电流互感器在变电运行中的应用

３ 电流互感器 的绕组及 接地
３ １ 互感器绕组布置 ．
在 进 行 电流互 感器绕 组布 置 时， 既要 防止 保护
死 区 的出现 ，又要 规避互 感器 中容 易 出现故 障 的地
参考文献
［ 江 苏省 电 力公 司． 电力 系统 继 电保 护 原 理 与 实 用技 术 １ ］
．
２ ９ ００ ．
解决变压器 的保护拒动，需要从变压器 的合理配
电流互 感器 的接地 包括 一次接 地和 二 次接地 。
其 中一 次接地 点包括 外壳接 地 、末 屏接地 。外 壳接 地 主要 是为 了防止感 应 电压 对外部 绝缘进 行破 环 ，
避 免人 身安全 事故 的发生 。有关 规定 明确指 出外 壳 接 地要 有两根 干线且 和主接 地 网相连 ，并达 到热稳
１ 电流互 感器
１１ 互 感 器 内部 构 造 ．
，
过 大 ； 负 载 过 大 。 当连 接 电流 互 感 器 的 负 载过 大
时 ，引起二 次 电压 的增 大 ，导致 铁芯 的磁通 密度上
升 ，达到饱和 。
电流互感器运用于 电力设备 中，其 内部一次绕组
为１ 匝，通 常情况下为一次设备进 出导线 。二次绕 ～２ 组匝数较 多，且二 次额定 电流多为 １或者５ 。例如， Ａ Ａ
生拒 动 。针对 以上 问题 ，应 该尽 量 降低 互感 器 的负 载 阻抗 ，避 免 电流 互感器 的共 用 ，同时加大 电缆截 面 面 积 以及 电缆 长 度 ； 电流 互感 器 的变 比不 能 太 小 ，要注 意线路短路 引起 的饱和 问题 。
以及 在 变 电站 中 的运 用 等 。在 实 际 工 作 中 ，要 防 止互感器 中接线 、配 置 的失误 ，加强互 感器 验收 工 作 ，这样才 能减 少故障 ，避 免事故发生 。ｏ
校核 要求 。 电流互 感器 中主绝 缘有 多层油纸 保护 ，
置入手，在选择 电流互感器时要顾及变压器 发生故 障 引起 的饱 和 问题 。不 同功 能的 电流互感 器要互 相 区 别 ，例如计量用的互感器要设在变压器 的低压侧，用 以确保计量精度要求 ；而保护用 的互感器一般设在变 压器 的高压一侧 ，用 以确保变压器保护工作。
电流互感 器 发生饱 和 以后 ，会 引起 二 次等效 电 流 的减 小，引发 保护拒 动 。当远离 电源 或阻抗 系数 较大 时 ，线路 出 口的短路 电流会 较小 。但如 果扩大 系统 的规 模 ，短 路 电流就会 随之 增大 ，甚 至达 到互 感 器一 次 电流 的上 百倍 ，从而 引起系 统 中本来 能正 常运行 的互感 器发 生饱和 。同时 ，短 路 电流故 障属 于暂态 过程 ，电流 中有 大量 的不 同期分量 ，会加 快 电流互 感 器 的饱 和 。若 １ ｋ 的线 路 中发 生 短路 故 ＯＶ
和 。一般情况下，严禁电流互感器 的二次发生开路现 象 。因为在 电流互 感器运行过程 中，一旦发生二次开
电流 互感 器 内部 的铁芯 中存 在着 励磁 电流 ，所
产 生 的励 磁 阻抗性质 是 电抗 ，但二 次负载 的性 质为
阻抗 。这就 导致 了在二 次 电动 势 的影 响下 ，经过不
而 引起 电流互 感器达 到饱 和的 因素主 要包 括 ： 电流
统 自动化 要求 的提高 、短路 容量 的增加 ，传 统 的方 法 已经无法 满足 需求 。对于 一些 新建 、改造 的变 电
站 ，往往配 置有 变压 器开关 柜 ，系统 的保护装 置也
与 １ ｋ 的线路 相似 ，但缺 点是 经常忽视 电流互 感器 ０Ｖ
