電流互感器
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電流互感器范文第1篇
摘要：
電流互感器是電力系統中重要的采樣裝置，其飽和特性直接影響電網的安全穩定。本文通過小電流測試，推導CT的臨界飽和電流；并根據運行CT的工況條件，設計穩態、暫態大電流測試；暫態測試中，通過疊加衰減直流分量和設計重合閘的過程，模擬CT在極限峰值電流和極限剩磁水平條件下的暫態傳變特性。以某區域電網為例，設計的電流互感器串聯測試系統提高了測試效率，所得結論將為CT飽和特性評估和差動保護動作分析提供有力支撐。
關鍵詞：
電流互感器；飽和測試方案；臨界飽和電流；穩態測試；暫態測試
電流互感器是電力系統中傳變電流信號的重要元件，其可靠工作對電力系統的安全、穩定至關重要[1]。目前，電網中運行的電流互感器大多安裝于10年前，當時系統容量較小，短路電流水平相對也較低；同時，電磁式繼電保護的保護動作時間較長。因此，保護用CT的穩態響應受到重點關注，作為衡量其一、二次傳變特性的重要指標。近年來，隨著電網規模增加，系統短路電流水平不斷攀升，經核算，某地的110kV系統短路電流水平已達40kA，330kV系統也達到48kA。同時，微機保護的應用幾乎覆蓋全網，其動作速度加快，在一次系統故障后1~1.5個周波完成故障判斷并動作，因此，CT的暫態響應特性事實上對保護的動作性能起決定作用[2-4]。當系統經歷暫態故障，一次側的大短路電流使互感器勵磁飽和，二次電流就不能與一次電流滿足線性關系，由于二次波形畸變產生的誤差極有可能影響繼電保護裝置不正確動作[5-6]。
1本文擬開展的工作
目前，國內外對電流互感器飽和特性的研究，關鍵在于電流互感器鐵磁回路曲線的繪制，常用的方法為數值分析法和現場試驗法，但研究成果大多停留在穩態狀況下，主要存在以下問題：
1）數值分析法能夠繪制電流互感器的普通磁滯回線，并通過人工神經網絡對局部（暫態）磁滯回路曲線進行擬合，但該方法目前仍不成熟，不能建立更為精確的電流互感器暫態模型[7-8]。
2）現場試驗方法可對電流互感器的測量誤差進行檢測，間接地分析電流互感器的飽和特性，但其常用的10%誤差特性曲線法的試驗電流遠小于一次側發生短路時的電流，因此該方法不能分析電流互感器的暫態傳變特性。
3）對CT在實際大電流，特別是含暫態非周期分量大電流的傳變特性研究較少。繼電保護的可靠性和故障診斷的準確性受CT的暫態傳變特性影響較大，當一次側出現含較大非周期分量的暫態故障電流時，P級CT將過飽和，其二次波形失真嚴重[9]。
4）對差動保護兩側CT的傳變一致性研究不足。以變壓器差動保護為例，兩側所配CT的變比、準確級、額定容量的不同都會導致其在暫態大電流條件下傳變特性的不一致，造成區外故障誤動作時有發生。除此之外，還存在不同廠家電流互感器的負載大小、工況條件、鐵磁材料的老化差異，對互感器飽和特性的影響程度不盡相同，對互感器傳遍特性的研究也造成了困難。綜上所述，電流互感器一、二次傳變特性，特別是暫態飽和傳變特性，對電力系統的安全、穩定和經濟運行有著重要影響。為更精確、深入研究電流互感器的飽和傳變特性，本文提出按照CT的實際運行工況，設計穩態、暫態測試的通流水平；疊加衰減的非周期分量來模擬短路故障電流；控制重合閘時機獲得最大剩磁；采用實際電纜、保護和故障錄波裝置反映真實的負載狀況；運用數據采集系統、保護和故障錄波裝置對CT一、二次側電流進行多路、同步采樣。
2電流互感器的暫態運行特性
為獲得更為準確的CT飽和傳變特性，需進行穩態、暫態大電流測試，試驗環境需模擬CT的實際運行工況，因此首先分析P級電流互感器的暫態運行特性。對保護用P級電流互感器，著重考慮的是穩態大電流誤差，而其暫態傳變特性較差。本文根據上述對短路電流的數學描述，設計含衰減直流分量的暫態大電流，使第一個周期內出現最大暫態峰值電流。由分析得知，影響電流互感器飽和特性的關鍵因素為負載、剩磁和通流情況。因此，本試驗的總體思路為：
1）通過設置不同大小的二次負載，模擬負載對電流互感器飽和程度的影響。由于現有繼電保護裝置大多采用主后一體化，且雙套保護接入不同的電流互感器繞組，電流互感器所承擔二次負載較輕，一般不到2VA，遠小于電流互感器額定負載。因此，電流互感器的實際飽和倍數較理論值偏高，但是否滿足系統短路電流水平的要求，還需進行通流測試。
