电流互感器饱和对继电保护的影响及对策 高黎明 李双双

电流互感器饱和对继电保护的影响及对策高黎明李双双

发表时间：2019-09-20T16:02:43.517Z 来源：《中国电业》2019年第9期作者：高黎明李双双[导读] 随着社会不断进步，电已成为人们生活、工作中不可割舍的关键性部分，而电力正常运输和运转良好的电力系统紧密相连。国网冀北电力有限公司唐山供电公司,河北省唐山市063000

摘要：随着社会不断进步，电已成为人们生活、工作中不可割舍的关键性部分，而电力正常运输和运转良好的电力系统紧密相连。在电力系统运行中，电流互感器是其必不可少的重要组成元素。因此，本文作者客观分析了电流互感器饱和对继电保护的具体影响，探讨了其解决对策。

关键词：电流互感器饱和；继电保护；影响；对策

在新形势下，低压电动机被广泛应用到各类工业领域供电系统中，比如，化工、钢铁、石油，由于电网运行中频繁出现负载波动，电动机极易出现各种问题，比如，过电流，一旦其中的保护装置无法快速运转，电动机极易被烧坏，工业生产也无法顺利进行，造成严重的经济损失。这是因为在继电保护装置运行过程中，电流互感器是电流信号的一种传变元件，一旦出现饱和现象，便会影响其安全、稳定运行，必须全面、客观分析各影响因素，客观分析电流互感器饱和对继电保护造成的各种影响，通过不同途径采取有效的措施加以解决，确保继电保护装置处于高效运转中。

一、继电保护及电流互感器饱和的现状

随着经济建设的推进，人们的生活水平越来越高，为了满足人们生活中不断增加的舒适度和便利度的要求，电力供应的相关行业对具体的措施进行了一定的改进，以更好的适应市场和时代的需求。电流互感器是影响继电保护的重要构件，电流互感器的饱和也会对继电保护造成严重的影响，但当下的电流互感器饱和对继电保护的影响主要有差动保护、距离保护以及过流保护等等，对电流互感器相关原理的的分析，可以在一定程度上解决相应的问题。但是电流互感器的饱和经常是由于错误动作后导致的后果，所以相关部门和人员对相应的防误动措施也进行了一定的研究，得出许多有利于解决相关问题的防误动措施。但是在具体实施时，仍然与许多制相方面的问题，如对相关的防误动措施没有充分的理解，在实施时因一定的偏差而失去了该有的意义等，都是行业发展待解决的问题。

二、电流互感器饱和对各种保护的影响

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。

2.对差动保护的影响

通常变压器的主保护就是差动保护，差动保护的装设主要依照循环电流原理进行。其能够将线上发生的多种相间短路故障引出并且保护三绕组或双绕组变压器绕组内部。与此同时变压器单相匝间的短路故障也可以保护。设置电流互感器在绕组变压器的两侧，依照循环电流法在其二次侧进行接线，倘若电流互感器的同极性端两侧都朝母线侧，那么要将两接线之间并联，同极性端子相连接入电流继电器。通常两侧电流互感器的二次电流之差就是继电器线圈中流过的电流，指的就是差动继电器接在差动回路上。外部故障和正常运行情况下差动回路理论上来说电流为0。但实际上差动回路中仍然会有不平衡电流，这是因为在外部故障和正常运行情况下，两侧电流互感器特性难以达到完全一致所导致的。将被保护区域或元件两侧电流差而动作反映的保护装置指的就是差动保护，通常其能够保护变压器内部短路故障，在变压器两侧安装电流互感器，流入差动继电器的电流在外部发生短路或正常负荷情况下为不平衡电流，而将两侧电流互感器选择好变压比和接线方式的情况下，这个不平衡电流值则可达到很小，使保护不动作，原因是因为电流值小于差动保护的动作电流；而流入继电器的电流大于差动保护的动作电流，即变压器发生短路时，差动保护动作于跳闸。

3.对距离保护的影响

阻抗继电器距离测量是否精准会受电流互感器和电压互感器的影响，而导致阻抗继电器端子上电压、电流数值误差、相位误差的原因有电压互感器的变比误差与角误差、电流互感器的变比误差与角误差、电压互感器二次电缆上的电压降，最终将使阻抗测量的精准度受到影响。通常当电流互感器饱和后二次侧输出电流产生畸变时，会对距离保护继电器难以避免的产生一定的影响。

三、电流互感器饱和对继电保护产生影响的对策

1.限制短路电流

从电流互感器饱和本身来分析短路电流的幅值问题，是引起电流互感器饱和的重要因素。因此，在处理相关问题时，可通过限制短路电流的方法来解决。建议在日后的工作中，从运行方式的角度出发，针对短路电流做出充分地限制处理，避免电流互感器饱和的发生。例如，在电力系统的运行过程中，针对较高一级的电压等级当中，可以尝试应用分列运行的方法，由此来针对短路电流做出良好的限制处理。同时，在分列运行以后，供电可靠性有可能出现降低的情况，为了减少新问题的发生，工作人员可以将备用电源进行投入使用，由此来对供电可靠性做出较多的保证，减少继电保护受到的威胁，维持电力供应的稳定性。

2.选择合适的电流互感器

电流互感器饱和在出现以后，不仅要考虑到技术上的问题，还必须针对设备本身进行分析。考虑到当前的电网运行压力比较大，受到的外界影响因素多，所以在今后的继电保护影响处理上，可以选择合适的电流互感器，从而将电流互感器饱和问题在根源上予以解决。本文认为，电流互感器的选型工作，必须充分地注意到电流互感器的暂态饱和问题。例如，在电力工作过程中，高压系统、大容量电力设备的高压侧，其设计过程中，普遍采用了TPY级别的电流互感器，并且会适当地配合使用小气隙的PR级别电流互感器。这样的选择方式，能够充分满足电网的需求，且不会对继电保护产生严重的影响，可以在现实工作中推广应用。另一方面，在电流互感器的选择应用过程中，比较禁忌的一项内容，在于不能采用“按照负荷电流大小，确定保护级电流比”的方法，一定要综合性的考虑相关影响因素，包括电流互感器安装位置可能出现的最大短路电流问题，考虑到电流互感器本身的负载能力、自身的饱和倍数等等，这些因素都将对最终的继电保护产生作用。如果在经济条件方面比较充足，则可以应用传感器，代替电流互感器。