流增大，两侧电流的比例关系发生改变，二次输出电流畸变。
随着我国电力系统容量的不断增大，在220kV～500kV变电站低压侧（10kV～66kV）出线近处故障时，安装在线路上的原有CT可能出现饱和从而引起保护继电器拒动，并越级使主变的后备保护动作跳闸，扩大停电范围。
如何有效地防治因CT饱和引起地继电保护误动，多年来一直未能得到很好地解决，是个值得研究地问题。
文章分析影响电流互感器饱和的主要因素及其对继电保护装置的影响，提出解决电流互感器饱和问题的具体办法。
关键词：电流互感器；饱和；继电保护装置随着接入电力系统的大机组的增多和电网建设的加强，电力系统的短路容量不断增加。
在电力系统中，单台主设备容量远远小于系统短路容量的情况越来越多，特别是高压启动/备用变压器（简称起备变下同）、高压厂用变压器和高压并联电抗器等。
在这些主设备出口短路时一般有多个电源提供短路电流，为避免电流互感器（简称CT下同）饱和，CT需要按照故障时通过互感器的最大短路电流不应超过其准确限值电流来选择。
但是这将导致实际二次电流过小，保护整定困难；而互感器的体积过大，安装困难且成本高。
若按照主设备额定容量来选择CT，由于区内出口故障时短路电流可能到达CT的额定电流的100倍以上，会造成CT严重饱和，此时能否确保继电保护正确动作，成为继电保护工作者关心的问题。
一、影响电流互感器饱和的主要因素电流互感器根据用途可以分为保护用互感器和计量用互感器。
计量用互感器的精度比保护用互感器的精度要高，并且更容易饱和，这样才有利于防止系统发生故障时产生的较大短路电流给计量表带来的损坏。
保护用电流互感器根据对暂态饱和问题的不同处理方法，又可以分为P 类和TP类。
CT饱和导致的110kV主变差动保护误动作分析
CT饱和导致的110kV主变差动保护误动作分析摘要：本文简述了CT饱和对主变差动保护影响的基本原理，并对一起110kV主变区域外故障时差动保护误动作的事件进行了分析，从一次设备、二次设备、二次回路及录波装置进行分析，并最终确定为CT饱和而导致的，并结合实际给出了可实施有效的建议。
关键词：差动保护；CT饱和；误动作；故障分析0 前言近年来，用户用电的需求量增加，电力系统的供电容量也变大，系统的短路电流量也急剧增大，系统中的因CT饱和而导致的保护不正确动作事件也越来越多；继电保护规定在一定的短路电流下，CT的误差不能超过一定的规定值，特别是其一、二次的变比误差。
特别对于电磁式电流互感器，由于铁芯及绕组的存在，铁芯的非线性励磁特性及饱和程度[1]将严重影响着CT的性能，下面结合110kV某变电站由于CT饱和导致主变差动电流速断动作进行分析，并结合实际给出一些建议。
1 CT饱和对差动保护影响的基本原理现如今，运行中的110kV及以下等级的电流互感器大多数是电磁式电流互感器，而其原理则是通过铁芯及绕组间的电磁感应来实现一、二次侧电流传输的；而电磁式电流互感器由于铁芯的非线性励磁特性，当电力系统发生短路故障时，而且短路电流特别大的时候，电流互感器会产生饱和的现象，导致输出的二次电流产生严重不真实，从而使得保护装置不正确动作【2】；主变差动保护原理是基于基尔霍夫电流定理的，通常通过装置采集高压侧、中压测、低压侧的电流I1、I2、I3，通过保护装置的系数调整，利用二侧（或三侧）调整后的电流矢量和构成差动电流，其差动电流则作为差动继电器的动作量；在正常情况下，保护装置的差流一般无限接近0A，但是如果主变某一侧CT饱和，则该侧会产生一个虚假的二次电流，通常会比正常情况下的二次电流更小，对于发生在变压器区内的短路故障，由于差动电流以及制动电流的测量值都会被影响，其比率系数就会符合差动保护动作的条件。
这各时候的比率差动保护的动作特性还是有用的，其满足了比率差动保护的动作条件，差动保护依然可以正确的动作；但是对于发生在变压器区域外的故障，产生很大的短路电流时，导致CT饱和，会因变压器各侧CT的饱和程度不同，各侧测量的二次电流不同，其差动电流也将有很大的变化，从而导致保护误动作。
一起由于CT饱和造成主变差动保护误动作的故障分析
Ｍ ａｎ ａ ｓ ｒ ｅ ｏ ｉ Ｔｒ ｎ ｆ ｍ ｒ ｆ ｒ ＣＴ ｔ ａ ｉ ｎ ｏ Ｓａ ｕｒ ｔｏ
Ｚ Ａ ｉ ｕ ｎ ，ＨＩ ｉｇ Ｈ Ｏ Ｑ － ａ ‘Ｓ ｎ ｙ Ｊ