2）通過人為模擬磁滯效應，評估剩磁對電流互感器鐵芯飽和的影響程度，同時，采取可行的去磁手段，降低剩磁對大電流通流測試的影響。
3）通過穩態和暫態通流來校核電流互感器一、二次傳變特性。穩態通流代表正常運行時電網較大的負荷電流；暫態通流代表電網發生短路故障，并考慮瞬時故障的重合閘過程。
3P級電流互感器飽和特性測試方案
本文以某區域電網330kV變電站為例，研究線路光差、母線差動、變壓器差動P級CT在大電流下的傳變特性及其對繼電保護裝置動作特性的影響。所采用的測試系統，能夠發生實際工況條件下的穩態短路電流，并可疊加峰值為其80%左右的衰減直流分量，時間常數可調。故障發生的時間間隔，即重合閘的過程可調節。不僅對330kV站內330kV、110kV的P級電流互感器開展大電流飽和測試研究，還對傳統站向智能站改造所安裝的電子式電流互感器開展大電流物理試驗，全面對比分析2種電流互感器的穩態、暫態傳變性能[10]。本試驗對多只電流互感器線圈進行串聯測試，試驗通流一次完成，能模擬差動保護所接多組電流互感器的實際工況；同時，多組電流互感器線圈的試驗數據一次采集完成，提升了試驗效率，電流互感器串聯試驗系統如圖3所示。
3.1被試電流互感器的選擇
對所選定的某區域電網潮流控制斷面處330kV變電站的CT進行調研，并核算該區域的短路電流水平，該區域330kV系統的最大短路電流為48kA，110kV系統最大短路電流為40kA。經篩查，該區域內330kV、10P20和110kV、5P202種CT的飽和倍數普遍超標，存在暫態飽和的風險，可能造成差動保護不正確動作。因此，本文選取上述2種CT作為測試對象，參數見表1。
3.2試驗接線設計
整體試驗的接線設計見圖4，圖中對互感器進行了編號。1~5V•A范圍內的負載，均設計為實際裝置構成的回路用以模擬真實工況，見表2。此外，根據表1中被試CT的額定負荷為30VA，二次側額定電流為1A，確定額定負載阻抗為30Ω。為全面模擬由實際負載到額定負載范圍內CT的飽和特性，特增加由純無感電阻構成的1/4額定負載（7.5Ω）和額定負載（30Ω）。
3.3采集回路設計
圖4中，數據采集裝置能同時采樣CT一、二次側的電流（一次側電流峰值最高達86kA），其回路設計如圖5所示。數據采集裝置運用阻值為0.001Ω的標準電阻分流器，將一次側的大電流信號轉換為電壓信號；二次側采樣負載兩側的電壓值；將CT一、二次側電壓信號轉換為光信號，同步輸入暫態誤差測量裝置進行對比分析。為確保數據采樣裝置在強電磁環境中錄波的準確性和穩定性，CT3、CT4二次側用精度更高的DL850采樣（采樣頻率為3200Hz），采樣光纖長10m，確保與強電磁環境的物理隔離。
3.4保護系統的模擬
根據圖4，得大電流試驗所模擬的保護系統如圖6所示。試驗共采用了4套保護裝置：
1）CSC-103B線路差動保護2套，分別接CT2和CT7，通過光纖通道進行通信，模擬線路縱差；
2）PST-1200變壓器差動保護1套，接CT3#和CT8#，其高\中壓側A相電流通道模擬變壓器差動；
3）BP-2B母線差動保護1套，接CT3#和CT8#。
4大電流穩態、暫態測試
4.1小電流測試
臨界飽和電流的核算在進行大電流測試前，需確定通流取值的范圍，過大將受設備條件的限制，費用較高；過小將使CT未能進入飽和狀態，測試所得數據無意義。本文通過小電流測試，獲得CT的內阻、拐點電壓、伏安特性曲線，進而反推核算出CT的臨界飽和電流。同時，選取額定負載為50VA的CT，與表1第一類CT進行對比，研究負載對CT飽和特性的影響。小電流伏安特性測試的結果見表3。按下式計算CT在不同輸出負載下的臨界飽和電流I=E2N（R1+Z2cos）2+（X1+Z2姨sin）2（3）式中：Z2為二次輸出負載阻抗；cos為輸出負載的功率因數，取0.8；R1為二次回路內電阻，取表中平均內電阻；X1為二次回路內電抗，取表中平均內電抗；E2為平均拐點電壓；N為電流互感器變比。將式（3）繪制曲線，如圖7所示。在該區域電網中，5P20和10P20互感器均接微機保護，負載較輕，因此，1~5V•A負載所對應的試驗結果較能體現實際情況，結論分析如下：
1）1200/1電流互感器的拐點電壓高于600/1電流互感器，其抗飽和能力更強，飽和電流值更高。
2）變比和準確級相同時，提高額定負載容量，可提升電流互感器的拐點電壓與抗飽和能力。
