电流互感器饱和影响因素及其对保护动作的影响

景琳超

国网山西省电力公司超高压变电分公司   山西太原  030000

摘要：随着国家各地方的电网升级改造速度不断提升，新型的保护装饰被大量地采用。从客观的角度来分析各地方的供电可靠性，因此得到了很大的提升。与此同时，供电容量表现为逐渐增大的情况，系统短路的电流现象，开始急剧增加，电流互感器饱和问题，已经成为了不得不解决的内容。电流互感器饱和问题的出现，将会对继电保护产生很大的影响，需要通过多元化的对策来解决问题，不能单纯地从某一个层面上出发。本文针对电流互感器饱和对继电保护的影响、对策展开讨论，并提出合理化建议。

关键词：电流互感器；饱和；对策

引言

在现代化的建设中，电力资源的需求程度不断提升，需要在相关的电力技术、电力设备上进行巩固。我国目前正处于发展中阶段，未来的电力需求将会进一步地提升，电流互感器饱和的表现也会逐步增加。继电保护工作，是电力输送、应用的重点内容，如果在该方面出现了缺失或者是不足，将直接对后续的电力事业发展构成威胁，同时不利于各地方建设发展，对居民的生产、生活也会产生很大的影响，需要特别关注[1]。

1电流互感器饱和现象及其原因分析

1.1电流互感器工作原理

仪用变流器的英文简称为CT，是电流互感器的别名。电流互感器的作用与变压器的工作原理有相似之处，是将用电中出现的高压大电流转化为低压小电流，电流互感器的工作原理来源于变压器。电流互感器在将高电压电流转化为小电压低电流的过程中是依照一定的比例进行的。电流互感器的正常作用一方面将高压转化为低压，有利于保障供电设备和人们的安全，另一方面，将二次额定电源规定为5A，严格规范了仪表和继电装置的规格，为供电工作提供了一定的便利，减少了安全隐患[2]。

1.2电流互感器饱和原因分析

电流互感器饱和的情况下，继电保护会受到较为严重的影响，导致继电保护的安全性和稳定性受到威胁。因此，电流互感器的饱和问题成为当前我国电力系统亟待解决的问题。但该问题的原因需要从多角度进行考量，并采取最佳方案进行应对。一般情况下，目前使用的P类电流互感器对于暂态特性未实现较为精准的要求，因此，很多电流互感器在运行过程中可能大量存在两侧暂态区别较大的现象。当电流变化幅度加大的情况下，电流互感器两端的暂态不一致现象会更为明显，由此造成差动保护失灵。这种电流互感器暂态不用的现象通常是由于电流互感器的暂态饱和导致的。电流互感器的饱和现象又可以归为暂态饱和、稳态饱和两种不同的现象。其中，电流互感器的稳态饱和是由于一次电流超过二次电流的传变能力造成的，而电流互感器的暂态饱和通常是由于一些非周期分量流进CT饱和位置导致的。当电流互感器达到饱和时，会导致继电保护发生误判，出现各种异常，发生较为明显的供电故障，并且对故障的检修测距造成不良影响，增加工作难度。

2电流互感器饱和状态带来的影响

（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）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。

对于在实际工作的案例中，进行分析可以得知，如果发生虚假的差动电流，每个不同的测量点在测量时会有所不同，同时电流互感器的饱和现象越来越严重，这时电网的整体损失会被更加厉害。

3抗电流互感器饱和的措施

3.1限制系统的短路电流

就当前我国实际应用现状来看，限制短路电流的方法有很多，比如串联电抗器等。在那些已经建立完成并且投入应用了一段时间的系统中，一般都会采用多分列运行的方法来实现短路电流额限制。但需要注意的是，在使用过这种方法以后，整个系统的运行可靠性也会出现显著下滑，必须要适当增加电源自动投入装置，以改善系统运作的内部有环境。而对于那些新建成的电力系统来说，不仅要注意控制短路电流，同时还要适当增加串联电抗器的数量。

3.2增加电流互感器的变比

相关技术人员在选择电流互感器的时候，应该摒弃使用单一负荷电流指标的原则，而应该引入多样化的指标体系。而就从抗电流互感器饱和的角度来看，应该考虑到严重故障发生的时候，互感器中的最大短路电流、负载能力、饱和倍数等各方面的信息，从而来确定互感器的变比。在这之中需要注意的是，如果变比增加以后，继电保护装置也会受到显著的影响，其主要体现在CT监视灵活性降低等方面。比如继电保护布设为5A，而互感器电流设置为1A，那么最终保护的可靠性就会出现显著的下滑。

3.3减少二次回路的负载

如果相关技术人员能够在实际工作中适当降低二次回路的负载，那么也能够较好的避免出现电流互感器饱和的情况。就目前我国的实践应用来看，这之中的负载主要有继电保护装置中的电阻、二次电缆等。在整个体系中，电流互感器就像是内阻非常大的电流源，在正常工作状态中很难实现通路。而二级线圈负载是一个固定值，在设计之初就满足了相关标准的要求。在这种情况下，相关技术人员就应该尽可能选择较低功率的继电保护装置，并且还要尽可能选择就地安装的模式。这样以后，整体负载就能够得到较好的优化与控制，减少负载的总量，也就能够较好的避免出现饱和情况。除此之外，电缆的横截面积越大，其实际阻值就比较小。因此在实际应用中也可以考虑增加电缆的直径或者增加电缆线芯等各类有效的方式，降低负载总量。但采取这种方法以后，最终的成本也会出现显著增加，需要相关人员进行综合的考量。

3.4降低二次额定电流

二次侧功耗跟电流的平方呈现出了显著的正比关系，因此在不能改变负载的秦光霞，如果能够降低二次额定电流，也能够达到抗饱和的目的。但这种方法也会直接降低保护装置的灵活性与敏感度，在实际使用的时候应该基于实际情况来进行正确的选择。

3.5提高保护防误动作的措施

当前我国普遍使用的很多继电保护装置都增加了抗电流互感器保护的功能，并且通常都会使用软件判别的方式。而在抗饱和体系中，为了避免降低保护灵敏度以及饱和所带来的各类不良影响，可以引入故障时刻电流流向以及CT饱和波形突变等理念，提高保护动作的执行门槛，避免保护误动动作的发生。

4结束语

结语本文对电流互感器饱和对继电保护的影响展开讨论，并阐述了一定的对策。从已经得到的工作成果来看，很多地方的电网工作，表现为稳定的状态，基本上没有出现恶性循环的问题。同时，在电流互感器饱和的处理上，能够遵循多种模式来完成，将继电保护受到的影响最大限度地减少，推动了当地电力事业的进步。

参考文献

[1]方新亮.电流互感器饱和对低压电动机保护的影响及对策[J].电子世界,2016(24):104-105.DOI:10.19353/j.cnki.dzsj.2016.24.064.

[2]强巴卓嘎.浅析电流互感器饱和对继电保护的影响及对策[J].中国新技术新产品,2016(22):36.DOI:10.13612/j.cnki.cntp.2016.22.025.