若二 次 阻抗 为 定值 时，励磁 阻抗 值会减 小 ， 比误 差 增 大 。需要注 意 的是 ， 电流互 感器 的误 差要 求是 ：
般 变压 器 的容量 较 小、可 靠性 高 ，大多 安装
在 １ ｋ 、３ ｋ 的母 线上 ，高 压短 路 电流 与系 统 的 ０Ｖ ５Ｖ 短路 电流 相 同，而低 压一 侧 的短路 电流相对 较大 。
２ ２ 电流 保 护 影 响及 对策 ．
最 外 部 的一 层 就 是 末 屏 层 。末 屏 不 采 取 接 地 措 施 时，会使末 屏对 地绝缘 ，引起 高 电场 向表 面绝 缘层 移动 ，容 易在外 层产 生高达几 万伏 的 电压 。小 套管
离 绝缘距 离较 近 ，若 高 电压 持续 时间过 久 ，就 会击
次极性 端 出现 放置错 误 的现 象 ，即使二 次绕 组排列
正确 也会导致 保护 死区 的出现 。同时 ， 由于 电流互
感器 故障 的易发性 ，母线 保护动 作 的停 电扩 大 ，所 以一般要把 互感器底部与 母线保护相分 离 。
３２ 互感器接地 ．
致 变 压 器 的保 护 拒 动 。若 变 压 器 中 高 压侧 发 生 故 障 ，所产 生 的短路 电流会 自动切 除后备 保护 动作 。 若低 压侧 发生 故障 ，产生 的短 路 电流无 法达 到后 备 保 护 启动值 ，就会 使故 障无法 切除 ，甚至 引起变 压 器 的烧毁 ，对系统 的安全 运行造成严 重影响 。
方 。不 同保 护装置 的保护 范 围间要交 叉进 行 ，电流 互 感器 的极 性端要 在母 线侧安 装 。因为 电流互 感器
是 以一次极 性端 为依据 进行 二次绕 组排 列 的。若一
１４ ｏ 中阖 新技 企 ２ １ ６ １ 高 术 业 ０ ２０
［ 国家 电网公 司． 电力保 护 装 置通 用规 程 Ｉ ．２０ ． ２ ］ Ｓ ０８ ］
电流互感器在变 电运行中的应用
蔡德 煌
（ 东 电 网公 司惠 州供 电局 ， 东 惠 州 ５ ６ ０ ） 广 广 １ ０ １
摘要 ： 电力设 备 中，由于 电压 电流过 大的 原 因 ，保 护 、测 量装 置无 法直接 接入 一 次设备 中。电流 互感 器就 在
是把 电力 系统 中的一 次大 电流转换 成 能够接入 仪 表和保 护 装置 的二 次 小电流 的装置 。文章 主要论 述 了电流互
为零 ，通 过继 电器 电流 也 为零 ，设备 内保护 装置发
不 同接 地 点会 引起线 圈 中额外 电流 的 出现 。
４ 结语
电流互感 器 是把 电力系 统 中的一 次大 电流转 换 成 能够 接入 仪表和 保护装 置 的二次 小 电流 的装 置 。 文 中主要 介绍 了电流互 感器 的 内部 构造 、饱和 问题
障 ， 电流 互感器 的饱 和会使 二次பைடு நூலகம் 的电流减 小 ，导
穿绝 缘 ，导致 电流互感器 的爆裂 。 互 感器 中的二 次 回路只 能接地 于一 点 ，大多 是 由端 子箱接地 。二 次回路 接地 于一 点主要 是为 了保
护人 身及设 备 的安全 。如果没 有接地 点 ，电流互 感
器 的高 电压 就会 通过互 感器绕 组 间分布 电容 、对 地 电容 进入 二次 回路 。若 回路有 接地 点存在 ，会 使 电
若 电流互 感器 中 的二次 负载是纯 电阻时 ，产生 的角
误差 最大 ；而二 次负 载是纯 电感 时 ，所 产 生 的角 误 差为 零 。若励磁 阻抗 为定值 时 ，会导 致二 次 阻抗 的
２ 电流互感器 的饱和影 响