3）1200/1互感器在1~2VA輕載情況下，飽和電流較額定負載（30VA）下提升4.92倍，而600/1互感器提升了7.01倍。因此，輕載能有效提升互感器的飽和倍數，且變比越小，提升效果越好。
4）通過核算，CT在1~5VA負載情況下，一次側臨界飽和電流均大于該區域電網的最大短路容量48kA，所以，在穩態大電流試驗中，電流互感器應不發生飽和。小電流測試均采用變頻升壓的方法，通過獲取CT的單值磁化曲線，建立CT的數學模型，模擬CT在穩態大電流下的傳變特性。綜上，根據小電流試驗的測試結論，確定穩態大電流測試的最大峰值電流為48kA，暫態峰值電流在此基礎上疊加80%的衰減直流分量，重點驗證輕載穩態通流時CT不發生飽和；重點研究CT暫態通流時的特殊傳變規律。由于該方法獲得的磁化曲線為單值曲線，未考慮剩磁的影響；拐點電壓的尋找基于穩態通流，未考慮鐵磁材料在暫態環境下的影響因素。因此，需設計穩態、暫態大電流測試方案，對CT大電流下實際的鐵磁環境予以模擬，該方案應能表征真實的二次回路情況，且通流方式簡便，易于操作。
4.2通流的選擇
根究CT的臨界飽和電流和極限暫態短路電流，設計出大電流試驗分穩態試驗和暫態試驗兩部分，通流大小和通流方式如下。
1）穩態大電流試驗共進行4次，電流有效值為6~48kA，每次通流持續時間為200ms。
2）暫態通流試驗共進行4次，與穩態通流試驗相比，暫態通流試驗有以下特點：1）暫態通流試驗中的工頻分量有效值同樣為6~48kA，但暫態通流試驗中電流疊加直流分量，直流分量為80%穩態分量峰值，衰減時間常數為100ms；2）暫態通流中進行重合閘，通流順序為150ms通流—600ms無電流—150ms通流，用以模擬剩磁對暫態飽和的影響。
4.3大電流測試結果
按照上述步驟實施穩態、暫態測試，并疊加每個互感器回路一、二次側的所有波形，顯示在一張圖中，測試結論如下：
1）所有測試CT在4.4Ω及以下負載，均未發生穩態飽和，穩態誤差為5%~10%。因此，對于本文所構建的4.4Ω及以下負載，10P20、1200/1和5P20、600/1兩種電流互感器適應該區域電網的所有正常運行方式。
2）穩態通流24kA、負載7.7Ω時，9#CT二次側波形發生穩態的飽和畸變，見圖8，并隨負載增加和通流升高，飽和效應更加嚴重。所以，當負載大于7.5Ω（1/4額定負載），穩態通流高于24kA時，該區域電網CT將發生飽和，實際中，若不考慮CT二次回路接觸不牢靠的問題，CT實際負載不會大于7.5Ω，即24kA為該區域電網中CT的極限穩態飽和電流值。
3）暫態通流試驗中，負載僅為1.4Ω，暫態通流為12kA時，3號CT就發生了暫態飽和，見圖9。短路情況下，區域電網很容易達到該門檻值，十分易于進入暫態飽和。若差動保護兩側CT的飽和特性不一致，將會引發保護誤動作。
4）圖9中BP-2B母差保護的錄波數據，較DL850幅值低很多，因此，在保護動作行為分析時，還需考慮保護裝置中小電流變換器與大CT飽和特性的不一致問題。5）48kA暫態測試中，電子式CT二次波形未發生飽和畸變，但電子式CT的采集器受電磁兼容影響，二次錄波會有跳點。
5結論
1）本文在總結目前單一CT飽和特性研究的基礎上，提出對區域電網中不同變比、不同額定飽和倍數、不同負載的CT進行統籌分析，模擬出區域電網的差動保護系統，真實的還原了CT在大電網中的安裝位置及所受極限暫態電流等運行工況。
2）提出依據臨界飽和電流計算，選擇大電流穩態、暫態測試的通流大小。同時，通過模擬非周期分量、重合閘過程中電流互感器的暫態傳變特性，得到了極限剩磁水平條件下，電流互感器的暫態傳變波形。本文所得的穩態測試結論能夠指導該區域電網中CT二次負載的選擇，避免因負荷電流過大造成CT的穩態飽和。
3）本文提出的電流互感器串聯同步測試方法，通過一次通流測試，能夠采集多組CT的測試結果，提升了測試效率，解決了差動保護CT錄波的時間同步問題。
4）本文將CT一、二次側，所接保護、故障錄波的測試數據予以疊加，該方法能對比分析CT本體的傳變特性，以及保護裝置內部變送器的傳變特性，為研究CT飽和的具體發生環節提供思路。
5）進一步，依據本文中CT的大電流實測數據，由B-H曲線方程，反推CT的勵磁曲線，優化CT的磁滯模型，建立基于CT一、二次電流波形和結構參數的CT仿真評估系統，該系統將能夠解決現場測試接線復雜、測試成本較高等問題。
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電流互感器范文第2篇