Ａｂ ｔａ ｔ ｈ ｏ ｇ ｎ ｌ ｚｎ ｈ ａｌ ｒ ｎ ａｔａ ｓｏ ｍｅ ｕ ｓ ｔ ｎ ｎ ａ ｓ ｓｆ ｓ －ｃ ｉｎ ｆ ｉ ｅ ｅ ｔ ｌｐ ｏｅ － ｓ ｒ ｃ ：Ｔ ｒｕ ｈ ａ ａｙ ｉｇ ｔ ｅ ｆｉ ｅ ｏ ｎ ｆ ｒ ｒｓ ｂ ｔ ｉ ，ａ ｄ ｉ ｃ ｕ ｅ ａ ｅ ａ ｔ ｓｏ ｆ ｒｎ ｉ ｒ ｔｃ ｕ ｒ ａｏ ｔ ｌ ｏ ｄ ａ ｔ ｎ ｍａｎ ｔ ｎ ｆ ｒ ｅ ｉ ｃ Ｔ ｓ ｔ ｒｔ ｎ ｉ ｉ ｒ ｓｏ ｏ ａ ｍ ｒｓｎ ｅ Ｃ ａｕ ａｉ ．Ｔ ｅ ｐ ｐ ｒ ｐ ｔ ｏ ｗ ｒ ｓ ｓ ｃ ｆ ｏ ｕｉ ｎ ，ｔ ｕ ｒｖ ｄ ｓ ａ ｃ ｒ ｉ ｅｅ － ｏ ｈ ａ ｅ ｕ ｓｆ ｒ ａ ｄ ｐ ｉ ｃ ｓ ｌ ｔ ｓ ｈ ｓｐ ｏ ｉ ｅ ｅｔ ｎ ｒｆ ｒ ｅ ｉ ｏ ａ ｅ ｃ ｏ ｌｙ ｐ ｏｅ ｔ ｎ ｏｆ ｅ ｓａ ｄ ｄ ｓ ｎ ｒ ． ｎ ｅｆ ｒｒ ａ ｒｔｃ ｉ ｆ ｃ ｒ ｎ ｅ ｇ ｅ ｓ ｅ ｏ ｉ Ｋｅ ｗｏ ｄ ：Ｃ ａｕ ａｉ ｎ ｙ ｒ ｓ Ｔ ｓ ｔｒ ｔ ； ｄ ｆ ｒｎ ｉｌｐ ｔｃ ｉｎ； ｆ ｓ ｏ ｉｅ ｔ ｒ ｅｔ ｅ ａ ｏ ｏ ｌ ａ ｅ—ａ ｔ ｎ ｃｉ ｓ ｏ
增刊 ２
灯亮 。
赵启元等 ： 一起由于 ｃ Ｔ饱和造成主变差动保护误动作的故障分析
６ ３
从 图 ２可 以看 出 ， 压 侧 电流 （ ，Ｉ， ） 高 Ｉ Ｉ】Ｉ 、 ） 中压 侧 电流 （ ， ， ： 基 本 同相 ， 明高 、 压 Ｉ Ｉ Ｉ） 说 中 侧 同时为 低压 侧提供 短路 电流 ， 而且理 论上 高 、 中
CT饱和对母差保护的影响
。
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:
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故使 差 动继 电 器 的 差 流 很小 保 护不 误动 区 内故 障若 C T 饱 和 因 内部 故 障后 3 一 s m s 之 内 保 护 能 快速 动 作 并 将 动作状 态记 录下 来 从 而 保 证 了 保 护 能 可 靠 动作 出 口 分 析表 明 该 型 保 护 若 区 外故 障 C T 处 于 浅饱 和 状 态 或 C T 二次 与 辅 助 变 流 器 之 间联 系 阻 抗 较 大 差 动继 电器 有 可 能 误 动 因 此 应 注意 继 电器 中各 参数 的 选 择 5 2 2 同 步识 别法 当母 线 上发 生 故 障时 同 时在 差动元 件 中 出 现差 流 即 工 频 电压 或 工 频 电 流 的 变 化与 差动 元 件 中的 差 流 是 同 时出 现 ( 差 3 一 s m s ) 在 母 差保 护 中 当故 障电 流 或 故 障 电 压 与 差 动 元件 中 的 差 流不 同 时 出 现 时 ( 即 认 为 差动 元 件 中 的 差 流是 区 外 故 障 C T 饱和 产 生 的 立 即 闭锁 保 护 一定 时 间 5 2 3 自适 应 阻抗 加 权 抗 饱和 法 采 用 了 工 频 变 化 量 阻 抗元 件 △ Z 当 发 生 母 线 区 内 故 障时 工 频 变 化 量 差 流 元 件 △ I 和 工 频 变 化 量 阻抗 元 件 △ Z 与 工 频 变 化 量 电 压 元 件 △ U 基 本 同 时动 作 而 区 外 故 障时 由于 故 障起 始 时 C T 尚 未进 人饱 和 △ I元 件 和 △ Z 元 件 的 动作 滞后于 △ U 元 件 利用 △ I 元 件和 △ Z 元 件 与 △ U 元 件 动 作 的 相 对 时 序 关 系 构成 了 自适 应 阻抗 加 权判 据 5 2 4 基 于 采 样 值 的重 复 多 次判 别法 采 用 同 步 识 别法 或 自适 应 阻抗 加 权 抗 饱 和 法 的 鉴别 方 法 只 适 用 于 故 障瞬 间 这 两种 方 法 只 能 将母 差保 护 短 暂 闭锁 否 则 当 区 外 故 障转 区 内故 障 时 将 致使 母 差保 护 拒 动 在 微 机 保 护 中 是 将 同 步 识 别法 ( 或 自适 应 阻抗 加 权 法 ) 与 基 于 采 样 值 的 重 复 多 次判 别 法 相结 合 构成 C T 饱 和 鉴 别 元件 该 法 实 际是 基 于 C T 一 次 故 障 电 流 过零 点 附 