电流互感器饱和对差动保护的影响
浅谈电流互感器饱和引起电保护误动及对策
浅谈电流互感器饱和引起电保护误动及对策摘要：我国社会主义市场经济的发展带动电力行业的进步，各种不同层次的发展都需要建立在电力行业的输配电之上，电力资源的需求渐渐增多。
科技的发展，电力系统电网也在不断进步，短路容量的增加，电流互感器饱和的问题越来越严重，造成的电保护误动事故时常发生。
本文就电流互感器饱和引起电保护误动事故发生的原因进行研究和探讨，并提出相应的防范对策。
关键词：电流互感器；饱和；保护误动；防范措施一、电流互感器概述电流互感器的电力系统中不可或缺的一个设备，已经被大范围地应用在电流测量和电力系统的分析当中。
随着电力系统中各部分设备的不断升级改造，电流互感器的工作环境逐渐变得复杂。
不仅绝缘问题和成本问题需要被解决，电流互感器的饱和引起电保护误动问题的严重性也日渐突显。
当电流互感器达到饱和，将会在很大的程度上干扰继电保护设备操作的正确性，导致保护误动以及拒动。
因此，保持其的误差特性和百分之十的误差曲线对继电保护人员非常重要，这样不仅能够避免继电保护设备在被保护装置发生故障时拒动，还能保障电力系统工作运行情况的稳定性，这对提高继电保护设备的动作的正确率有着积极的作用。
二、电流互感器的误差电流互感器是一种把一次大电流变成二次小电流，同时把低压设备和高压设备的线路相隔离的一个常见电气设备。
作为标准和测量使用的电流互感器，应该考虑其在正常的运行状态下的比误差和角误差；作为保护使用的电流互感器，为了保障继电保护和自动设备的正常稳定运行，应该考虑若系统出现最大短路电流时，继电保护设备能够继续在正常的稳定工作状态下运行，而不会因为饱和以及误动带来拒动。
所以有相关标准规定，运用在继电保护的电流互感器，在设备的二次侧负载和一次电流在一定的条件下，电流误差不应该超过百分之十。
当电一次升流不能够检测出分段互感器不能满足百分之十的误差要求时，应该采用以下几个措施：一方面，采用特安特性比相对高的电流互感器，增强代负荷的能力；另一方面，增加电流互感器的变比，不妨采用额定电流较小的电流互感器，用来减少电流倍数；其次，串联备用级别一样的电流互感器二次绕阻，让符合能力增加一倍；然后，加大二次电缆横截面的面积，采用消耗功率小的继电器也是可以考虑的，用来减小二次侧符合；接下来，把电流互感器的接线方法改了，不要用传统的方法，要对电线的接线方法进行创新；最后，改变二次负荷元件的接线方式，把数量一定的负荷转移到互感器备用绕阻，用来减少负荷的数量。
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发布时间：2022-01-05T05:32:42.548Z 来源：《科学与技术》2021年8月22期作者：孙伟[导读] 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。
孙伟国网新疆电力有限公司塔城供电公司、新疆塔城市、834700摘要：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。
包头第三热电厂出现过#1给水泵启动时差动保护误动作的情况。
究其根本原因,是因两侧电流互感器暂态传变特性不一致造成二次侧差动电流增大,因而造成差动保护误动作。
关键词：电流互感器饱和;继电保护;分析;影响和对策;为了避免差动保护的电流互感器大容量电动机启动时因电流过大出现饱和而导致差动保护误动作,除了在设备选型上要确保选用容量足够的保护级电流互感器外,还可根据电流互感器的伏安特性曲线和现场实测的电流互感器二次回路负载阻抗计算出电流互感器的饱和点,以此推算出在最大可能出现的穿越电流作用下,电流互感器是否会饱和以及差动保护是否会误动作。
只有对电流互感器饱和充分了解认识,制定合理的抗CT饱和对策,才能确保继电保护装置的可靠性。
1电流互感器的工作原理以及重要作用1.1电流互感器的工作原理一般我们规定的电流互感器，中性线1要小于中性线2，由此我们可以看出，电流互感器本质上来说就是一个“变流”器，而且它的工作原理基本与我们所知的变压器是无差别的，不仅如此，电流互感器的工作状况类似于变压器处于短路的状态，原边符号为P1、P2，副边符号为S1、S2。
当电流互感器的原边串接入主线路时，此时我们称这个电流为相线1，此时原边的匝数为中性线1，副边接内阻很小的电流表或功率表的电流线圈，此时的副边电流我们称之为相线2，副边匝数为中性线2。
电流互感器饱和影响因素及其对保护动作的影响
