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1、关于电流互感器对电力系统的影响关于电流互感器对电力系统的影响 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。 关键词：电流互感器 ；影响；电能计量；差动保护 引言：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，对保证电能计费的公正合理意义较大，正确的电能计量对核算发、供电电能，综合平衡及考核电力系统经济技术指标，节约能源，合理收取电费等都有重要意义。但电流互感器倍率如果选择不合适，二次接线有误，会直接导致电能计量误差，这种计量误差直接归算到电能计量综合误
2、差之中。 1.电流互感器 电流互感器起到变流和电气隔离作用。便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流，避免直接测量线路的危险。电流互感器是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的变流器，电流互感器将高电流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。电流互感器按用途可分为测量用和保护用电流互感器。 2.电流互感器原理 在供电用电的线路中电流电压大大小小相差悬殊从几安到几万安都有。为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到变流和电气隔离作用。较早前，显示仪表大部分是指针式的
3、电流电压表，所以电流互感器的二次电流大多数是安培级的(如5A等)。现在的电量测量大多数字化，而计算机的采样的信号一般为毫安级(0-5V、4-20mA等)。微型电流互感器二次电流为毫安级，主要起大互感器与采样之间的桥梁作用。微型电流互感器与变压器类似也是根据电磁感应原理工作，变压器变换的是电压而微型电流互感器变换的是电流罢了。绕组N1接被测电流，称为一次绕组(或原边绕组、初级绕组);绕组N2接测量仪表，称为二次绕组(或副边绕组、次级绕组)。微型电流互感器一次绕组电流I1与二次绕组I2的电流比，叫实际电流比K。微型电流互感器在额定工作电流下工作时的电流比叫电流互感器额定电流比。 3.电流互感器使用
4、不当造成的计量误差 在有电流互感器的低压电能计量装置中，由于电流互感器选择、使用不当,也会产生较大的计量误差。 3.1 准确度等级选择不当造成的误差 由于电流互感器的准确度对电能计量装置的综合误差有较大的影响，所以在选择电流互感器的准确度等级时，应特别谨慎，尽量选择使用宽负载(S级)电流互感器。在日常的工作中，工作人员往往忽视这一点，将S级互感器视同普通互感器对待，不能正确选择使用，结果造成计量装置产生了较大的计量误差。以0.5S级和0.5级电流互感器为例，就误差极限值对比分析。在低负载条件下，0.5S级电流互感器的比差值和相位差值，都远远小于0.5级电流互感器。也就是说，虽然都是0.5级电流
5、互感器，但是在低负载情况下，0.5S级电流互感器的准确度是要远远高于0.5级电流互感器。 3.2 电流互感器变比选择不当造成的计量误差 有些计量点普遍存在着TA变比大，而造成计量误差大的问题，主要是因为配变负荷低而使运行点远离电流互感器的额定值造成的。工作人员在选择TA变比时，往往是按配变额定容量，或用户装见容量选择，而不是按实际用电负荷选择，这样就造成了按高负荷选择TA，在低负荷下长期运行的状况。另外，负荷较低时电能表的误差也较大，这就更加加大了整个计量点的误差。所以，根据具体情况，适当降低TA的变比可以大大减少计量综合误差。 4.电流互感器对差动保护的影响分析 4.1 电流互感器极性接反对
6、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。 4.2 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
7、序，则变为YN/-1。在差动保护接线中，为了消除因主变连接组别造成的不平衡电流，通常采取相位补偿法进行Y/转换，即将变压器星形侧的电流互感器二次侧接成三角形，而将变压器三角形侧的电流互感器二次侧接成星形，从而把互感器二次电流的相位校正过来。目前，大多变电站采用微机综合自动化系统，差动保护的移相任务由软件来完成。因而，主变各侧互感器二次侧可以全部结成星形。但是，当一次侧为逆相序接入时，虽然通过调整A、C两相的二次接线，使高、低压侧二次电流的相序为正相序。可是，通过软件移相之后，二次侧的相电压相位非但不能补偿过来，反而滞后于一次侧的相电压60。电流的相位同样如此。当主变所带负荷不大时，差流值不大。
8、但是，随着负荷的增长，特别是负荷突然增加时，差流值随着增大，有可能未发差流越限信号，差动保护就发生了误动作。 4.3 电流互感器二次回路开路对变压器差动保护的影响 电流互感器二次回路开路是由于端子箱内保护屏端子排电流互感器接线螺丝松动、连接断线等而造成。运行中电流互感器开路时，当大负荷或穿越性故障时会使差动保护误动。因为此时仅有一侧电流互感器二次电流流入差动继电器，相当于单侧电源的内部故障，所以差动保护会误动。当内部发生故障（在电流互感器开路相），差动保护将拒动，因为此时无电流流人差动继电器。 4.4 电流互感器饱和对变压器差动保护的影响 在变压器差动保护区外发生短路故障时，短路电流中具有衰减
9、较慢的非周期分量而导致电流互感器铁心严重饱和，即暂态饱和。铁心饱和使电流互感器传变特性变坏，而不能准确传变故障电流，没有相应措施防止暂态过程中由于电流互感器误差超过准确限值引起区外故障时保护差电流达到动作值而引起误动作。 差动保护用的5P(10P)级电流互感器只能在稳态条件下保证规定的误差，但难以满足暂态准确度的要求。5P(10P)级电流互感器使用的是不带气隙的铁心，在电流互感器严重饱和后，铁心剩磁最大可达80%。此类电流互感器未采取限制剩磁的措施，磁通密度变化范围小，剩磁难于消除。因此，在一次系统发生短路故障后，互感器可能残留较大剩磁，这将使电流互感器更容易饱和，而且差动保护两侧电流互感器剩
10、磁多不相同，则更易产生过大差电流，引起区外故障时变压器差动保护误动作。 4.5 其他错误对变压器差动保护的影响 电流互感器变比不符合整定的要求；电流互感器误差太大；继电器调试质量不良，特性较差；二次负荷过大；整定错误；相别错误等，均可能造成差动回路的不正确动作。 5.电流互感器运行中应注意的问题 （1）电流互感器在运行中二次侧不得开路，一旦二次侧开路,，由于铁损过大，会因温度过高而烧毁，或使 副绕组电压升高而将绝缘击穿，发生高压触电的危险。所以在换接仪表时如调换电流表、有功表、无功表 等应先将电流回路短接后再进行计量仪表调换。当表计调好后，先将其接入二次回路再拆除短接线并检查表计是否正常。如果
11、在拆除短接线时发现有火花，此时电流互感器已开路，应立即重新短接，查明计量仪表回路确无开路现象时，方可重新拆除短接线。在进行拆除电流互感器短接工作时，应站在绝缘皮垫上， 另外要考虑停用电流互感器回路的保护装置，待工作完毕后，方可将保护装置投入运行。 （2）如果电流互感器有嗡嗡声响，应检查内部铁心是否松动，可将铁心螺栓拧紧。 （3）电流互感器二次侧的一端，外壳均要可靠接地。 （4）当电流互感器二次侧线圈绝缘电阻低于 1020 兆欧时，必须进行干燥处理，使绝缘恢复后，方可使用。 6.结语 电流互感器可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。电流互感器的选择要在确定使用环境的情况下综合考虑额定电流、额定电压、变比、准确等级等众多因素。 参考文献： 1.GB12082006,电流互感器S. 2.袁季修,盛和乐,吴聚业.保护用电流互感器应用指南M.北京:中国电力出版社,2004. 3.DL/ T8662 2004, 电流互感器和电压互感器选择和计算导则S.-分享文档，传播知识，赠人以花，手自留香。
