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浅谈电流互感器饱和对继电保护的影响

发表时间：2020/9/28 来源：《基层建设》2020年第17期作者：顾峰铨

[导读] 摘要：近些年，随着我国民众生活水平的提升，大功率电器数量不断增长，这导致电力系统供电容量也在快速增加，电流度阿奴、互感器饱和等问题不断涌现，极大的影响了国家电网的发展。

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        摘要：近些年，随着我国民众生活水平的提升，大功率电器数量不断增长，这导致电力系统供电容量也在快速增加，电流度阿奴、互感器饱和等问题不断涌现，极大的影响了国家电网的发展。继电保护也因为频繁出现电流互感器饱和而出现了种种问题。本文仅对电流互感器饱和对继电保护影响的分析及对策进行简要分析，以期能够给行业工作人员提供借鉴。
        关键词：电流互感器；继电保护；影响分析
        随着人民生活水平的不断提升，对于电力的需求也在持续增加。因此，为了保障人民的日常用电，对我国的电力系统技术也提出了更高的标准。不仅需要及时更换电力设备，还需要提升电力方面的技术，才能更好的满足人民的需求。电流互感饱和问题严重影响了继电保护工作，并阻碍了某些地区的建设发展，对人民的生活造成了一定的困扰。所以，及时发现有关技术的缺陷，并根据实际情况提出改善策略，尽快解决电流互感饱和对继电保护产生的影响，从而有效提高供电质量。
        一、电流互感器饱和的原因
        电流互感器通过将高电压大电流转变成低电压小电流之后再输给不同的仪表和继电保护装置的电流线圈。它与变压器的工作原理基本相似，所以又可称为仪用变流器，是利用变压器在短路状态下电流与匝数成反比的特点制成。电流互感器的二次线圈匝数比一次线圈的匝数多很多，通过此种方式安全的将高压隔离，保证工作人员和电流装置的安全。
        二、电流互感器饱和对继电保护的影响
        随着国家经济的不断提升，国家电网建设也进行了大面积更新，虽然基本上完成了人们的用电需求，但电流互感器饱和现象仍然经常出现，这就对电力工作人员的技术提出了更高的要求。而电流互感器饱和对继电保护产生影响的原因有很多方面。
        （一）对距离保护的影响
        随着人民生活水平的不断提升，大功率电器的数量日益增多，电力系统的容量也日渐增大，当输电线路的末端发生短路现象时，极有可能会产生巨大的短路电流，在此强大的短路电流作用下，电流互感器就很容易发生饱和现象，从而导致电流互感器的二次侧输出电流发生突变，直接对距离保护继电器产生严重的影响。传统的电流互感器饱和现象一般是因为线路出口附近发生故障的影响，线路末端故障不会对其造成影响。另外，由于电流互感器饱和后的二次测量电流会逐渐减小，测量时阻力的增大也会消除对继电保护的影响。
        （二）对差动保护的影响
        电流互感器饱和会产生各方面的影响，差动保护就是其中一项。当电力故障发生在区外时，它的穿越性电流情况有着明显的增大缺失，在引起电流互感器饱和问题的基础上会产生一定的虚假差动电流，从而对差动保护造成严重的影响。另外，根据测量点的不同以及电器的差异，电流互感器饱和现象会日益增多并更加严重，从而阻碍国家电网的进一步发展，导致国家承受巨大的经济损失。但是，当电流互感器饱和由于自身原因而产生故障，在满足比率差动保护的有关操作条件后，差动保护仍然可以做出正确的动作，从而完成正常的工作流程并避免电流互感器饱和对其产生一定影响。
        （三）对电流可靠性与稳定性的影响
        由于电流互感器饱和之后，会导致电流继电器短路电流二次值下降的问题，造成继电保护拒动，部分电流稳定性、可靠性会受到严重影响。
        （四）对自身故障的影响
        在电流互感器饱和之后，自身的故障也会产生非常明显的影响，例如差动保护依然可以正确动作，在区域外的故障，由于穿越电流的性能非常明显经常会引发电流互感器过饱和的问题，造成虚假差动电流，电流互感器饱和，也非常明显造成严重的损失。