近存 在 线性 传 变 区 原 理 构成 的 它 是在 对 差 流一 个 周 期 的 连 续 R 次 采 样 值判 别 中 有 S 次及 以上 不 满足 差 动元 件 的 动作 条 件 则 认 为 是外 ; 部 故 障 C T 饱 和 连 续 闭锁 母 差保 护 否 则判 为 区 内故 障 立 即 开放 母 差保 护 5 2 5 谐 波制 动原 理 该 方法 是 利 用 C T 饱 和 时 差 电流 的波 形 将 发 生 畸 变 其 中含 有 大 量 的 谐 波 分量 而 构成 的 但 当 发 生 区 内 故 障 C T 饱 和 时 差 电流 中 同样 会有 谐 波 分 量 因 此 为 防止 区 内故 障拒 动 须 同 时引人 其 他 辅助 判 据 一 般 采 用 的是 利用 区 外 故 障 C T 饱 和后 在 线性 传 变 区 无 差流 方 法来 区 别 区 内 区 外 故 障 而 利用 谐 波制 动 防止 区 外 故 障误 动 6 结束 语 母 线 保 护 经 常 承 受 穿 越 性 故 障 的 考 验 因此 抗 C T 饱 和 能力 对 母 线保 护 是一 个 重 要 的 参 数 在 变 电 所母 差 保 护 等相 关 设 备设 计 及 选 型 时 应充 分 加 以 考 虑 避 免 因 区 外 故 障 C T 饱 和 而 造 成母 差误 动 的 恶 性事 故 的发 生
直流保护系统CT饱和引起直流工程桥差保护误动分析及改进措施
关键词 ：Ｃ 饱和 ； 直流保护 系统； 数字仿真 Ｔ
Ａｎ ｌ ｓｓｏ ｎ ｎ ｅ ｒｐ ｏ ｅｂ ｉ ｇ ｉ ｅ ｅ ｔ ｌ ｒ ｔ ｃ ｉ ｎ ｃ ｕ ｅ ａ ｙ ｉ ｆａｕ ｗａ ｔ ｄ ｔ ｉ ｆｔ ｒ ｄ ｅｄ ｆ ｒ ｎ ｉ ｏ ｅ ｔｏ ａ ｓ ｄ ｈ ａ ｐ ｂ ａ ｕ ａ ｉ ｎ ｓ ａ ｅ ａ ｄ ｉｓｉ ｐ ｏ ｅ ｙ ｙ ＣＴ ｓ ｔ ｒ ｔ ｔ ｔ ｎ ｏ ｔ ｍ ｒ ｖ ｄ ｗａ ｓ
中图分类 号： Ｔ ７ Ｍ７
文献标识码 ： Ｂ
文章编号： １０ —８ ７２ ０ ）１０ １ ４ ０ ３４ ９ （０ ７２ ０ ００
０ 引 言
随着 电力系统 的不 断发 展与 贯彻 中央 “ 电东 西 送 ” 的发 展 战略 ，我 国陆续 兴建一 批超 高压 、大 容 量 、远距 离直流 输 电工程 和 交直流 并联 输 电工程 。 许继集 团作为我 国在 直流 输 电控制 和保 护领 域做过 实 际工 程 的集 团公 司 ，通 过 消化吸 收 引进 技 术 ，对 引进技 术进 行升 级提 高 ，最终 形成 了具有 国际先进 水 平和 拥有 自主 知识 产权 的直 流输 电控 制保 护系 统 ，并 形成 设备 的后续 自主 研发 能力 和工程 的独 立 建 设能 力 。在 完成 灵宝 背靠 背直流 输 电工程 控制 保 护 系统研 制后 ，又 承担 了贵广 Ｉ 回这一 高压 、大 容 Ｉ 量直流 输 电工程 的控 制与 保护 系统 的研制 任 务 ，在 工 程 调试过 程 中 ，通 过对 系统进 行各 种试 验 ，发现 并 解决 了系统存 在 的一些 问题 ，为 贵广 Ｉ 回直 流输 Ｉ 电系统 正式投 运 后 的安全ｌ ｉ ｆ ｅ ｅｗａ ｓｉ ａ ｓｓｅ ｒｕ ｈＲＴ ｒ ｇａ ． ｄｔ ａｉ ｔ ｏ ｓ ｙ ｓ ｓｅ ｓｄｔ ｏ ｇ ＤＳ（ ａ ｉ ｇｔｌ ｉ ｌｔｒ． ｈ ｄｙ ｔ ｈ ｈ Ｒｅ ｌ ｍｅＤｉｉ ｍｕａｏ） Ｔ ａＳ
电流互感器饱和对变压器差动保护的影响
／２０２４ ０５电流互感器饱和对变压器差动保护的影响乐海琦（淄博市张店区市场监督管理局）摘 要：电流互感器是变压器差动保护的重要组成部分，用于测量电流并检测变压器的故障。
然而，电流互感器会在电流过大时发生饱和，导致输出信号变形，影响变压器差动保护的可靠性。
本文研究了电流互感器（ＣＴ）饱和对变压器差动保护的影响。
研究发现，电路中谐波阻塞是由ＣＴ饱和触发，此行为对继电器产生显著影响，为此对影响进行了建模，并通过ＣＴ模拟、继电器二次注入和高电流一次注入验证了保护模型的准确性。
结果表明，谐波闭锁可以有效地防止ＣＴ饱和引起的干扰跳闸。
关键词：电流互感器；变压器差动继电器；谐波阻塞；数学建模０ 引言电流互感器（ＣＴ）是电力系统中一种常见的电气设备，用于测量和传输电流。
当电流通过ＣＴ时，会在铁心中产生磁场，从而感应电势，进而反映出电流的大小。