關鍵詞：電流互感器；飽和問題；接地點；變電運行；繞組
中圖分類號：TM452
文獻標識碼：A
文章編號：1009-2374（2012）18
1 電流互感器
1.1 互感器內部構造
電流互感器運用于電力設備中，其內部一次繞組為1～2匝，通常情況下為一次設備進出導線。二次繞組匝數較多，且二次額定電流多為1A或者5A。例如，若電流互感器的變比是1250/5，那么當它的一次繞組為1匝時，相對應的二次繞組匝數就為250匝。
1.2 誤差原因分析
電流互感器內部的鐵芯中存在著勵磁電流，所產生的勵磁阻抗性質是電抗，但二次負載的性質為阻抗。這就導致了在二次電動勢的影響下，經過不同電阻元件電流的相位、幅值有所差異。通過有關人士對電流互感器等值回路和角誤差的分析得出：若電流互感器中的二次負載是純電阻時，產生的角誤差最大；而二次負載是純電感時，所產生的角誤差為零。若勵磁阻抗為定值時，會導致二次阻抗的增大，從而引起電流互感器比誤差的增大。同時，若二次阻抗為定值時，勵磁阻抗值會減小，比誤差增大。需要注意的是，電流互感器的誤差要求是：角度誤差不大于7°，幅值的誤差要小于10%。
1.3 電流互感器的飽和
在正常情況下，電流互感器中的鐵芯磁通處于不飽和的狀態。這時負載阻抗和勵磁電流較小，而勵磁阻抗的數值較大，一次繞組、二次繞組的磁勢處于平衡。但是，若互感器中鐵芯的磁通密度增大并達到飽和時，會引起Zm隨著飽和度的增加而迅速降低，不同勵磁電流間的線性比例關系會被打破。而引起電流互感器達到飽和的因素主要包括：電流過大；負載過大。當連接電流互感器的負載過大時，引起二次電壓的增大，導致鐵芯的磁通密度上升，達到飽和。
電流互感器達到飽和時的特點有：二次電流減小，電流波形出現高次諧波分量較大的畸變；內阻減小，甚至接近于零；若發生一次故障，電流的波形在零點附近時，電流互感器會引起線性關系傳遞；在故障的瞬間，互感器會在滯后5秒左右才開始達到飽和。一般情況下，嚴禁電流互感器的二次發生開路現象。因為在電流互感器運行過程中，一旦發生二次開路，就會使一次電流轉換成為勵磁電流，引起鐵芯的磁通密度增加，導致電流互感器的快速飽和。飽和磁通會產生較高電壓，對一次和二次繞組絕緣設施破壞較大，容易造成人身安全威脅。
2 電流互感器的飽和影響
2.1 變壓器保護影響及對策
一般變壓器的容量較小、可靠性高，大多安裝在10kV、35kV的母線上，高壓短路電流與系統的短路電流相同，而低壓一側的短路電流相對較大。若對變壓器的保護力度不到位，就會嚴重影響對變壓器或者整個系統的安全運行。傳統變壓器都有熔斷器保護裝置，有安全可靠的優點。但是，隨著系統自動化要求的提高、短路容量的增加，傳統的方法已經無法滿足需求。對于一些新建、改造的變電站，往往配置有變壓器開關柜，系統的保護裝置也與10kV的線路相似，但缺點是經常忽視電流互感器的飽和問題。同時，由于變壓器的容量、一次電流較小，并采用共用互感器。為保證計量準確性，會使電流互感器的變比減小。一旦變壓器發生故障，會引起電流互感器的飽和，二次電流速度降低，導致變壓器的保護拒動。若變壓器中高壓側發生故障，所產生的短路電流會自動切除后備保護動作。若低壓側發生故障，產生的短路電流無法達到后備保護啟動值，就會使故障無法切除，甚至引起變壓器的燒毀，對系統的安全運行造成嚴重影響。
解決變壓器的保護拒動，需要從變壓器的合理配置入手，在選擇電流互感器時要顧及變壓器發生故障引起的飽和問題。不同功能的電流互感器要互相區別，例如計量用的互感器要設在變壓器的低壓側，用以確保計量精度要求；而保護用的互感器一般設在變壓器的高壓一側，用以確保變壓器保護工作。
2.2 電流保護影響及對策
電流互感器發生飽和以后，會引起二次等效電流的減小，引發保護拒動。當遠離電源或阻抗系數較大時，線路出口的短路電流會較小。但如果擴大系統的規模，短路電流就會隨之增大，甚至達到互感器一次電流的上百倍，從而引起系統中本來能正常運行的互感器發生飽和。同時，短路電流故障屬于暫態過程，電流中有大量的不同期分量，會加快電流互感器的飽和。若10kV的線路中發生短路故障，電流互感器的飽和會使二次側的電流減小，導致保護裝置拒動。母線及主變低壓側的開關切除，會導致故障的范圍增大、時間延長，對供電的可靠性造成影響，嚴重時會威脅到設備的安全運行。