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在方向重点保护状态下，这种闭锁保护必须要确保电流方向正确，就算电网出现了问题，电流互感器饱和的状态也能够对区外特征进行保护，不会出现拒动的问题。
        三、解决电流互感器饱和对继电保护影响的有效措施
        继电保护对于电力系统安全起着重要作用，所以，对于继电保护工作也引起了领导的高度重视。对于电流互感器饱和产生的影响，若能够根据实际情况找到相应的解决措施，在完善电流互感器饱和问题的同时还能够进一步提升继电保护能力，将会大大促进国家电力系统的持续发展。
        （一）选取合适的电流互感器
        电流互感器饱和问题的出现不仅是因为技术落后，还有可能是设备选用不恰当造成的影响。所以，要对设备本身进行分析，根据电流容量选用合适的电流互感器，从而减少对继电保护的影响。另外，在电流互感器的选择上，要注重电流互感器的暂时饱和性问题，电力工作过程中，高压系统的设计过程基本都采用了TPY级别的电流互感器，并且会适当配合使用小气隙的PR级别电流互感器。如此一来，不仅满足了电网的需求，还不会对继电保护产生严重的影响。除此之外，要综合考虑电流互感器的相关影响因素，不可采用“按照负荷电流大小，确定保护级电流比”的方法，不可忽视电流互感安装位置出现的最大短路电流问题，要考虑到电流互感器本身的饱和性、电流互感器本身的负载能力等多种因素，这都会对继电保护产生一定的影响。在经济条件允许的情况下，可以采用传感器替代电流互感器，从而从根本上减少对继电保护的影响。例如，在夏季电力需求高峰时期，能够对电力系统的输电流量进行及时调节，避免受到局部电压过高造成电网瘫痪的问题，经常管控制电抗器，能够利用电抗性补偿措施，在用电高峰时提高电网电压上限，确保整个电力系统的稳定运行。
        （二）限制短路电流
        造成电流互感器饱和现象的主要因素是电流互感器本身短路电流的幅值问题，可采用限制短路电流的措施来解决。在电力系统的工作中，要针对短路电流做出一定的限制处理，才能从根源上避免电流互感器饱和现象的发生。比如，分列运行的方法可以运用到较高一级的电压等级中，从而对短路电流进行有效的限制处理。与此同时，在分列运行之后，为了减少供电稳定性降低情况的出现，电力系统可以在工作过程中将备用电源投入使用，从而有效保证供电稳定性，降低对继电保护的影响，维持电力系统的可靠性。
        （三）减少二次负担
        随着电力系统更新换代的速度不断加快，很多电力技术也在不断的发展成熟，导致电流互感器饱和的问题能够快速解决，为了能够确保继电保护的整体解决效果，必须要对细节进行妥善处理，通过多元的方法能够提高继电保护的整体质量，例如CT 的负载必须要是二次电缆阻抗，将继电保护装置实现就地安装，减少二次电缆的长度，也能够减少CT 的负担，避免过度饱和。在就地安装之后还应该简化二次回路，为可靠供电提供支持。在就地安装时，要加强继电保护本身的装置效果，尤其是在恶劣的天气环境下，依然要具备强烈的抗干扰性能。
        四、结束语
        电流互感器对继电保护产生的影响重大，要及时根据实际问题找到解决的对策。电流互感器是继电保护庄重的电流信号，直接影响着继电保护装置的安全性，用电量过饱和会产生强大电流，这是一种不平衡电流，会影响继电保护的工作装置。随着国家电网的不断建设，很多地区的电网基本稳定，未对人民生活造成重大的影响。另外，电流互感器饱和问题也得到了改善，通过多种解决措施最大限度的减少了电流互感器饱和对继电保护的影响，为后续的电力发展，打下了坚实的基础，并有效推动了国家电力实业的进一步提升。
        参考文献：
        [1]胡燕丽.电流互感器饱和对继电保护的影响及对策[J].电子测试，2019（13）.
        [2]钟国青.电流互感器饱和对继电保护的影响与对策分析[J].集成电路应用，2019（12）.
        [3]顾伟.电流互感器饱和对继电保护影响的分析及对策[J].电力系统装备，2019（13）：100-101.