然而，在某些特定的工作条件下，ＣＴ可能会遭受饱和，导致其输出信号与实际电流之间存在误差。
这种电流互感器的饱和现象对变压器差动保护有着重要的影响。
本文将分析电流互感器饱和对变压器差动保护的影响，并提出相应的解决方案。
电流互感器的饱和现象主要是由于电流的波形非正弦引起的。
当电流波形包含高次谐波或者瞬变，或者存在过电压等异常情况时，ＣＴ的铁心可能会饱和。
饱和导致ＣＴ输出信号的失真，从而使差动保护无法准确地检测到故障电流［１ ３］。
饱和还会导致输出信号的非线性变化，使得变压器差动保护的阈值设定变得困难。
阈值的设定依赖于准确的电流测量，但由于饱和效应，输出信号变形，可能导致阈值设置不准确，误操作或错过保护。
变压器差动保护继电器建模通过对三组现代数字继电器的注入试验进行验证。
大电流一次注入，测试期间饱和电流波形，验证ＣＴ和保护继电器模型。
主要研究继电器的瞬态不对称ＣＴ饱和效应，这是变压器差动保护下ＣＴ饱和的方式。
此外，新型数字继电器通常使用偶数谐波（由不对称电流产生）来处理浪涌，因此ＣＴ和继电器之间的动作可以达到预想结果。
电流互感器饱和对继电保护装置的影响分析
电流互感器饱和对继电保护装置的影响分析隨着供电系统容量的不断加大，系统短路电流也随之激增，导致电流互感器（简称CT）饱和问题也日益严峻。
CT一旦出现饱和现象，就有可能造成继电保护拒动、误动作或是延迟动作，同时也降低了故障测距的准确性。
常见的CT饱和分为稳态饱和与暂态饱和两种。
前者产生的原因是一次电流值过大，导致二次电流不能正确传变一次电流;后者产生的原因是由于大量非周期分量进人电流互感器饱和区域造成的。
标签：电流互感器饱和;继电保护;影响分析;对策引言在继电保护装置中，电流互感器作为电流信号的传变元件对继电保护的正确、快速动作有着决定性的作用。
电流互感器出现饱和现象就会直接影响继电保护装置的可靠性。
在被保护的设备没有正常运作或者发生故障时，继电保护装置的任务就是作用于开关，从而发出警报信号，与此同时，就需要将设备上还保存的电流引人到保护装置中去，这就需要电流互感器来进行完成的工作。
如果电流互感器本身存有问题，将会大大降低在设备短路时的准确度，对继电保护的正确工作产生非常大的影响。
一、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-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--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。
二、电流互感器饱和对继电保护的影响结合以往的工作经验和当下的工作标准，认为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电流互感器饱和出现后，流人电流继电器的短路电流二次值，将会直接出现变小的情况。
此时，将会引起继电保护的拒动问题，对部分地方的用电稳定性、可靠性，将产生.很大的影响。
关于变压器区内严重故障CT饱和闭锁差动保护的研究
关于变压器区内严重故障CT饱和闭锁差动保护的研究摘要：变压器时电力系统主要的主要设备之一,所以配置整套完整的保护十分必要.差动保护作为变压器的主保护,在变压器短路故障时采用比率制动原理,使得变压器在区外故障时不动作,区内轻微故障时动作.但是当变压器发生区内严重故障如油箱内短路时容易引起变压器发生爆炸时,保护装置需要瞬时切断变压器两端断路器,切除变压器.而区内严重故障产生的短路电流导致差动保护用的电流互感器饱和,有可能使差动保护拒动,所以目前通常利用短路故障产生二次谐波分量闭锁差动保护的功能,安装差动速断保护,保护变压器.