电流互感器

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电流互感器范文第1篇

摘要：

电流互感器是电力系统中重要的采样装置，其饱和特性直接影响电网的安全稳定。本文通过小电流测试，推导CT的临界饱和电流；并根据运行CT的工况条件，设计稳态、暂态大电流测试；暂态测试中，通过叠加衰减直流分量和设计重合闸的过程，模拟CT在极限峰值电流和极限剩磁水平条件下的暂态传变特性。以某区域电网为例，设计的电流互感器串联测试系统提高了测试效率，所得结论将为CT饱和特性评估和差动保护动作分析提供有力支撑。

关键词：

电流互感器；饱和测试方案；临界饱和电流；稳态测试；暂态测试

电流互感器是电力系统中传变电流信号的重要元件，其可靠工作对电力系统的安全、稳定至关重要[1]。目前，电网中运行的电流互感器大多安装于10年前，当时系统容量较小，短路电流水平相对也较低；同时，电磁式继电保护的保护动作时间较长。因此，保护用CT的稳态响应受到重点关注，作为衡量其一、二次传变特性的重要指标。近年来，随着电网规模增加，系统短路电流水平不断攀升，经核算，某地的110kV系统短路电流水平已达40kA，330kV系统也达到48kA。同时，微机保护的应用几乎覆盖全网，其动作速度加快，在一次系统故障后1~1.5个周波完成故障判断并动作，因此，CT的暂态响应特性事实上对保护的动作性能起决定作用[2-4]。当系统经历暂态故障，一次侧的大短路电流使互感器励磁饱和，二次电流就不能与一次电流满足线性关系，由于二次波形畸变产生的误差极有可能影响继电保护装置不正确动作[5-6]。

1本文拟开展的工作

目前，国内外对电流互感器饱和特性的研究，关键在于电流互感器铁磁回路曲线的绘制，常用的方法为数值分析法和现场试验法，但研究成果大多停留在稳态状况下，主要存在以下问题：

1）数值分析法能够绘制电流互感器的普通磁滞回线，并通过人工神经网络对局部（暂态）磁滞回路曲线进行拟合，但该方法目前仍不成熟，不能建立更为精确的电流互感器暂态模型[7-8]。

2）现场试验方法可对电流互感器的测量误差进行检测，间接地分析电流互感器的饱和特性，但其常用的10%误差特性曲线法的试验电流远小于一次侧发生短路时的电流，因此该方法不能分析电流互感器的暂态传变特性。

3）对CT在实际大电流，特别是含暂态非周期分量大电流的传变特性研究较少。继电保护的可靠性和故障诊断的准确性受CT的暂态传变特性影响较大，当一次侧出现含较大非周期分量的暂态故障电流时，P级CT将过饱和，其二次波形失真严重[9]。

4）对差动保护两侧CT的传变一致性研究不足。以变压器差动保护为例，两侧所配CT的变比、准确级、额定容量的不同都会导致其在暂态大电流条件下传变特性的不一致，造成区外故障误动作时有发生。除此之外，还存在不同厂家电流互感器的负载大小、工况条件、铁磁材料的老化差异，对互感器饱和特性的影响程度不尽相同，对互感器传遍特性的研究也造成了困难。综上所述，电流互感器一、二次传变特性，特别是暂态饱和传变特性，对电力系统的安全、稳定和经济运行有着重要影响。为更精确、深入研究电流互感器的饱和传变特性，本文提出按照CT的实际运行工况，设计稳态、暂态测试的通流水平；叠加衰减的非周期分量来模拟短路故障电流；控制重合闸时机获得最大剩磁；采用实际电缆、保护和故障录波装置反映真实的负载状况；运用数据采集系统、保护和故障录波装置对CT一、二次侧电流进行多路、同步采样。

2电流互感器的暂态运行特性

为获得更为准确的CT饱和传变特性，需进行稳态、暂态大电流测试，试验环境需模拟CT的实际运行工况，因此首先分析P级电流互感器的暂态运行特性。对保护用P级电流互感器，着重考虑的是稳态大电流误差，而其暂态传变特性较差。本文根据上述对短路电流的数学描述，设计含衰减直流分量的暂态大电流，使第一个周期内出现最大暂态峰值电流。由分析得知，影响电流互感器饱和特性的关键因素为负载、剩磁和通流情况。因此，本试验的总体思路为：