通過上文分析得知，電流互感器發生飽和時，會導致一次電流轉變為勵磁電流。同時，二次電流為零，通過繼電器電流也為零，設備內保護裝置發生拒動。針對以上問題，應該盡量降低互感器的負載阻抗，避免電流互感器的共用，同時加大電纜截面面積以及電纜長度；電流互感器的變比不能太小，要注意線路短路引起的飽和問題。
3 電流互感器的繞組及接地
3.1 互感器繞組布置
在進行電流互感器繞組布置時，既要防止保護死區的出現，又要規避互感器中容易出現故障的地方。不同保護裝置的保護范圍間要交叉進行，電流互感器的極性端要在母線側安裝。因為電流互感器是以一次極性端為依據進行二次繞組排列的。若一次極性端出現放置錯誤的現象，即使二次繞組排列正確也會導致保護死區的出現。同時，由于電流互感器故障的易發性，母線保護動作的停電擴大，所以一般要把互感器底部與母線保護相分離。
3.2 互感器接地
電流互感器的接地包括一次接地和二次接地。其中一次接地點包括外殼接地、末屏接地。外殼接地主要是為了防止感應電壓對外部絕緣進行破環，避免人身安全事故的發生。有關規定明確指出外殼接地要有兩根干線且和主接地網相連，并達到熱穩校核要求。電流互感器中主絕緣有多層油紙保護，最外部的一層就是末屏層。末屏不采取接地措施時，會使末屏對地絕緣，引起高電場向表面絕緣層移動，容易在外層產生高達幾萬伏的電壓。小套管離絕緣距離較近，若高電壓持續時間過久，就會擊穿絕緣，導致電流互感器的爆裂。
互感器中的二次回路只能接地于一點，大多是由端子箱接地。二次回路接地于一點主要是為了保護人身及設備的安全。如果沒有接地點，電流互感器的高電壓就會通過互感器繞組間分布電容、對地電容進入二次回路。若回路有接地點存在，會使電容短接，二次回路中電壓降低為零，達到安全保護的目的。若保護裝置是由多組互感器連接而成，需要在保護屏上通過端子排進行接地連接。在互感器回路中，若電流繼電器的兩側都存在接地點，兩個接地點會與地面構成并聯回路，造成分流現象，從而減少通過電流線圈的電流。若出現接地故障時，不同接地點會引起線圈中額外電流的出現。
4 結語
電流互感器是把電力系統中的一次大電流轉換成能夠接入儀表和保護裝置的二次小電流的裝置。文中主要介紹了電流互感器的內部構造、飽和問題以及在變電站中的運用等。在實際工作中，要防止互感器中接線、配置的失誤，加強互感器驗收工作，這樣才能減少故障，避免事故發生。
參考文獻
[1] 江蘇省電力公司．電力系統繼電保護原理與實用技術
[R]．2009．
電流互感器范文第3篇
一、研究原因及背景
1.電流互感器的重要性。電流互感器起變流和電氣隔離的作用，就是把一次系統的大電流變換成與其成正比的二次小電流，供給測量儀表或繼電保護及自動裝置使用。在電力系統中，電流互感器的作用無可替代，所以它直接對電網的安全穩定起著關鍵的作用。
2.戶外電流互感器工作環境的惡劣。戶外電流互感器經常要承受異常的電氣環境和自然環境。其故障率更易處于高位。而且由于現實條件限制，我們對電氣環境和自然環境的可控性都不大，所以更需要確保電流互感器在一次系統中連接的可靠性，以更好地適應環境。
3.戶外電流互感器的傳統工藝不夠盡善盡美。戶外電流互感器樁頭與銅排連接，連接接觸面不夠充分、特別在長時間戶外運行的情況下。連接是否良好、可靠直接影響線路的負載能力，接觸面小，接觸不良，接觸電阻過大，會引起發熱。若不及時發現及處理，將燒壞電流互感器樁頭和連接銅排。長期過負荷，溫度過高甚至會造成戶外電流互感器的燒毀。
二、松陽供電局所轄變電站電流互感器故障現狀
松陽供電局所轄全戶外變電站共計五個：其中35kV大東壩變電站和象溪變電站這兩個變電站的10kV出線及主變低壓側擁有型號為LBZW-10的干式戶外支柱式電流互感器共33只，它們的接線樁頭都為螺桿式，連接鋁（銅）排通過上下兩個螺帽固定在螺桿上。曾多次發生電流互感器樁頭和連接鋁（銅）排處發熱，甚至鋁排熔斷、電流互感器損壞等故障。
我們對大東壩變電站2008、2009、2010這三年間主要一次設備的故障、缺陷情況進行統計分析。在電流互感器、主變壓器、隔離開關、電壓互感器五類一次主設備中電流互感器故障所占比例為28%，是最高的。說明了在同等運行工況下，電流互感器相比其他設備更容易出現故障。對前面的電流互感器故障率高這一現象進行深入分析后，我們還發現這三年間故障的發生次數與時間有直接的聯系，具體情況見下表：
從表中，我們可以很直觀的看到，故障發生都集中在在5-8月份的豐水期內（特別是6月份），三年間平均月故障次數達到了1.17次。這說明線路負荷越大，電流互感器越容易出現故障。