电流互感器饱和影响因素及其对保护动作的影响摘要：在变电站中，继电保护能感受到的故障范围取决于电流互感器（TA）的安装位置，继电保护能切除的故障范围取决于断路器的安装位置。
继电保护用电流互感器在短路时，将互感器所在回路的一次电流转换到二次回路，电流互感器铁心饱和是影响电流互感器性能的最重要因素，进而成为影响继电保护正确动作的重要因素。
关键词：电流互感器；饱和影响因素；保护动作引言电流互感器其铁心的非线性励磁特性，通过互感器大电流将导致电流互感器发生饱和，不能正常转换电流，转换到二次侧的小电流发生缺损和畸变，无法正常反映配电网电流的大小，最终导致继电保护发生拒动或者越级跳闸等事故。
目前在配电网中已经出现多起电流互感器饱和造成二次电流变电流变小，引起过电流保护的拒动或动作延时，导致事故范围扩大，同时出现电流互感器饱和造成距离保护之间失去配合。
对配电网中运行的电流互感器饱和的检测非常重要。
CT一、二次电流的传变是通过CT铁心的传变特性进行的，并且该传变特性是非线性的。
当CT铁心运行在线性区时，CT的励磁阻抗很大，使得励磁回路中的励磁电流很小，此时系统一次电流可以完全传变至二次侧;当CT一次侧电流突增时，流入励磁回路中的电流增加，导致产生铁心磁通的积累，使得CT由线性区逐渐转变至过渡区;当励磁电流增大到一定程度时，产生的磁通逐渐饱和，CT铁心进入到饱和区。
1CT饱和影响因素分析1.1一次稳态交流分量对CT饱和的影响通过改变双端供电网络电源额定电压的幅值，并设置一个线路三相短路故障得到具有不同幅值的稳态交流分量。
对比不同工况下CT二次侧传变电流的变化情况，研究一次稳态交流分量对CT饱和的影响。
当系统发生短路故障时，由于短路电流的激增使得CT二次侧电流发生畸变，CT开始饱和，且系统电压等级越高时，CT一次侧稳态交流分量越高，此时CT二次侧传变电流越大，使得CT磁通增加速率越快，导致CT二次侧电流畸变时刻越早，二次侧电流畸变越严重，最终CT饱和程度越严重。
电流互感器饱引起电保护误动及对策
电流互感器饱引起电保护误动及对策电流互感器是电力系统中非常重要的设备，保证电力系统稳定可靠的运行，对提高继电保护装置的正确动作率有着十分重要的意义。
本文主要论述了电流互感器饱引起电保护误动及对策。
《安徽电力》主要在电力、电机工程范围内开展学术及技术上的探索与讨论;交流有关规划、设计、制造、施工、运行、检修以及科研试验、技术革新等方面的新成果，新技校、新工艺、新经验。
本文简单介绍了电流互感器(CT)饱和的原理，分析了电流互感器出现饱和现象就会直接影响继电保护装置运行的可靠性因素，并提出解决电流互感器饱和问题的具体办法。
1 电流互感器的误差电流互感器，用来将一次大电流变换为二次小电流，并将低压设备与高压线路隔离，是一种常见的电气设备。
做为标准和测量用的电流互感器，要考虑到在正常运行状态下的比误差和角误差;做为保护用的电流互感器，为保证继电保护及自动装置的可靠运行，要考虑当系统出现最大短路电流的情况下，继电保护装置能正常工作，不致因为饱和及误差带来拒动，因而规程的规定，应用于继电保护的电流互感器，在其二次侧负载和一次电流为已知的情况下，电流误差不得超过10%。
当电一次升流未能检测到分段流互感器不满足10%误差要求时，应采取以下措施(1)改用伏安特性较高的电流互感器二次绕阻，提高代负荷的能力;(2)提高电流互感器的变比，或采用额定电流小的电流互感器;以减小电流倍数m10;(3)串联备用相同级别电流互感器二次绕组，使负荷能力增大一倍;(4)增大二次电缆截面，或采用消耗功率小的继电器;以减小二次侧负荷;(5)将电流互感器的不完全星形接线方式改为完全星形接线方式;差电流接线方式改为不完全星形接线方式;(6)改变二次负荷元件的接线方式，将部分负荷移至互感器备用绕组，以减小计算负荷。
2 电流互感器饱和对继电保护的影响电流互感器的误差直接影响其实际应用，饱和是引起误差的主要因素之一。
当电流互感器的铁心中磁通密度达到一定数值时将出现饱和现象，此时磁通密度再增加时，要求励磁电流大幅度增加。
浅析电流互感器对变压器差动保护的影响
浅析电流互感器对变压器差动保护的影响摘要：在生产实践中，由于电流互感器极性错误或接线不正确等造成保护装置误动和拒动，由此而引起的停电事故时有发生且故障多发生在主变压器差动保护。
本文简要分析了电流互感器对变压器差动保护正确可靠动作的影响，并提出了相应的解决措施。
关键词：电流互感器差动保护影响解决措施1 概述电流互感器是电力系统重要的电气设备,它承担着高、低压系统之间的隔离及高压量向低压量转换的职能。
其接线的正确与否，对系统的保护、测量、监控等设备的正常工作有极其重要的意义。