关键词:变压器；差动保护；差动速断；二次谐波分量Research on Transformer Fault Severe CT Saturation Region Locking Differential ProtectionZhang Tian-jiao(Datang international Beijing gaojing thermal power plant,Beijing 100041,china) Abstract:Transformers is one of the important main power system equipment, Therefore, a complete set of configuration is necessary to protect. Differential protection as the main protection of the transformer, the transformer short-circuit fault in the braking ratio using the principle of making the transformer when external faults.but not in action when the local minor fault action. But when a serious fault occurs in the region transformer. As likely to cause a short circuit within the transformer tank explosion. protection devices need to cut off both ends of the transformer circuit breakers transiently,cuting the transformer. And serious failures in the region led to short-circuit current differential protection with current transformer saturation, it is possible to make differential protection tripping. So currently we often use second harmonic component locking differential protection function, install instantaneous differential protection, protecting the transformer.Keywords: Transformer, Differential protection ,instantaneous differential protection, Second harmonic components变压器是电力系统重要的主设备之一，在发电厂通过升压变压器将发电机得电压升到一定的电压值与输电线路实现并网。
CT饱和对差动保护影响(改)
电流互感器饱和对发电机纵差保护影响的仿真分析贾文超尹项根孙磊王勇（华中科技大学电气与电子工程学院，武汉，430074）摘要：针对电流互感器（CT）饱和会影响发电机纵差保护动作特性问题，本文利用MATLAB 仿真分析了非周期分量大小、暂态电流幅值、二次负载大小对CT饱和的影响。
并建立一次系统分析了CT饱和对发电机纵差保护的影响，最后提出了预防CT饱和的措施。
关键词：纵差保护；电流互感器；变比；饱和Influence of Current Transformer Saturation On Generator DifferentialProtection And Its CountermeasuresJIA Wen-chao, YIN Xiang-gen, SUN Lei, Wang Yong(College of Electrical & Electronics Engineering, Huazhong University of Science & Technology,Wuhan 430074, China)0 引言发电机纵差保护简单可靠，动作速度快，是发电机相间短路的主保护，该保护是利用短路故障时机端和中性点侧不平衡电流实现的。
目前大型水轮发电机均采用多分支结构，使得机端和中性点CT变比不一致。
由于发电机容量大，发电机机端故障时，流过CT一次侧的短路电流很大，将会使两侧CT或中性点侧CT发生饱和，影响保护动作行为。
因此，本文利用MATLAB对CT 特性进行了仿真分析，分析了CT饱和对保护动作特性的影响及采用的措施。
1 仿真模型利用MATLAB中的PSB模块建立CT 仿真模型。