1）通过设置不同大小的二次负载，模拟负载对电流互感器饱和程度的影响。由于现有继电保护装置大多采用主后一体化，且双套保护接入不同的电流互感器绕组，电流互感器所承担二次负载较轻，一般不到2VA，远小于电流互感器额定负载。因此，电流互感器的实际饱和倍数较理论值偏高，但是否满足系统短路电流水平的要求，还需进行通流测试。

2）通过人为模拟磁滞效应，评估剩磁对电流互感器铁芯饱和的影响程度，同时，采取可行的去磁手段，降低剩磁对大电流通流测试的影响。

3）通过稳态和暂态通流来校核电流互感器一、二次传变特性。稳态通流代表正常运行时电网较大的负荷电流；暂态通流代表电网发生短路故障，并考虑瞬时故障的重合闸过程。

3P级电流互感器饱和特性测试方案

本文以某区域电网330kV变电站为例，研究线路光差、母线差动、变压器差动P级CT在大电流下的传变特性及其对继电保护装置动作特性的影响。所采用的测试系统，能够发生实际工况条件下的稳态短路电流，并可叠加峰值为其80%左右的衰减直流分量，时间常数可调。故障发生的时间间隔，即重合闸的过程可调节。不仅对330kV站内330kV、110kV的P级电流互感器开展大电流饱和测试研究，还对传统站向智能站改造所安装的电子式电流互感器开展大电流物理试验，全面对比分析2种电流互感器的稳态、暂态传变性能[10]。本试验对多只电流互感器线圈进行串联测试，试验通流一次完成，能模拟差动保护所接多组电流互感器的实际工况；同时，多组电流互感器线圈的试验数据一次采集完成，提升了试验效率，电流互感器串联试验系统如图3所示。

3.1被试电流互感器的选择

对所选定的某区域电网潮流控制断面处330kV变电站的CT进行调研，并核算该区域的短路电流水平，该区域330kV系统的最大短路电流为48kA，110kV系统最大短路电流为40kA。经筛查，该区域内330kV、10P20和110kV、5P202种CT的饱和倍数普遍超标，存在暂态饱和的风险，可能造成差动保护不正确动作。因此，本文选取上述2种CT作为测试对象，参数见表1。

3.2试验接线设计

整体试验的接线设计见图4，图中对互感器进行了编号。1~5V•A范围内的负载，均设计为实际装置构成的回路用以模拟真实工况，见表2。此外，根据表1中被试CT的额定负荷为30VA，二次侧额定电流为1A，确定额定负载阻抗为30Ω。为全面模拟由实际负载到额定负载范围内CT的饱和特性，特增加由纯无感电阻构成的1/4额定负载（7.5Ω）和额定负载（30Ω）。

3.3采集回路设计

图4中，数据采集装置能同时采样CT一、二次侧的电流（一次侧电流峰值最高达86kA），其回路设计如图5所示。数据采集装置运用阻值为0.001Ω的标准电阻分流器，将一次侧的大电流信号转换为电压信号；二次侧采样负载两侧的电压值；将CT一、二次侧电压信号转换为光信号，同步输入暂态误差测量装置进行对比分析。为确保数据采样装置在强电磁环境中录波的准确性和稳定性，CT3、CT4二次侧用精度更高的DL850采样（采样频率为3200Hz），采样光纤长10m，确保与强电磁环境的物理隔离。