然后我們又對上面的故障發生次數進行深層次的分析之后發現了主要故障因素，2008、2009、2010三年由于電流互感器接頭處故障導致在故障次數為14次， 由雷擊及其他因素導致在故障次數為2次。除了2008和2009年的兩起：被雷擊直接損壞之外，其余故障點都在電流互感器樁頭和鋁（銅）排的連接處。根據電流互感器與鋁（銅）排連接方式，以及具體故障情況，我們通常的故障處理方法主要有：1、重新緊固螺絲，螺帽、墊片有損壞的給予更換；2、鋁排有損壞的，更換鋁排；3、流變樁頭損壞，絕緣試驗不合格，更換流變。但是以上方法均不能根本性的消除此類故障。
三、電流互感器故障原因分析及對策
經過分析，我們認為造成戶外10kV電流互感器故障的主要原因有四個。第一個：設備原因，電流互感器本身結構不合理；第二個：人為原因，人員維護工藝水平不高、日常維護不到位；第三個：方法問題，憑經驗解決故障，缺少解決此類故障的方法；第四個：環節因素，電流互感器長期工作在高負荷狀態下，且變電站地處濕潤山區，接頭易腐蝕氧化。根據現狀，我們確認第一個原因：電流互感器本身結構不合理，螺桿式接線柱頭與銅牌接觸面太小，是導致鋁排熔斷、電流互感器發熱損壞的最主要原因。改良戶外電流互感器樁頭與銅排的連接狀況，增大接觸面積，減小接觸電阻成為需要改進的方向，初步設想設計一種連接線夾來實現。
四、具體實施
1.首先，確定在電流互感器樁頭上所要加裝的設備線夾規格，我們根據大東壩變電站10kV戶外電流互感器樁頭的螺桿外徑(12mm)，且為粗螺紋，向廠家定制雙孔抱桿式線夾，型號為M-12；
2.然后，我們將定制好并且經過出廠質量檢驗符合國家GB-2314-2008標準的改良后線夾，在部門試驗區內將改良后的線夾在試驗電流互感器上進行試安裝，發現能與柱頭緊密接觸、還擴大了樁頭與線夾之間的接觸面積。
3.最后，我們將雙孔式銅抱桿線夾充分旋入電流互感器螺桿，再將線夾的緊固螺絲擰緊。既能保證雙孔銅抱桿線夾與螺桿有足夠的接觸面，又能保證連接牢固，減小接觸電阻。我們對大東壩變電站全站進行試驗，改良戶外電流互感器樁頭與銅排連接狀況。
五、效果檢查
我們在通過對大東壩變電站全站10kV戶外電流互感器樁頭加裝該雙孔式抱桿線夾，效果圖如下：
半年時間的實際運行和觀察分析后得出以下結論：
1.在加裝了改良后的線夾之后，電流互感器柱頭與銅排的接觸面積得到了充分的擴大：原來未進行改良時的接觸面的面積為2.26cm3，現在進行改良之后的接觸面的面積為15cm3，電流互感器接線柱頭與銅排的接觸面面積擴大百分比達到563.7%。
2.我們用回路電阻測量儀測量，發現接觸電阻的下降幅度達到24.3%。原來未進行改良樁頭直接固定鋁排時的接觸電阻為608Ω，現在樁頭使用雙孔式銅抱桿線夾固定鋁排進行改良之后的接觸電阻為460Ω，電流互感器接線柱頭與銅排的接觸電阻減小百分比達到24.3%。
3.我們還利用紅外成像測溫裝置，對樁頭與線夾的連接位置進行了測溫。在相同的負荷（150A）條件下，原來未進行改良時的紅外成像測溫值為520C，現在進行改良之后的紅外成像測溫值為460C，溫度的下降率百分比達到11.5%。
電流互感器范文第4篇
1電流互感器的發展
電流互感器（電流互感器）是用于在其次級中產生與其初級中的AC電流成比例的交流（AC）的變壓器，電流互感器以及為測量而設計的電壓互感器（VT）或電壓互感器（PT）被稱為儀表互感器。當電流太高而不能直接測量或電路的電壓太高時，可以使用電流互感器在其次級中提供隔離的較低電流，其與初級電路中的電流成比例。感應的次級電流然后適合于測量儀器或電子設備中的處理。電流互感器對初級電路幾乎沒有影響。通常，在電子設備中，初級和次級電路之間的隔離是重要的特性。電流互感器用于電子設備中，并廣泛用于電力工業中的計量和保護繼電器。電流互感器可以安裝在開關設備內或設備套管中，但是通常使用獨立的室外電流互感器。
2電流互感器的功能