MA TLAB以矩阵运算为基础，把计算可视化程序融合到一个交互的工作环境中，可实现工程计算、算法研究、建模与仿真、数据分析及可视化、工程绘图等功能。
PSB模块是针对电力系统可视化建模与仿真的工具，应用它对电力系统进行仿真分析时，其基本步骤是从PSB模块中选择所需的元件，构造出相应的系统模型，填写参数，然后进行仿真。
变压器区外故障CT饱和对主变保护的影响分析
变压器区外故障CT饱和对主变保护的影响分析邓茂军;许云龙;张童;姚晴林;马和科;姚东晓【摘要】In recent years, transformer instantaneous differential protection misoperated several times on the site. As a secondary protection, transformer instantaneous differential protection should act as fast as possible without any blocking logic when serious internal faults occur in the transformer and the differential current value is bigger than the trip value. Through on-site analysis of several accidents, CT saturation during external fault is the direct reason that causes instantaneous differential protection misoperation. Through analyzing the reason why P level CT is easily saturated, this paper improves the instantaneous differential protection's action logic for different fault types, which is very easy to implement in computer protection. The results show that the improved scheme can significantly improve the protection's capacity against CT saturation in external fault without reducing the acting sensitivity in internal fault.%近年来,现场出现了多起主变差流速断保护误动的事件.主变差流速断保护作为差动保护的一个辅助保护,要求在变压器内部发生严重故障时能快速动作切除故障,因此保护通常不增设任何闭锁条件,只要差流大于保护定值就会动作跳闸.通过对现场的几起事故进行分析,区外故障时CT饱和是造成主变差流速断保护误动的直接原因.在分析了P级电流互感器容易饱和的原因后,根据不同的故障类型对差流速断保护动作判据进行了改进,这种改进方案在微机保护中非常容易实现.试验结果表明,改进方案能明显提高区外故障时差流速断保护的抗CT饱和能力,也不会降低区内故障灵敏度.【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2012(040)004【总页数】5页(P129-133)【关键词】主变;差流速断保护;CT饱和;灵敏度【作者】邓茂军;许云龙;张童;姚晴林;马和科;姚东晓【作者单位】许继电气公司技术中心,河南许昌461000;许继电气公司技术中心,河南许昌461000;许继电气股份有限公司,河南许昌461000;合肥工业大学,安徽合肥230009;许继电气公司技术中心,河南许昌461000;许继电气公司技术中心,河南许昌461000【正文语种】中文【中图分类】TM770 引言随着超高压和特高压电网的出现，电网容量急剧增加，高电压等级的大容量变压器也越来越多，为了确保变压器的安全运行和系统的稳定，对主变差动保护的快速性提出了新的要求。
基于考虑CT饱和特性对变压器差动保护的影响的判据分析