3.4保护系统的模拟

根据图4，得大电流试验所模拟的保护系统如图6所示。试验共采用了4套保护装置：

1）CSC-103B线路差动保护2套，分别接CT2和CT7，通过光纤通道进行通信，模拟线路纵差；

2）PST-1200变压器差动保护1套，接CT3#和CT8#，其高\中压侧A相电流通道模拟变压器差动；

3）BP-2B母线差动保护1套，接CT3#和CT8#。

4大电流稳态、暂态测试

4.1小电流测试

临界饱和电流的核算在进行大电流测试前，需确定通流取值的范围，过大将受设备条件的限制，费用较高；过小将使CT未能进入饱和状态，测试所得数据无意义。本文通过小电流测试，获得CT的内阻、拐点电压、伏安特性曲线，进而反推核算出CT的临界饱和电流。同时，选取额定负载为50VA的CT，与表1第一类CT进行对比，研究负载对CT饱和特性的影响。小电流伏安特性测试的结果见表3。按下式计算CT在不同输出负载下的临界饱和电流I=E2N（R1+Z2cos）2+（X1+Z2姨sin）2（3）式中：Z2为二次输出负载阻抗；cos为输出负载的功率因数，取0.8；R1为二次回路内电阻，取表中平均内电阻；X1为二次回路内电抗，取表中平均内电抗；E2为平均拐点电压；N为电流互感器变比。将式（3）绘制曲线，如图7所示。在该区域电网中，5P20和10P20互感器均接微机保护，负载较轻，因此，1~5V•A负载所对应的试验结果较能体现实际情况，结论分析如下：

1）1200/1电流互感器的拐点电压高于600/1电流互感器，其抗饱和能力更强，饱和电流值更高。

2）变比和准确级相同时，提高额定负载容量，可提升电流互感器的拐点电压与抗饱和能力。

3）1200/1互感器在1~2VA轻载情况下，饱和电流较额定负载（30VA）下提升4.92倍，而600/1互感器提升了7.01倍。因此，轻载能有效提升互感器的饱和倍数，且变比越小，提升效果越好。

4）通过核算，CT在1~5VA负载情况下，一次侧临界饱和电流均大于该区域电网的最大短路容量48kA，所以，在稳态大电流试验中，电流互感器应不发生饱和。小电流测试均采用变频升压的方法，通过获取CT的单值磁化曲线，建立CT的数学模型，模拟CT在稳态大电流下的传变特性。综上，根据小电流试验的测试结论，确定稳态大电流测试的最大峰值电流为48kA，暂态峰值电流在此基础上叠加80%的衰减直流分量，重点验证轻载稳态通流时CT不发生饱和；重点研究CT暂态通流时的特殊传变规律。由于该方法获得的磁化曲线为单值曲线，未考虑剩磁的影响；拐点电压的寻找基于稳态通流，未考虑铁磁材料在暂态环境下的影响因素。因此，需设计稳态、暂态大电流测试方案，对CT大电流下实际的铁磁环境予以模拟，该方案应能表征真实的二次回路情况，且通流方式简便，易于操作。

4.2通流的选择

根究CT的临界饱和电流和极限暂态短路电流，设计出大电流试验分稳态试验和暂态试验两部分，通流大小和通流方式如下。

1）稳态大电流试验共进行4次，电流有效值为6~48kA，每次通流持续时间为200ms。

2）暂态通流试验共进行4次，与稳态通流试验相比，暂态通流试验有以下特点：1）暂态通流试验中的工频分量有效值同样为6~48kA，但暂态通流试验中电流叠加直流分量，直流分量为80%稳态分量峰值，衰减时间常数为100ms；2）暂态通流中进行重合闸，通流顺序为150ms通流—600ms无电流—150ms通流，用以模拟剩磁对暂态饱和的影响。

4.3大电流测试结果

按照上述步骤实施稳态、暂态测试，并叠加每个互感器回路一、二次侧的所有波形，显示在一张图中，测试结论如下：

1）所有测试CT在4.4Ω及以下负载，均未发生稳态饱和，稳态误差为5%~10%。因此，对于本文所构建的4.4Ω及以下负载，10P20、1200/1和5P20、600/1两种电流互感器适应该区域电网的所有正常运行方式。

2）稳态通流24kA、负载7.7Ω时，9#CT二次侧波形发生稳态的饱和畸变，见图8，并随负载增加和通流升高，饱和效应更加严重。所以，当负载大于7.5Ω（1/4额定负载），稳态通流高于24kA时，该区域电网CT将发生饱和，实际中，若不考虑CT二次回路接触不牢靠的问题，CT实际负载不会大于7.5Ω，即24kA为该区域电网中CT的极限稳态饱和电流值。

3）暂态通流试验中，负载仅为1.4Ω，暂态通流为12kA时，3号CT就发生了暂态饱和，见图9。短路情况下，区域电网很容易达到该门槛值，十分易于进入暂态饱和。若差动保护两侧CT的饱和特性不一致，将会引发保护误动作。