因此，正确判断电流互感器的极性及二次接线的正确性是非常重要的。
2 变压器差动保护基本概念2.1 保护范围变压器差动保护的范围是构成变压器差动保护的电流互感器之间的电气设备、以及连接这些设备的导线。
2.2 接线变压器常采用yn/△-11接线。
此时变压器两侧的电流相位差为30°，因此两侧电流互感器次级电流虽然大小相等（当选用适当变比的互感器时），但相位不同，故仍会有差流流入继电器。
为消除此种不平衡电流，须将变压器一次星形侧的电流互感器接成三角形，而将变压器二次三角侧的电流互感器接成星形，以校正变压器二次电流的相位差。
3 电流互感器对差动保护的影响分析3.1 电流互感器极性接反对变压器差动保护的影响铁芯在同一磁通作用下，一次线圈和二次线圈将感应出电动势，其中两个同时达到高电位的一端或同时为低电位的那一端都称为同极性端。
当任何一侧(或两侧)的一相、二相或三相的电流互感器极性颠倒接反，会使其中一侧(或二侧)的电流相量反相，在正常运行条件下，即形成所谓“和接线”（即两侧电流不是相差180°，而两侧对应的电流同相位），导致在执行元件上产生很大的差压，从而在正常运行及外部穿越性故障时，差动保护均引起误动。
3.2 电流互感器接线组别错误对变压器差动保护的影响电流互感器接线组别错误时在过负荷及穿越性故障会使差动继电器误动作。
主变压器联结组别一般为yn/△-11，若高压侧接成逆相序，则变为yn/△-1。
单位内部认证变配电运行值班员考试(试卷编号1201)
单位内部认证变配电运行值班员考试(试卷编号1201)1.[单选题]机械闭锁是利用电气设备的( )对相应电气设备操作构成的闭锁，其一般由电气设备自身机械结构完成。
A)操动机构B)机械联动部件C)操作机构D)储能机构答案:B解析:2.[单选题]隔离开关拉不开时应采取（____）的处理。
A)不应强拉，应进行检查B)用力拉C)用加力杆拉D)两人拉答案:A解析:3.[单选题]重合闸后加速是指（ ）。
A)线路故障，保护有选择性动作跳闸，重合闸进行重合，重合故障线路保护无选择的动作切除故障B)线路故障，保护无选择性动作跳闸，重合闸进行重合，重合故障线路保护有选择的动作切除故障C)线路故障，保护有选择性动作跳闸，重合闸进行重合，重合故障线路保护有选择的动作切除故障D)线路故障，保护无选择性动作跳闸，重合闸进行重合，重合故障线路保护无选择的动作切除故障答案:A解析:4.[单选题]线路改检修，利用线路压变进行带电闭锁的，应在（ ）拉开线路压变高压侧刀闸和二次侧空开（或熔丝）。
A)线路转为冷备用状态后B)线路转为热备用状态后C)合上线路接地刀闸前D)合上线路接地刀闸后答案:D解析:5.[单选题]某 110kV 线路电流互感器计量绕组变比为 600/5，EMS 系统中显示线路所带负荷电流为480A，该线路电流 互感器负载率为( )。
A)0.48解析:6.[单选题]检修用接线端子及插孔设置数量满足( )共同检修工作要求。
A)两专业B)三专业C)五专业D)多专业答案:D解析:7.[单选题]变电运维管理规定消防器材每（____）维护1次。
A)周B)月C)季度D)年答案:B解析:8.[单选题]独立避雷针导通电阻( )时应进行校核测试。
A)低于500mΩB)高于500mΩC)低于800mΩD)高于800mΩ答案:A解析:9.[单选题]电流互感器损坏需要更换时，（____）是不必要的。
A)变比与原来相同B)极性正确C)经试验合格D)电压等级高于电网额定电压答案:D解析:10.[单选题]系统振荡与短路同时发生，高频保护（____）。
电流互感器饱和影响因素及其对保护动作的影响
电流互感器饱和影响因素及其对保护动作的影响摘要：随着信息技术的不断发展，对运行过程中能源系统的稳定性和安全性提出了越来越高的要求。
分析表明，几乎所有的供电系统都比原来更加可靠和稳定。
但是还有一些问题，如系统短路、电流互感器饱和的问题。
在建设现代电网的过程中，中国智能电网的发展是非常紧迫的任务。
为了更好的突出保护装置的效果与作用，只有针对电力保护系统的实际远程控制效果，在其受到电流互感器饱和影响的情况下进行防误动措施的实施，才能真正推动继电保护系统应用的有效性与质量，推动继电保护系统的应用效果，实现防误动操作，提高效率增加效益。
本文针对电流互感器饱和对继电保护的影响，存在的问题提出相应的解决措施。
关键词：电力系统；电流互感器；饱和；继电保护。
1引言在现代社会快速发展的过程中，社会对于电力资源的需求越来越高。
原来的电力资源管理较为落后，不能满足人们日益增长的需求。