像任何變壓器一樣，電流互感器具有初級繞組、鐵芯和次級繞組，盡管一些變壓器（包括電流互感器）使用空氣芯。原則上，電流互感器和電壓互感器（正常類型）之間的唯一區別在于，前者被饋送有“恒定”電流，而后者被饋送以“恒定”電壓，其中“恒定”具有嚴格的電路理論意義。初級中的交流電流在芯中產生交變磁場，然后在次級中感應交流電流。初級電路在很大程度上不受電流互感器的插入的影響。精確的電流互感器需要在初級和次級之間緊密耦合，以確保次級電流在寬電流范圍內與初級電流成比例。次級中的電流是初級（假設單匝初級）中的電流除以次級的匝數。電流互感器通常由硅鋼環芯組成，其纏繞有多匝銅線，承載初級電流的導體通過環。因此，電流互感器的主要因素是單一的“轉向”。初級“繞組”可以是電流互感器的永久部分，即用于攜帶電流通過磁芯的重銅條。窗式電流互感器（也稱為零序電流互感器或zS電流互感器）也是常見的，其可以具有穿過磁芯中的開口的中間的電路電纜以提供單匝初級繞組。為了幫助精度，主導體應該在孔徑中心。電流互感器由其某跫兜醬渭兜牡緦鞅戎付ǎ額定二次電流通常標準化為1或5安培。例如，當初級繞組電流為4000安培時，4000：5電流互感器次級繞組將提供5安培的輸出電流。該比率還可以用于找到變壓器一側的阻抗或電壓，給定另一側的適當值。對于4000：5電流互感器，次級阻抗可以被找到為ZS=NZP=800ZP，并且次級電壓可以被找到為VS=NVP=800VP。在一些情況下，次級阻抗被稱為初級側，并且被發現為ZS'=N2ZP。參考阻抗簡單地通過將初始二次阻抗值乘以電流比來完成。電流互感器的次級繞組可以具有抽頭以提供一定范圍的比率，共有五個抽頭。形狀和尺寸根據最終用戶或開關裝置制造商而變化。低壓單比例計量電流互感器是環形或塑料模制外殼。分離式電流互感器具有兩部分芯或具有可移動部分的芯。這允許將變壓器放置在具有最小干擾的導體周圍。分離式電流互感器通常用于低電流測量儀器，通常是便攜式、電池供電和手持式。電流互感器廣泛用于測量電流和監測電網的操作。隨著電壓線，收入級電流互感器驅動電力公司的瓦特計在幾乎每一個建筑與三相服務和單相服務大于200安培。
3電流互感器的檢定
3.1外觀檢查
有下列缺陷之一的電流互感器，必須修復后再檢定：無銘牌或銘牌中缺少必要的標志；接線端子缺少、損壞或無標志；有多個電流比的互感器沒有標示出相應接線方式；絕緣表面破損或受潮；內部結構件松動；其他嚴重影響檢定工作進行的缺陷。
3.2絕緣電阻測量
用2500V兆歐表測量各繞組之間和繞組對地的絕緣電阻。一次繞組對二次繞組及接地端子之間的絕緣電阻不小于40MΩ；二次繞組對接地端子之間以及二次繞組之間的絕緣電阻不小于20MΩ。
3.3退磁
若制造廠規定了退磁方法，應按標牌上的標注或技術文件的規定進行退磁。如果制造廠未有規定，可采用開路法退磁。實施開路法退磁時，在一次（或二次）繞組中選擇其匝數較少的一個繞組通以10%-15%的額定一次（或二次）電流，在其他繞組均開路的情況下，平穩、緩慢地將電流降至零。退磁過程中應監視接于匝數最多繞組兩端的峰值電壓表，當指示值達到2600V時，應在此電流值下退磁。
3.4繞組極性檢查
測量用電流互感器的繞組極性規定為減極性。當一次電流從一次繞組的極性端流入時，二次電流從二次繞組的極性端流出。推薦使用裝有極性指示器的誤差測量裝置按正常接線進行繞組的極性檢查。使用沒有極性指示器的誤差測量裝置檢查極性時，應在工作電流不大于5%時進行，如果測得的比值誤差超過100%，則極性異常。
電流互感器范文第5篇
關鍵詞：CT；電流互感器；準確級；二次回路
中圖分類號：TM452 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）27-0069-02
1 CT的作用
為了保證電力系統安全經濟運行，我們必須通過設備清楚了解電網實時的各種運行參數。當系統發生故障時，保護裝置必須快速地對故障做出反應，這就需要電流互感器非常靈敏精確地將一次大電流轉換為二次小電流供給保護裝置。對于新建發電廠和變電所，有條件時電流互感器額定二次電流宜選用1A；在對變電所進行擴建工程時，如果原有電流互感器采用5A時，建議為了使整個變電所的額定二次電流得到統一，都同時選用5A。測量用電流互感器的精度很高，抗飽和能力差，容易飽和，使測量及各種儀表設備不會受到大電流的沖擊，能更好地保護這些設備；保護用電流互感器主要與繼電保護裝置配合，抗飽和能力佳，能夠在線路發生短路過載等故障時，更好地向繼電保護裝置反映一次系統的運行狀態，使保護做出正確的判斷，以保護供電系統的安全。
2 CT二次繞組的準確級