4）图9中BP-2B母差保护的录波数据，较DL850幅值低很多，因此，在保护动作行为分析时，还需考虑保护装置中小电流变换器与大CT饱和特性的不一致问题。5）48kA暂态测试中，电子式CT二次波形未发生饱和畸变，但电子式CT的采集器受电磁兼容影响，二次录波会有跳点。

5结论

1）本文在总结目前单一CT饱和特性研究的基础上，提出对区域电网中不同变比、不同额定饱和倍数、不同负载的CT进行统筹分析，模拟出区域电网的差动保护系统，真实的还原了CT在大电网中的安装位置及所受极限暂态电流等运行工况。

2）提出依据临界饱和电流计算，选择大电流稳态、暂态测试的通流大小。同时，通过模拟非周期分量、重合闸过程中电流互感器的暂态传变特性，得到了极限剩磁水平条件下，电流互感器的暂态传变波形。本文所得的稳态测试结论能够指导该区域电网中CT二次负载的选择，避免因负荷电流过大造成CT的稳态饱和。

3）本文提出的电流互感器串联同步测试方法，通过一次通流测试，能够采集多组CT的测试结果，提升了测试效率，解决了差动保护CT录波的时间同步问题。

4）本文将CT一、二次侧，所接保护、故障录波的测试数据予以叠加，该方法能对比分析CT本体的传变特性，以及保护装置内部变送器的传变特性，为研究CT饱和的具体发生环节提供思路。

5）进一步，依据本文中CT的大电流实测数据，由B-H曲线方程，反推CT的励磁曲线，优化CT的磁滞模型，建立基于CT一、二次电流波形和结构参数的CT仿真评估系统，该系统将能够解决现场测试接线复杂、测试成本较高等问题。

参考文献：

[1]王均梅，吴春风，王晓琪.我国电力互感器的发展概况及应用现状[J].电力设备，2007，2（18）：5-10.

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[3]李红斌，张明明，刘延冰，等.几种不同类型电子式电流互感器的研究与比较[J].高电压技术，2004，30（1）:4-5.

[4]邓旭阳，索南加乐，李广，等.基于参数识别的电流互感器饱和识别原理研究[J].电力系统保护与控制，2011，39（18）:38-43，87.

[5]叶伯颖.保护用电流互感器准确级选择的探讨[J].高电压技术，2004，30（3）:67-68.

[9]隆万军.暂态保护互感器暂态绕组励磁特性及剩磁测试[J].高电压技术，2000，26（3）：73-78.

电流互感器范文第2篇

关键词：电流互感器；饱和问题；接地点；变电运行；绕组

中图分类号：TM452

文献标识码：A

文章编号：1009-2374（2012）18

1　电流互感器

1.1　互感器内部构造

电流互感器运用于电力设备中，其内部一次绕组为1～2匝，通常情况下为一次设备进出导线。二次绕组匝数较多，且二次额定电流多为1A或者5A。例如，若电流互感器的变比是1250/5，那么当它的一次绕组为1匝时，相对应的二次绕组匝数就为250匝。

1.2　误差原因分析

电流互感器内部的铁芯中存在着励磁电流，所产生的励磁阻抗性质是电抗，但二次负载的性质为阻抗。这就导致了在二次电动势的影响下，经过不同电阻元件电流的相位、幅值有所差异。通过有关人士对电流互感器等值回路和角误差的分析得出：若电流互感器中的二次负载是纯电阻时，产生的角误差最大；而二次负载是纯电感时，所产生的角误差为零。若励磁阻抗为定值时，会导致二次阻抗的增大，从而引起电流互感器比误差的增大。同时，若二次阻抗为定值时，励磁阻抗值会减小，比误差增大。需要注意的是，电流互感器的误差要求是：角度误差不大于7°，幅值的误差要小于10%。

1.3　电流互感器的饱和

在正常情况下，电流互感器中的铁芯磁通处于不饱和的状态。这时负载阻抗和励磁电流较小，而励磁阻抗的数值较大，一次绕组、二次绕组的磁势处于平衡。但是，若互感器中铁芯的磁通密度增大并达到饱和时，会引起Zm随着饱和度的增加而迅速降低，不同励磁电流间的线性比例关系会被打破。而引起电流互感器达到饱和的因素主要包括：电流过大；负载过大。当连接电流互感器的负载过大时，引起二次电压的增大，导致铁芯的磁通密度上升，达到饱和。