所以，电力行业要想适应现代化社会的发展就需要在原有的基础上进行改革。
我国现在处于发展中，按照这个速度，未来几年的电力需求会得到进一步的提高。
一旦电力需求得到提高，伴随而来的就是电流互感器饱和的现象也会提升。
按照以前的工作实例，有经验的工作人员认为影响到电流互感器饱和问题存在于一些影响因素[1]。
2电流互感器饱和对继电保护的影响（1）当电流互感器饱和时，输入电流的继电器中会产生短路电流。
在这种情况下，短路电流的二次值会小于正常值。
同时，继电保护器由于阈值过小而拒动，影响了用电的稳定性和可靠性[2]。
（2）电流互感器饱和后将表现出一定的故障特征。
如果满足相关的保护条件，差动保护仍能使工作流程正确。
此时，差动保护的工作条件是用比值来衡量的。
只有当比值在正确的范围内时，才能启动差动保护。
然而对于其他部位发生的故障，发生横向电流的概率相对较高。
一旦发生横向电流，会引起电流互感器的饱和，从而客观地产生伪差电流。
这种情况下的差动电流和正常工作的差动电流表现几乎差不多，数值都较大。
继电保护习题参考答案
第一章1、继电保护在电力系统中的任务是什么?答：（1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行；（2）反映电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。
2、什么是故障、异常运行和事故？短路故障有那些类型？相间故障和接地故障在故障分量上有何区别？对称故障与不对称故障在故障分量上有何区别？答：电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况下属于不正常运行状态。
事故，就是指系统或其中一部分的工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。
相间故障无零序分量。
对称故障只有正序分量。
3、什么是主保护、后备保护？什么是近后备保护、远后备保护？在什么情况下依靠近后备保护切除故障？在什么情况下依靠远后备保护切除故障？答：当本元件的主保护拒绝动作时，由本元件的另一套保护作为后备保护，由于这种后备作用是在主保护安装处实现，因此，称之为近后备保护。
在远处实现对相邻元件的后备保护，称为远后备保护。
4、简述继电保护的基本原理和构成方式。
答：基本原理：1、过电流保护2、低电压保护3、距离保护4、方向保护5、差动原理的保护6、瓦斯保护7、过热保护等。
构成方式：1、测量部分2、逻辑部分3、执行部分5、什么是电力系统继电保护装置?答：继电保护装置，就是指能反应电力系统中元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种装置。
6、电力系统对继电保护的基本要求是什么?答：1、选择性：继电保护动作的选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。
2、速动性：在发生故障时，力求保护装置能迅速动作切除故障，以提高电力系统并联运行的稳定性，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及缩小故障元件的损坏程度。
重合于故障时TA饱和对差动保护的影响及对策
重合于故障时TA饱和对差动保护的影响及对策郝后堂;史泽兵;江卫良【摘要】The time difference method,a traditional way to identify CT saturation since CT may exactly transfer the primary current within 3 to 5 ms after fault, is theoretically analyzed based on site data. It shows that,in case of faulty line reclose,the polarity of CT strong remanence and that of the magnetic flux generated by following fault current are same and CT saturation occurs without time difference,which may result in the misoperation of fast differential protection. A complete-set resetting