基于考虑CT饱和特性对变压器差动保护的影响的判据分析摘要：针对一种具有抗CT饱和而影响变压器差动保护的正确动作的算法，在区外故障时能够及时闭锁差动保护的新原理进行分析，该原理简单可靠地实现区外故障实时闭锁，区内故障可靠开放保护。
关键词：CT饱和、变压器、差动保护、突变量1引言变压器差动保护是其内部故障的主保护。
与线路纵差、母线差动保护等不同，变压器各侧的电压等级不一致，使得变压器各侧CT在容量、变比、铁心结构和传变特性等方面均存在较大差异，会对差动保护性能带来负面影响。
2CT饱和对保护的影响2.1 CT暂态饱和在实际电力系统中，变压器保护用CT在设计上已经避免了稳态饱和，但在合闸瞬间或发生故障后总会存在一个暂态过程，该过程一般持续数十毫秒至数秒，在此过程中CT的性能与稳态情况下相比有较大差别，也可能发生饱和，此时即为CT的暂态饱和。
在暂态过程中，一次电流中一般都会含有一定的非周期分量，对CT的暂态特性造成不利影响，其饱和特性会使二次电流畸变与相对减小，复合误差显著增大。
2.2 CT饱和对保护的影响[1]变压器两侧或三侧CT饱和程度不同时，即使变压器内部无故障，一次回路电流相对差动值很小，二次回路也可能因各侧CT型式、性能或剩磁不同而出现较大不平衡电流，该电流可能导致差动保护误动。
CT饱和对差动继电器影响取决于继电器类型以及故障类型。
对于区内故障，即使电流波形畸变或减小，差动继电器也容易实现可靠动作。
重要的是必须保证区外故障时，不会因为各侧CT饱和程度不同而出现大差流时保护误动作。
为此，需要采用特殊的抗CT饱和的措施。
3抗CT饱和措施[2]3.1 比率制动比率制动是使用最广泛的防止差动保护误动的措施。
差动保护动作电流取各自分支电流的向量和，或称为差电流，即。
保护动作条件是和。
其中为最小动作电流，为制动系数。
制动系数可采用多个数值实现不同制动特性。
采用比率制动的初衷是穿越短路电流越大，CT误差形成的差流也越大，需要相应增大制动电流，以防止差动保护误动。
电流互感器饱和对距离保护及母差保护的影响及对策
电流互感器饱和对距离保护及母差保护的影响及对策作者：浦挺来源：《科技资讯》 2011年第15期浦挺(江苏省电力公司南京 210024)摘要:本文对我国某地区220kv变电所发生的事故来论述电流互感器(CT)饱和的基本原理,电流互感器饱和对距离保护和母差保护的影响,电流互感器饱和的衡量指标和影响因素,并给出了几种防止电流互感器饱和的方法。
关键词:220kv 距离保护母差保护电流互感器饱和中图分类号:TM77 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)05(c)-0134-022011年3月中旬,我国某地区X变电所220kV Y开关两套主保护(#602高频/931分相电流差动)动作,A相跳闸,重合不成开关三跳,X变220kV母差保护动作,220kV副母线所有设备跳闸。
X变电所220kV副母线其他所有设备一、二次均检查正常。
后X变告;Y开关CT饱和引起母差保护动作,开关暂时不能运行,遂转冷备用处理。
事故发生之后,相关负责人组织了专家对事故发生的原因进行了分析,并在报告中得出结论;X变电所220kV母差动作原因是Y开关A相CT暂态饱和引起,故障发生后3ms即发生饱和;Y开关CT经实验后确认可投入运行,但在发生单相接地重合于永久性故障,故障后CT线性传变区小于3ms时,220kV母差仍有动作可能;目前X变电所所有线路CT变比均为1200/5,建议将同类CT更换为变比大、剩磁系数小的CT。
近年来我国一些地区电网升级改造逐渐展开,从而使得供电容量逐渐加大,系统电流短路的概率也逐渐增加,电流互感器(CT)饱和的问题日益凸显,从而影响了继电保护装置正确工作,因此很有必要讨论电流互感器饱和对于保护装置的影响,本文主要讨论其对母差保护和距离保护的影响。
1 CT饱和对保护影响的基本原理CT作为电流源,它是继电保护和监控系统判别系统运行状态的重要组件。
作为继电保护对CT的基本要求就是当CT二次输出电流的时候继电保护能够准确地反映出CT第一次输入电流的状态。
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CT饱和对变压器差动保护的影响
2008-06-22 13:58:09| 分类：默认分类| 标签：|字号大中小订阅
