电流互感器事故分析及处理措施

电流互感器事故分析及处理措施
摘要：针对外部故障时电流互感器饱和导致继电保护误动的情况，从故障
电流非周期分量和互感器励磁特性两个方面，分析电流互感器饱和产生的原因以
及电流互感器饱和时的一二次电流波形。

说明一次电流非周期分量对电流传变的
影响,致使电流互感器的二次侧无法如实反映一次侧电流的变化情况,因此在考核
互感器饱和对保护的影响时,必须考虑非周期分量引起的暂态饱和。

文中分析了
电流互感器饱和对保护的影响，并提出防止电流互感器饱和的方法。

0引言：电流互感器饱和给电网安全稳定运行造成严重隐患。

文中从线路短路时稳态对称电流太大和故障电流非周期分量两方面入手，分析电流互感器饱和
的原理，以及防范措施等。

分析故障电流非周期分量导致电流互感器饱和，为确
保继电保护可靠动作，对其误动进行分析，并提出防范措施。

1 电流互感器饱和分析
电流互感器饱和指的是铁心饱和，电流互感器正常工作时一次电流在铁心中
产生交变磁通，二次绕组处在交变磁场中可产生感应电动势，二次侧在工作时不
允许开路，因此二次侧可产生感应电流，可以通过二次电流准确地反应一次电流。

1.1电流互感器工作原理
电流互感器正常时，励磁阻抗Z0很大，励磁电流I0、励磁电压近似为零；随着一次电流I1的增大，磁密增加，导磁系数减小，励磁阻抗Z0减小，励磁电流
I0增加，导致铁心饱和。

1.2电流互感器稳态饱和
铁心的饱和可以分为两种情况。

一是稳态饱和，二是暂态饱和。

稳态饱和：
励磁电流和二次电流是按比例分流关系。

当一次电流由于发生事故等原因增
大时，必然按比例增大，于是铁心磁通密度过大，使铁心趋于饱和。

1.3电流互感器暂态饱和
当一次非周期分量长时间作用于互感器时，可能导致铁心严重饱和，其饱和时间由时间常数决定。

当故障发生时，一次电流中有衰减的非周期分量励磁，使励磁电流不能突变。

如果非周期分量存在时间长,则很容易使互感器出现暂态饱和。

2电流互感器饱和对保护的影响：
2.1对电流速断保护的影响
电流互感器饱和后，短路电流二次值变小，甚至小于电流继电器的定值，导致保护拒动。

尤其对电流速断保护中尤为显著。

电流互感器严重饱和后，一次电流全部化为励磁电流，二次感应电流为零，流过电流继电器的电流为零，保护装置拒动。

2.2对母线差动保护的影响
根据电流互感器饱和的特征，可知出现故障时，由于铁心中的磁通不能发生突变，电流互感器不能立即进入饱和区，而是存在3-5ms的线性传递区。

当母线上故障，差动元件中的差流与故障电压和故障电流同时出现；当母线保护区外故障，而某组电流互感器饱和时，差动元件中的差流比故障电压和故障电流晚出现3-5ms。

3防止电流互感器饱和的方法与措施：
3.1限制短路电流
在已建成的系统中可在高一级的电压等级中采取分裂运行，可通过备用电源自动投入来补偿分裂运行造成供电可靠性的降低；在新建系统中可采取串联电抗器的做法来限制短路电流。

3.2增大电流互感器的变比
用继电保护装置安装处可能出现的最大短路电流和互感器的负载能力与饱和倍数来确定电流互感器的变比。

3.3减小电流互感器的二次负载
1)选用交流功耗小的继电保护装置
2)尽可能将继电保护装置就地安装
3)减小电流互感器的二次额定电流
3.4采用铁心开气隙的电流互感器
以往的电流互感器采用连续铁心容易饱和，以致发生短路故障初期其误差就很大，快速动作的继电保护中若采用这种互感器其可靠性将会降低。

而铁心开气隙的和互感器在稳定状态和故障发生初期的过渡过程其精确到仍可以满足保护要求，其传变误差在保护允许范围内。

4.5采用抗饱和能力强的继电保护装置
1)采用对电流饱和不敏感的保护原理或保护判据
2)用对CT饱和不敏感的数字式保护装置
3)采用快速动作的继电保护
3.6采用制造工艺合格的产品
在设备招标时，必须选用制造工艺合格的厂家，交接试验时严把质量关，尽量找出安装工艺的缺陷。

在日常维护时运维人员定期对设备进行红外测温、油色谱分析、暂态地电压和超声波检测局放等带电检测手段，保证电力设备安全可靠运行。