time T is proposed, within which,the fast differential protection operates only once. Theoretical analysis shows that,the rapidity of the differential protection for the faults inside the protection zone is not influenced by the resetting time while its reliability is enhanced in case of faulty line reclose or CT saturation. The proposed strategy is successfully applied in actual protection devices.%结合现场数据对传统的TA饱和判别方法——时差法(从故障发生到TA饱和,TA至少有3～5 ms的时间能正确传变一次电流)进行了理论分析,发现当线路重合于故障时,由于TA中强剩磁的极性与下次故障时短路电流产生的磁通极性相同,造成TA立即饱和,几乎没有时差,一些快速差动保护可能会误动.针对该问题,增设了一个快速差动整组复归时间T.在整组复归时间T内,快速差动保护只动作一次.理论分析表明,所提策略不会影响区内故障时差动保护快速性,同时提高了线路重合于故障、TA直接饱和时差动保护的可靠性.所提策略已成功应用于实际的保护装置中.【期刊名称】《电力自动化设备》【年(卷),期】2013(033)004【总页数】4页(P167-170)【关键词】TA饱和;时差法;差动保护;重合闸;继电保护【作者】郝后堂;史泽兵;江卫良【作者单位】国网电力科学研究院/南京南瑞集团公司,江苏南京210003【正文语种】中文【中图分类】TM770 引言差动保护原理简单、性能可靠，是电气主设备的关键主保护之一。
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。
电流互感器饱和问题
电流互感器饱和问题集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-电流互感器饱和引起的保护误动分析及试验方法近年来，广东省内多个发电厂出现过高压厂用变压器或起动-备用变压器在区外故障时或厂用大容量电动机起动时差动保护误动作的情况。
究其原因，除个别是因为整定值的问题外，大多数是因电流互感器特性不理想甚至饱和而导致的。
众所周知，设计规程中对电流互感器的选型有严格的规定，要求保护用的电流互感器在通过15倍甚至是20倍额定电流的情况下，误差不超过5%或10%，即不出现饱和。
而上面提及的出现差动保护误动的情况，无一例外地都选用了保护级的电流互感器。
经过对几个电厂的大容量电动机起动电流的核算，最大容量的电动机起动时电流大概是变压器额定电流的3～5倍，远达不到电流互感器额定电流的15倍。
那为什么差动保护还会因为电流互感器饱和而误动呢？下面就电流互感器的工作原理、工作特性对保护的影响及其检验方法进行探讨。
1电流互感器工作原理简述电流互感器的工作原理与变压器基本相同，因此可以使用变压器的等值电路分析电流互感器。
电流互感器的等值电路如图1所示[1]。
图1中，Z1为电流互感器原方漏抗，Z2为电流互感器副方漏抗，ZL为电流互感器二次回路的负载阻抗，其次侧的参量。
正常运行时，漏抗Z1和Z2很小，负载阻抗ZL也很小，而励磁阻抗Zm因为电流互感器铁心磁通不饱和而很大。
因此，可忽略励磁电流Im。
根据磁势平衡原理，原、副方电流成固定的比例关系为其中N1和N2分别为原、副方绕组匝数。
当铁心磁通密度增大至饱和时，励磁阻抗Zm会随着饱和的程度而大幅下降。
此时Im已不可忽略，即I1与I2不再是线性的比例关系。
电流互感器饱和的原因有两种[2]：一是一次电流过大引起铁心磁通密度过大；二是二次负载（即ZL）过大，在同样的一次电流下，要求二次侧的感应电动势增大，也即要求铁心中的磁通密度增大，铁心因此而饱和。
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。
电流互感器饱和对继电保护的影响及对策
电流互感器饱和对继电保护的影响及对策作者：吴胜来源：《科学与财富》2017年第36期摘要：电流互感器在继电保护装置中作为电流信号的传遍原件，起着决定性作用对于继电保护，而继电保护装置的安全可靠性受电流互感器饱和现象的直接影响。