电流互感器达到饱和时的特点有：二次电流减小，电流波形出现高次谐波分量较大的畸变；内阻减小，甚至接近于零；若发生一次故障，电流的波形在零点附近时，电流互感器会引起线性关系传递；在故障的瞬间，互感器会在滞后5秒左右才开始达到饱和。一般情况下，严禁电流互感器的二次发生开路现象。因为在电流互感器运行过程中，一旦发生二次开路，就会使一次电流转换成为励磁电流，引起铁芯的磁通密度增加，导致电流互感器的快速饱和。饱和磁通会产生较高电压，对一次和二次绕组绝缘设施破坏较大，容易造成人身安全威胁。

2　电流互感器的饱和影响

2.1　变压器保护影响及对策

一般变压器的容量较小、可靠性高，大多安装在10kV、35kV的母线上，高压短路电流与系统的短路电流相同，而低压一侧的短路电流相对较大。若对变压器的保护力度不到位，就会严重影响对变压器或者整个系统的安全运行。传统变压器都有熔断器保护装置，有安全可靠的优点。但是，随着系统自动化要求的提高、短路容量的增加，传统的方法已经无法满足需求。对于一些新建、改造的变电站，往往配置有变压器开关柜，系统的保护装置也与10kV的线路相似，但缺点是经常忽视电流互感器的饱和问题。同时，由于变压器的容量、一次电流较小，并采用共用互感器。为保证计量准确性，会使电流互感器的变比减小。一旦变压器发生故障，会引起电流互感器的饱和，二次电流速度降低，导致变压器的保护拒动。若变压器中高压侧发生故障，所产生的短路电流会自动切除后备保护动作。若低压侧发生故障，产生的短路电流无法达到后备保护启动值，就会使故障无法切除，甚至引起变压器的烧毁，对系统的安全运行造成严重影响。

解决变压器的保护拒动，需要从变压器的合理配置入手，在选择电流互感器时要顾及变压器发生故障引起的饱和问题。不同功能的电流互感器要互相区别，例如计量用的互感器要设在变压器的低压侧，用以确保计量精度要求；而保护用的互感器一般设在变压器的高压一侧，用以确保变压器保护工作。

2.2　电流保护影响及对策

电流互感器发生饱和以后，会引起二次等效电流的减小，引发保护拒动。当远离电源或阻抗系数较大时，线路出口的短路电流会较小。但如果扩大系统的规模，短路电流就会随之增大，甚至达到互感器一次电流的上百倍，从而引起系统中本来能正常运行的互感器发生饱和。同时，短路电流故障属于暂态过程，电流中有大量的不同期分量，会加快电流互感器的饱和。若10kV的线路中发生短路故障，电流互感器的饱和会使二次侧的电流减小，导致保护装置拒动。母线及主变低压侧的开关切除，会导致故障的范围增大、时间延长，对供电的可靠性造成影响，严重时会威胁到设备的安全运行。

通过上文分析得知，电流互感器发生饱和时，会导致一次电流转变为励磁电流。同时，二次电流为零，通过继电器电流也为零，设备内保护装置发生拒动。针对以上问题，应该尽量降低互感器的负载阻抗，避免电流互感器的共用，同时加大电缆截面面积以及电缆长度；电流互感器的变比不能太小，要注意线路短路引起的饱和问题。

3　电流互感器的绕组及接地

3.1　互感器绕组布置

在进行电流互感器绕组布置时，既要防止保护死区的出现，又要规避互感器中容易出现故障的地方。不同保护装置的保护范围间要交叉进行，电流互感器的极性端要在母线侧安装。因为电流互感器是以一次极性端为依据进行二次绕组排列的。若一次极性端出现放置错误的现象，即使二次绕组排列正确也会导致保护死区的出现。同时，由于电流互感器故障的易发性，母线保护动作的停电扩大，所以一般要把互感器底部与母线保护相分离。

