电力变压器电流互感器的探讨

电力变压器电流互感器的探讨

【摘要】本文介绍了电流互感器过电压保护装置内部结构和工作运行原理，并对改进其运行过程中的安全性提出了有效对策和建议，以期为行业技术人员提供有益指导经验和借鉴。

【关键词】电流互感器；过电压保护装置；电力系统；应用

前言

电流互感器在电力系统中具有广泛的应用空间，例如电流、电压的一次测量、计量和回路安全保护等，都需要发挥其的功能作用。电力系统在正常运转过程中，电流互感器电阻值低于正常值，电流互感器此时类似于一个短路，电压较低。互感器在在运行过程中，二次绕组如果形成通路或者经过一次绕组的电压过大，就会在电力回路中形成数千伏的高压电压，这会严重损害二次系统的绝缘系统，甚至还会对互感器产生严重的毁坏。为了防止电力系统运行出现各种安全事故，保证工作人员生命安全，最近几年来开始研发一种全新的保护装置，它就是电流互感器保护装置，在电力行业得到了广泛普及和推广。本文将全面介绍电力系统保护装置的工作原理，分析其中存在的主要问题。

1、电力系统保护装置的工作原理

电流互感器过电压保护装置对安装环境要求相对较高。容易受各种外部环境因素的影响，电力系统容易出现各种异常过电压，对电力系统造成巨大的威胁。该保护装置具有良好的工作稳定性，电力系统在正常运行时过电流相对较小，电阻较高。由于过电流较小，因此电力回路中的动作值和测量表读数误差没有明显影响，此时保护装置控制电路处于断开工作状态。当电流互感器二次回路形成通路时，在二次绕组中会形成较高的过电压，此时如果保护装置能够在出现异常电压的同时，及时将二次绕组形成短路并发出报警信号，高电压危险就能够得到有效控制。

2、保护装置的组成内容

过电压保护装置主要组成部分有以下三种模块：电源模块、系统模块单元、显示模块。电源模块为保护装置提供动力，由电源线路和电源组成。开关电源装置负责控制整个装置的电源供应，电源装置正常工作电压是220伏。输出板负责处理控制模块发出的工作信号，针对安全操作给出相应的警报提示等。工作模块单元有电阻、处理器和回路路线等组成部分。

非线性电阻主要负责搜集电流互感器工作运行信息，搜集整理后的信息被传送到中央处理器进行深入处理，中央处理器根据信息分析结果做出应对决策和发出操作信号。显示模块单元由一些发光指示元件组成，主要接收控制模块传来的命令，使相应的发光指示元件动作并记忆存储。

3、保护装置的接线

正常而言，A、B、C三相与电流互感器始终同时保持密切链接状态，很少与两相连接，更少与单相连接。正常情况下都采用星形连接方式，特殊情况下也会使用三角形连接方式。电流互感器过电压保护装置主要用在二次绕组为星形连接方式的情况。电流互感器二次绕组A、B、C对应连接在过电压保护装置A、B、C接线端子上。A、B、C三相二次中心点（虚地N）连接在过电压保护装置的“N”接线端子上。若电流互感器只用A、B绕组，C相可以不接线，可以保证系统正常运行。在过电压保护装置内部，通常使用模块化接线方式，这可以避免在模块之间、板块与外壳之间连接更多的导线，代之以性能可靠的接插件。这样解决了装置由于抗干扰性能差可能发生误动的隐患，也为装置能经受高电压的冲击提供了可靠的保证。

4、应用范围及参数选择

一般在普通发电厂中，出于安全和经济的角度考虑，只有电压超过110kv的电力系统才会采用电流互感器过电压保护装置。之所以只针对ll0kV及以上系统采用保护装置，是因为这类高压电力系统主要设备包括电流互感器都暴露在户外，要求较高的安全防护能力。同时，互感器承担了较高工作压力，一旦形成通路会造成巨大的损失。会严影响电力系统的正常运行。如果经济条件允许，也可以对6kV及以上的系统采用类似保护系统，这可以显著提高电力系统工作安全性，节省大量人工成本，提高安全管理水平。

在安装电压保护装置时，要证其与互感器相靠近，以方便日后的维护。在户外作业时，要注意增加一台智能加热器，以保护装置各零件提供正常温度，保证其始终处于工作状态。选用电流互感器过电压保护装置时，要着重考虑以下几个参数：

（1）泄漏电流的选择。众所周知，泄漏电流与电流互感器误差成正比关系。在实际工作中，漏电流一般不得超过5安，这可以忽视其对测量、计量回路的电压影响。

（2）导通电压的选择。导通电压就是电压保护装置在工作工程中的电压，如果电压超过额定值，则保护装置自行启动。如何选择导通电压十分关键，因为它对整个装置的正常运转具有十分明显的影响。在通路状态下，电流互感器的电压形成过程相对复杂。它产生的电压峰值与开路前电流互感器所带的二次负载、电流互感器磁性材料特性、电流互感器二次绕组匝数等有关，计算起来比较复杂，现在各个生产厂家还没有一个明确的数据，正常情况下，生产厂家默认产品参数为250V。这个数据标准是经过长期生产实践来测定的，是实际过电压值的平均数，以其作为电压防护参考值，可以最大程度提高二次设备工作安全性。在一些短路出现概率相对较小、电流互感器与保护装置系统相对较近的场合下比较适用。如果系统出现短路的概率相对较大、电流互感器与保护装置距离相对较远、需要较长电缆连接时，导通电压需经计算，躲过系统短路时在电流互感器电缆上

产生的压降；否则设备保护装置的动作时间一旦小于电流互感器过电压保护装置的动作时间，一旦出现短路情况，TA会形成短接状态，此时保护装置启动进入保护状态。

（3）导通时间的选择。导通时间是指互感器过电压保护装置从发现异常电压到启动装置的反应时间。从理论上看，导通时间越短，保护装置的保护功能就越强。在实际工作中，导通时间要求最大不得超过1个周波的时间。即小于20I/IS。导通时间之所以小于20ms的原因是由于运行的电流互感器最高过电压产生在开路后的第1个周波内，即20ms内，如果在过电压产生后的第1个周波内电压开始上升时不能成功地将其抑制，而在产生了过电压后保护才导通，此时保护措施用途是无效的，电力设备已出现严重损坏。目前.电流互感器过电压保护装置已在多个电厂应用.用户运行报告显示：装置性能稳定、动作准确，是一种可靠的新型保护产品。

5、结束语

电流互感器过电压保护装置的出现，能够有效化解电流互感器通路过程中形成的高电压问题，对于解决电流互感器异常短路、接线端子失灵等造成的安全隐患具有很好的规避作用，可以有效避免各种突发故障和安全事故的发生，为保证管理人员的人身安全提供了一套可靠的安全设备，具有广泛的应用前景。

参考文献

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