本文针对电流互感器可能出现的饱和现象进行探讨，针对导致饱和现象出现的原因进行分析，并对继电保护受电流互感器的影响进行探讨，提出了相应的解决方案。
关键词：电流互感器；饱和现象；继电保护；影响及对策电流互感器的特征是影响继电保护装置正确动作的重要因素。
当被保护设备发生故障或者是无法正常运作时，作用于开关就是继电保护装置的任务，进而发出警报信号。
所以就要引入保护装置将设备上保存的电流，所以工作就需要由电流互感器完成。
所以当电流互感器存在问题时会严重影响设备短路时的准确度，使继电保护的正确工作能够产生较大影响。
1、电流互感器饱和的基本原理仪用变流器，即一种能够将高电压大电流转换为低电压小电流的仪器的仪器即我们常说的电流互感器。
其有着与变压器较为类似的工作原理，其原理是通过变压器，匝数与电流成反比在短路状态制成。
通常按照比例将高压大电流缩小为低压小电流并供给于继电保护装置和各种仪表的电流线圈是电流互感器的工作目的。
其能够在确保装置与人身安全的情况下，有效隔离高压。
而且通常得益于电流互感器的二次额定电流均为5A，使其与继电器仪表能够制造标准化，更加的便捷，使用起来更加实用方便。
2、电流互感器饱和对各种保护的影响2.1对电流保护的影响电流保护指的是瞬间动作的只反映电流增大的保护。
如果断流电流中的非周期分量极大的时候，倘若发生两相短路故障在保护区内，电流互感器就会因此发生较为短暂的饱和状态，保护装置采集到的短路电流其实要比实际电流小，可能会无法达到保护动作值，在非周期的分量减弱后等待电流互感器恢复到线性转变才能正常的运转保护工作。
三相短路故障发生在保护区时，因为总有一相电流在三相电流中相对的非周期分量比较小，所以不会出现饱和情况，因为这种故障电流非常接近于实际电流，所以得出结论电流互感器暂态和不会影响到三相短路在保护区内的电流断速保护。
电流互感器饱和对继电保护的影响
电流互感器饱和对继电保护的影响发布时间：2023-03-10T03:26:39.532Z 来源：《科技潮》2022年35期作者：国文亮[导读] 电流互感器一般会出现稳态饱和的情况，主要原因就是电流互感器的稳态电流如果不断地增大，其二次侧对应的电动势也就随之会非常大，这就促使铁心出现饱和的情况。
国网北京市电力公司检修公司北京 100096摘要：随着我国各地方电网升级改造的速度不断提升，新型的保护装置被大量地采用。
从客观的角度来看提升了供电的可靠性。
但同时，供电容量有逐渐增大的现象出现，导致电流短路的现象也越来越严重，从而致使电流互感器饱和的问题加剧，已经成为了不得不解决的问题。
关键词：电流互感器；饱和；继电保护；影响1电流互感器稳态饱和特性电流互感器一般会出现稳态饱和的情况，主要原因就是电流互感器的稳态电流如果不断地增大，其二次侧对应的电动势也就随之会非常大，这就促使铁心出现饱和的情况。
如图1所示，可以清楚地看到电流互感器的二次电流的波形大部分还是呈正负对称的趋势，但是也会有脉冲型出现。
所以，电流的有效值就是通过这一现象来反映的，因此假设电流互感器已出现饱和的状态，其保护灵敏度也就会随着降低。
但是基于差动保护，差电流就是依赖于两边的电流互感器饱和的特征差异来反映的。
2电流互感器饱和对继电保护的影响2.1继电保护装置抗饱和能力发生变化电流互感器饱和程度越高，对继电保护装置的抗饱和能力影响越大。
继电保护装置的抗饱和能力与电流互感器的饱和程度呈反比的关系，电流互感器饱和度增加，继电保护装置的抗饱和能力随之减弱，对整个继电保护装置的运行和继电保护装置的作用发挥非常不利。
从当前继电保护装置的运行状况来看，继电保护装置的抗饱和能力关系到继电保护装置能否在电网运行中采取有效的干预措施，提高继电保护效果。
如果继电保护装置抗饱和能力发生变化，会导致继电保护装置在工作中无法处理系统的运行矛盾，无法解决继电保护装置的抗饱和问题，最终导致饱和装置在运行中出现误动作或无法正常工作的故障。
电流互感器饱和问题
电流互感器饱和引起的保护误动分析及试验方法近年来，广东省内多个发电厂出现过高压厂用变压器或起动-备用变压器在区外故障时或厂用大容量电动机起动时差动保护误动作的情况。
究其原因，除个别是因为整定值的问题外，大多数是因电流互感器特性不理想甚至饱和而导致的。
众所周知，设计规程中对电流互感器的选型有严格的规定，要求保护用的电流互感器在通过15倍甚至是20倍额定电流的情况下，误差不超过5%或10%，即不出现饱和。
而上面提及的出现差动保护误动的情况，无一例外地都选用了保护级的电流互感器。