5月沙站变电站改造投运以来，因10kV线路故障速断跳闸引起的主变差动保护动作多次发生，两年来因线路故障引起的主变差动保护动作达十几次，检修工区组织人员多次查找与分析，始终没有得到有效的解决，使检修人员承受着较大的精神压力、经济损失和繁重的工作量。
二、故障检修
1、该站差动继电器采用许昌继电器厂生产的DCD—4型产品。
2、故障发生后我们对差动保护装置进行了全面检查。
⑴对差动继电器进行了校验，并将正常运行的继电器进行了更换，检验合格。
⑵检查差动保护整定值，与定值通知单的数据相符。
⑶检查差动保护二次回路接线正确，二次回路绝缘符合规程要求。
⑷测量相位角与差流均正确。
⑸测量电流互感器的变化，变流比符合通知单要求。
⑹差动保护传动试验，差动继电器动作正确,信号继电器掉牌正确，保护出口继电器动作正确，
保护装置无误动或拒动现象。
以上各项目检查全部合格，说明差动保护装置及二次回路接线良好，未有故障。
三、综合分析
根据以上常规的故障查找方法，均未查出明显的问题，因此我们查阅了继电保护丛书以及继电保护装置及二次回路故障检修书籍等。
我们认为：既然差动保护装置各项检查都合格，那么，只能对差动CT作进一步分析，看CT是否有问题。
但从历史统计数据来看，差动保护从未因CT引起过误动，所以没有引起足够重视。
但从故障性质进行分析，都是因为10kV线路速断动作引起的误动。
也就说明短路电流较大时，造成CT铁芯饱和，产生二次不平衡电流。
因此，我们又查阅了关于电流互感器的反事故措施，
要求表明：
来源:
⑴要适度增大主变电流互感器变比，以减小电流互感器大电流时的饱和度。
⑵改善互感器特性，使用差动继电器专用（D级）电流互感器，其伏安特性试验，要求电流互感器在二次绕组中加入电流为1A时，二次绕组端电压为120V以上，随着电流的增大，二次绕组端电压逐步
上升，不迅速饱和。
⑶增大差动保护用电流互感器二次回路电缆芯线截面,以减小电流互感器二次回路负载电阻。
⑷目前我们常用的电流互感器的精度等级，0.2级用于测量，0.5级用于计量，3级、10P级用于保护，D级用于差动，另外：10P级又分为：10P/10、10P/15、10P/20等，表示10P/10级型电流互感
器在10倍一次额定电流下，复合误差不超过5%。
根据这一原则，我们对高低压CT进行了详细的排查，结果发现，10kV电流互感器的差动保护为10P级，35kV开关套管CT差动保护为0.2级。
原因是这台开关原来是线路开关，变电站改造将其作为主变开关，因CT变比过大，故进行更换，更换后厂家一是误更换为0.2级；二是没有更换铭牌。
所以安装人员将其作为差动CT。
这样以来当外部产生较大的短路电流时，高低压侧CT的饱和状态和饱和程度不成正比，因此产生较大的不平衡电流，造成差动保护动作。
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问题分析确认后，我们将套管CT，更换为10P/10级，差动保护误动作问题得到了有效的解决。
由此得出，CT饱和对差动保护的影响：
⑴在故障条件下,由于故障电流大、故障电流中的非周期分量、CT铁心中剩磁的存在等原因，CT存在饱和的可能性,特别是CT在大的冲击电流之后,由于剩磁的影响,CT可能在比较小的故障电流下而
发生饱和。
⑵比率制动特性仅考虑了10%误差曲线，这意味着比率制动特性不能保证当CT饱和，误差超过10%以后能可靠制动。
所以在外部故障时，如果仅有比率制动特性，CT饱和时，差动就有误动的可能。
换一句话说，仅有比率制动特性的差动保护，在外部故障时发生误动是不可避免的。
⑶如何解决CT饱和对差动保护的影响。
历史上曾出现的高阻、中阻差动。
当今微机保护中采用
的CT饱和检测技术。
四、故障结论
主变差动保护装置误动，主要由35KV侧差动保护所用的LW8-35六氟化硫断路器套管CT的精度等级选择不当，形成当外部故障短路电流较大时，两侧CT饱和度不成正比，出现不平衡电流,引起差动保护
动作。
五、防范措施
1、差动保护接线要选择相应的CT变比和精度。
来源:
2、主变保护CT变比适度增大,以减小大电流时的饱和度。
3、差动保护两侧CT的特性应一致。
4、选用差动CT要进行伏安特性实验。
用伏安特性曲线上的拐点电压U拐除以5 A与额定二次阻抗的乘积所得的商与标称准确限值电流倍数相比较，是考核保护级CT抗饱和性能的直观方法。
前者大
则抗饱和特性符合要求，否则即为不合要求。