２ １ 变压 器 保 护 影 响及 对 策 ．
一
增大 ，从 而引起 电流 互感器 比误 差 的增大 。 同时，
容 短接 ，二次 回路 中 电压 降低为零 ，达 到安全 保护
的 目的。若保 护装置 是 由多组互 感器连 接而 成 ，需 要在保 护屏上 通过 端子排 进行接 地连接 。在 互感 器 回路 中 ，若 电流继 电器 的两侧都 存在接 地 点 ，两 个
接地 点会 与地面 构成并 联回路 ，造 成分流现 象 ，从 而减 少通 过 电流 线 圈的 电流 。若 出现接地 故 障时 ，
的饱 和 问题 。同时 ，由于变压 器 的容量 、一 次 电流
２ １ ６ ｏ 中圆高 术企 ０ ２０ 新描 １３ 】
较 小 ，并采 用共用 互感 器 。为保证计 量准 确性 ，会 使 电流 互感 器 的变 比减小 。一旦变 压器 发生故 障 ，
会 引起 电流 互感 器 的饱 和 ，二次 电流速 度 降低 ，导
若 电流互感器 的变 比是 １５ ／ ，那么当它的一次绕组 ２ｏ５ 为１ 时，相对应 的二次绕组匝数就为２０ 匝 ５ 匝。
１２ 误差 原 因分 析 ．
电流 互感 器达 到饱 和 时的特 点有 ：二 次 电流减
小，电流波形 出现高次谐波分量较大的畸变 ；内阻减 小，甚至接近于零 ；若发生一次故障， 电流 的波形在 零 点 附近 时， 电流 互感 器会 引起线 性关系 传递 ；在 故 障的瞬 间，互感器 会在滞后 ５ 秒左右才开 始达 到饱
［ 王富伟 ， ３ ｌ 等．电流互感器应用技术 ［ ．２ １． ＭＩ ００ （ 任编 辑 ： 责 文 森）
不饱 和 的状态 。这 时负 载阻抗 和励磁 电流较 小，而
励磁 阻抗 的数 值较 大 ，一次绕 组 、二次绕 组 的磁势 处于 平衡 。但 是 ，若 互感器 中铁芯 的磁通 密度增 大
并达 到饱和 时 ，会 引起Ｚ 随着 饱和度 的增 加而迅 速 ｍ 降低 ，不 同励 磁 电流 间 的线性 比例关 系会 被打破 。
若对 变压 器 的保护 力度 不到位 ，就会 严重 影响对 变
角度 误差不 大于７ 。，幅值 的误 差要小于 １ ％ ０。
１３ 电流 互 感 器 的饱 和 ．
在正 常情 况下 ， 电流互 感器 中的铁 芯磁通 处 于
压器 或者 整个 系统 的安全运 行 。传统变 压器 都有熔 断器 保护装 置 ，有安 全可靠 的优 点 。但 是 ，随着 系
感 器的工作原 理 、饱 和 问题 ，并对 电流互感 器的接地 点 问题进行 了详 细的分析和研 究 。
关 键 词 ：电 流 互 感 器 ； 和 问题 ； 地 点 ；变 电 运 行 ； 组 饱 接 绕
中图分 类号 ： Ｍ４ ２ Ｔ ５
文献 标识码 ： Ａ
文章 编号 ： ０ ９ ２ ７ ２ １ ） ８ １０ — ３ ４（ ０ ２ １
路 ，就会使一次 电流转换成为励磁 电流 ，引起铁芯的 磁通密度增 加，导致 电流互感器 的快速饱和。饱和磁 通会 产生较 高电压 ，对一次和二次绕组绝缘设施破坏 较大 ，容易造成人身安全威胁 。
同电阻元 件 电流 的相 位 、幅值有 所 差异 。通过 有关
人 士对 电流互 感器等 值 回路和 角误差 的分 析得 出 ：
致保 护装 置拒动 。母 线及 主变低压 侧 的开关 切除 ，
会 导致 故障 的范 围增大 、时 间延 长 ，对供 电 的可靠 性 造成影 响，严 重 时会威胁 到设备 的安全运行 。 通 过上 文分 析得 知 ，电流互 感器 发生饱 和 时 ， 会导 致一 次 电流 转变 为励磁 电流 。同 时，二 次 电流