经过对几个电厂的大容量电动机起动电流的核算，最大容量的电动机起动时电流大概是变压器额定电流的3～5倍，远达不到电流互感器额定电流的15倍。
那为什么差动保护还会因为电流互感器饱和而误动呢？下面就电流互感器的工作原理、工作特性对保护的影响及其检验方法进行探讨。
1电流互感器工作原理简述电流互感器的工作原理与变压器基本相同，因此可以使用变压器的等值电路分析电流互感器。
电流互感器的等值电路如图1所示[1]。
图1中，Z1为电流互感器原方漏抗，Z2为电流互感器副方漏抗，ZL为电流互感器二次回路的负载阻抗，其次侧的参量。
正常运行时，漏抗Z1和Z2很小，负载阻抗ZL也很小，而励磁阻抗Zm因为电流互感器铁心磁通不饱和而很大。
因此，可忽略励磁电流Im。
根据磁势平衡原理，原、副方电流成固定的比例关系为其中N1和N2分别为原、副方绕组匝数。
当铁心磁通密度增大至饱和时，励磁阻抗Zm会随着饱和的程度而大幅下降。
此时Im 已不可忽略，即I1与I2不再是线性的比例关系。
电流互感器饱和的原因有两种[2]：一是一次电流过大引起铁心磁通密度过大；二是二次负载（即ZL）过大，在同样的一次电流下，要求二次侧的感应电动势增大，也即要求铁心中的磁通密度增大，铁心因此而饱和。
原、副方绕组感应电动势有效值与磁通的关系为2确定电流互感器饱和点的方法要研究电流互感器的工作特性，确认其在保护外部故障通过大电流时是否会饱和而影响保护动作的正确性，可通过一些试验方法进行检测。
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电流互感器的特征是影响继电保护装置正确动作的重要因素。
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響。
标签：电流互感器;继电保护;影响及对策;一、电流互感器饱和对各种保护的影响1.1对电流保护的影响。
只反映电流增大而且瞬间动作的保护被称之为电流保护，如果在保护区内发生两相短路故障的情况下，假如短路电流中的非周期分量非常大时，就会导致电流互感器发生短暂的饱和状态，而保护装置里所采集到的短路电流将比实际的电流小很多，这样就有可能达不到保护的动作值，只有等到非周期的分量减弱后，电流互感器恢复到线型转变，保护才能正常动作。
如果在保护区内发生三相的短路故障时，由于在三相的电流中，总会有--相电流的非周期分量相对较小，该相电流-～般情况下，电流互感器不会发生饱和情况，该项故障电流与实际电流非常接近。
所以，保护区内的三相短路时电流速断保护不受到电流互感器暂态饱和的影响。
1.2对差动保护的影响。
差动保护是变压器的主保护，是按循环电流原理装设的。
主要用来保护双绕组或三绕组变压器绕组内部及其引出线上发生的各种相间短路故障，同时也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。
在绕组变压器的两侧均装设电流互感器，其二次侧按循环电流法接线，即如果两侧电流互感器的同极性端都朝向母线侧，则将同极性端子相连，并在两接线之间并联接人电流继电器。
在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器的_二次电流之差，也就是说差动继电器是接在差动回路的。
从理论上讲，正常运行及外部故障时，差动回路电流为零。
实际上由于两侧电流互感器的特性不可能完全-致等原因，在正常运行和外部短路时，差动回路中仍有不平衡电流流过。
电流互感器饱和对差动保护的影响及对策
成 了一 个个 接 点 。 当这些 设 备 正常 工 作 的时 候 ，设 备 的流入 电 保护纵联差动。在这种保护体系中，电流往往都会分为两侧或
流 和流 出电流 会 保持 一 致 ，那 么 也 就不 存 在差 动 情况 。但如 果 者三侧。而当其 中一侧 的电流互感器出现饱和情况的时候 ，就
设备 在 工作 中出现 了一些 故 障 ，使 得 流人 电流 与 流 出 电流不 一 会产生名管线的差动电流 ，具体电流值可 以通过 Ｉｃｄ＝Ｉｍ＋Ｉｎ来
机载 激光 雷达 等设 备 的无人 机进 行巡 视 。
案 。除此 之外 ，对 电塔 、输 电线路 的用材 质量 要严格 把控 ，电塔 的
在 机 械化 检修 设备 方 面 ，利 用直 升机 和 绝缘 斗臂 车来 开 展 布 置要 合 理 ，在 这样 的基 础上 ，严格 遵 循相 关 的设 计标 准 ，避 免
之一 。如何 防止差 动 保 护误 动 ，本 文 从 电 流互 感 器饱 和 对差 动 电流 互感 器 出现暂 时 的饱和 ，即铁心饱 和情 况 。这 个 时候 ，电流