由于CT二次繞組的不同用途，既要保證計量、測量的準確性，又要保證保護裝置動作的可靠性、正確性，這就要求電流互感器必須有適應各種要求的準確級別。常用的測量用電流互感器準確級為s級（測量為0.5s，計量為0.2s，表示在通過1倍額定電流時的誤差分別為0.5%和0.2%）；保護用電流互感器一般用的是P級（如5P20，意思是當電流互感器通過20倍額定電流時，此時電流互感器的綜合誤差為5%）。P級的繞組有很好的抗飽和特性，能很好地反映故障量，而s級的電流互感器正好與P級電流互感器相反，s級很容易飽和，防止系統發生故障時巨大的故障電流沖擊使儀表損壞。
3 CT二次繞組防死區措施
為防止主保護存在動作死區，兩個相鄰設備保護之間的保護范圍應完全交叉，比如，線路保護必須與母差保護有交叉，線路保護指向線路方向，而母差保護指向母線方向，只要這兩個繞組的保護范圍存在交叉，就可以避免死區的存在。在CT內部故障時，除了保護正確動作隔離故障外，還應使保護動作盡量縮小停電范圍，一般使線路保護用的繞組盡量與母差保護用的繞組接近，這可以避免引起保護誤動作，本斷路器跳閘后故障仍無法切除或斷路器失靈保護因無法感受到故障電流而拒動，斷路器保護使用的二次繞組應位于兩個相鄰設備保護裝置使用的二次繞組之間。
圖1 3/2斷路器接線繼電保護用電流互感器二次繞組正確配置示意圖（單側CT）
正確配置：（1）對于邊斷路器，間隔1（或間隔2）設備保護應與500kVI母（或II母）母線保護的保護范圍交叉，斷路器失靈保護用繞組位于間隔1（或間隔2）設備保護與500kVI母（或II母）母線保護用繞組之間。（2）對于中斷路器，間隔1與間隔2兩個設備保護的保護范圍應交叉，斷路器失靈保護用繞組位于間隔1與間隔2兩個設備保護用繞組之間。
4 保證CT二次回路正常運行的注意事項
首先把好質量的第一步就是繼電保護裝置交流電流回路的設計，應嚴格按照電流互感器的技術規范、規程，電流互感器的類型、二次繞組的數量和準確級都應滿足繼電保護自動裝置和測量儀表的要求。新安裝或電流回路變動過的，在即將投入運行之前，都必須進行帶負荷測試。在日常運行中，電流互感器二次回路著重注意兩點：（1）電流互感器在運行中二次側不得開路。電流互感器相當于恒流源，二次線圈的匝數很多，如果二次側開路，會在開口處產生很高的電壓，嚴重影響人身、設備的安全；（2）電流互感器的二次回路必須分別有且只能有一點接地。電流互感器二次回路接地是保證二次回路及回路上所接的保護裝置、測量儀表等設備和人員安全的重要措施，接地點越接近電流互感器本體，受到一次感應電壓的侵襲就越少。因此，規程上也規定了電流互感器二次回路，除了采用和電流須在和電流處接地以外，其他的都必須在開關場實現一點接地。同一電流回路存在兩個或多個接地點時，可能出現：（1）部分電流經大地分流；（2）因地電位差的影響，回路中出現額外的電流；（3）加劇電流互感器的負載，導致互感器誤差增大甚至飽和。上述情況可能造成保護誤動或拒動。下面重點講兩個方面：
4.1 帶負荷測試
帶負荷測試的目的是利用實際工作電壓及負荷電流，驗證互感器極性、二次線、端子箱以及保護裝置交流回路等整個二次回路接線的正確性；驗證CT變比、平衡系數等整定參數設定的正確性；實測正常運行狀態下保護的某些運行參數特性等。
4.2 測量各二次繞組的直流電阻
電網上的運行設備都有一定的試驗周期，當電流互感器回路上的保護裝置停運后進行各種試驗時，都必須拆開電流回路的連接片，這就可能使電流回路連接片恢復不到位或者漏恢復而造成電流互感器二次回路開路，這時我們就可以通過測量電流二次回路的直流電阻來防止出現電流二次回路的開路。方法如下：在電流二次回路上的任一個端子排上，將電流二次回路A、B、C三相的連接端子都拆開（N線不拆開），利用萬用表的電阻檔對拆開端子兩端的電阻進行測量，這時所測量到的就是整個電流二次回路包括CT內阻的總電阻，三相的阻值都應該是基本一樣的，如果某一相電阻明顯增大或者無窮大，那證明該相電流回路存在著二次線接觸不好或者開路，應該檢查該相電流回路上的所有端子排的接線是否牢靠，重新測量直流電阻值正常后，恢復所拆開的連接片，再次對端子兩端的直流電阻進行測量，其值應該為0，可以檢查連接片是否連接正常。
5 結語
電流互感器二次回路的正確配置、接線、設置等等，哪怕是二次回路中的一個小小的螺絲沒有緊固，都有可能影響到電網的安全運行。隨著電網規模的不斷擴大和人們對電網安全性要求的提高，電流互感器的作用也越來越重要。為了提高電網供電的可靠性，應該不斷地優化設計方案、加強現場施工及運行維護，以此來避免因為電流互感器二次回路故障造成設備損壞或者大面積的停電事故。