保 护 的影 响方面 进行 了分 析 。
互感器就很难正确的传输故障电流 ，并且暂态饱和所导致的电
Hale Waihona Puke ２ 电流 互 感器饱 和 引起 差动保 护 误动 原理
式 。
全运行 的保证就是对我国电网系统安全运行的保障 ，使 电网系
２．３构建 输 电线路 一体 化运 维体 系
统 能 够安 全 、高 效 地运 行 ，提 高 输 电效 率 ，为千 家万 户 和各企 业
输 电线 路 一体 化运 维体 系是 在 电网不 断 的发 展后 需要 达 到 源 源 不断 地输 送 电力 ，同 时对 输 电线 路 的安 全运 行进 行 不 断 的
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电流互感器饱和对差动保护的影响
差动保护主要判断变压器的绕组、匝间等内部故障。
因此加强保护装置的管理与动作分析是设备管理工作的重点。
1故障现象
自2005年5月，沙站变电站改造投运以来，因10kV线路故障，引起主变压器差动保护动作。
两年来因线路故障，引起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，始终没有得到有效解决，使检修人员承受着较大的压力和繁重的工作量。
2故障检修
故障发生后，对差动保护装置进行了全面检查。
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。
检查差动保护整定值，与定值通知单的数据相符。
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。
测量相位角与差流均正确。
测量电流互感器的变化，变流比符合通知单要求。
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，没有故障。
3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，因此查阅了有关资料，认为既然差动保护装置各项检查都合格，只有对TA作进一步分析，看TA是否有问题。
但从历史统计数据来看，差动保护从未因TA 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。
也就说明短路电流较大时，造成TA 铁芯饱和，产生二次不平衡电流。
因此，又查阅了关于电流互感器的反事故措施。
反事故措施中强调要适度增大主变压器电流互感器变比，以减小电流互感器大电流时的饱和度。
目前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级用于差动保护。
另外10P级又分为：10P/10、10P/15、10P/20等，10P/10级型电流互感器，表示在10倍一次额定电流下，复合误差不超过5%。
根据这一原则，对高低压TA进行了详细的排查，结果发现，10kVTA差动保护为10P级，35kV断路器套管差动保护TA为0.2级。
原因是这台断路器原来是线路断路器，变电站改造时，将其作为主变断路器，因TA变比过大，故进行更换，更换后厂家误更换为0.2级；没有更换铭牌。
所以安装人员将其作为差动用TA。
这样当外部产生较大的短路电流时，高低压侧TA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。
问题分析确认后，将套管TA，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，TA饱和对差动保护的影响很大。
在故障条件下，由于TA故障电流大、故障电流中的非周期分量、铁心中剩磁的存在等原因，存在饱和的可能性，特别是TA在大的冲击电流之后，由于剩磁的影响，可能在比较小的故障电流下而发生饱和，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TA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，TA饱和时，差动保护就有误动的可能。
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。
4故障结论
主变压器差动保护装置误动，主要由35kV侧差动保护所用的LW8-35SF6断路器套管TA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TA饱和度不成正比，出现不平衡电流，引起差动保护动作。