3.2　互感器接地

电流互感器的接地包括一次接地和二次接地。其中一次接地点包括外壳接地、末屏接地。外壳接地主要是为了防止感应电压对外部绝缘进行破环，避免人身安全事故的发生。有关规定明确指出外壳接地要有两根干线且和主接地网相连，并达到热稳校核要求。电流互感器中主绝缘有多层油纸保护，最外部的一层就是末屏层。末屏不采取接地措施时，会使末屏对地绝缘，引起高电场向表面绝缘层移动，容易在外层产生高达几万伏的电压。小套管离绝缘距离较近，若高电压持续时间过久，就会击穿绝缘，导致电流互感器的爆裂。

互感器中的二次回路只能接地于一点，大多是由端子箱接地。二次回路接地于一点主要是为了保护人身及设备的安全。如果没有接地点，电流互感器的高电压就会通过互感器绕组间分布电容、对地电容进入二次回路。若回路有接地点存在，会使电容短接，二次回路中电压降低为零，达到安全保护的目的。若保护装置是由多组互感器连接而成，需要在保护屏上通过端子排进行接地连接。在互感器回路中，若电流继电器的两侧都存在接地点，两个接地点会与地面构成并联回路，造成分流现象，从而减少通过电流线圈的电流。若出现接地故障时，不同接地点会引起线圈中额外电流的出现。

4　结语

电流互感器是把电力系统中的一次大电流转换成能够接入仪表和保护装置的二次小电流的装置。文中主要介绍了电流互感器的内部构造、饱和问题以及在变电站中的运用等。在实际工作中，要防止互感器中接线、配置的失误，加强互感器验收工作，这样才能减少故障，避免事故发生。

参考文献

[1]　江苏省电力公司．电力系统继电保护原理与实用技术

[R]．2009．

电流互感器范文第3篇

一、研究原因及背景

1.电流互感器的重要性。电流互感器起变流和电气隔离的作用，就是把一次系统的大电流变换成与其成正比的二次小电流，供给测量仪表或继电保护及自动装置使用。在电力系统中，电流互感器的作用无可替代，所以它直接对电网的安全稳定起着关键的作用。

2.户外电流互感器工作环境的恶劣。户外电流互感器经常要承受异常的电气环境和自然环境。其故障率更易处于高位。而且由于现实条件限制，我们对电气环境和自然环境的可控性都不大，所以更需要确保电流互感器在一次系统中连接的可靠性，以更好地适应环境。

3.户外电流互感器的传统工艺不够尽善尽美。户外电流互感器桩头与铜排连接，连接接触面不够充分、特别在长时间户外运行的情况下。连接是否良好、可靠直接影响线路的负载能力，接触面小，接触不良，接触电阻过大，会引起发热。若不及时发现及处理，将烧坏电流互感器桩头和连接铜排。长期过负荷，温度过高甚至会造成户外电流互感器的烧毁。

二、松阳供电局所辖变电站电流互感器故障现状

松阳供电局所辖全户外变电站共计五个：其中35kV大东坝变电站和象溪变电站这两个变电站的10kV出线及主变低压侧拥有型号为LBZW-10的干式户外支柱式电流互感器共33只，它们的接线桩头都为螺杆式，连接铝（铜）排通过上下两个螺帽固定在螺杆上。曾多次发生电流互感器桩头和连接铝（铜）排处发热，甚至铝排熔断、电流互感器损坏等故障。

我们对大东坝变电站2008、2009、2010这三年间主要一次设备的故障、缺陷情况进行统计分析。在电流互感器、主变压器、隔离开关、电压互感器五类一次主设备中电流互感器故障所占比例为28%，是最高的。说明了在同等运行工况下，电流互感器相比其他设备更容易出现故障。对前面的电流互感器故障率高这一现象进行深入分析后，我们还发现这三年间故障的发生次数与时间有直接的联系，具体情况见下表：

从表中，我们可以很直观的看到，故障发生都集中在在5-8月份的丰水期内（特别是6月份），三年间平均月故障次数达到了1.17次。这说明线路负荷越大，电流互感器越容易出现故障。

然后我们又对上面的故障发生次数进行深层次的分析之后发现了主要故障因素，2008、2009、2010三年由于电流互感器接头处故障导致在故障次数为14次， 由雷击及其他因素导致在故障次数为2次。除了2008和2009年的两起：被雷击直接损坏之外，其余故障点都在电流互感器桩头和铝（铜）排的连接处。根据电流互感器与铝（铜）排连接方式，以及具体故障情况，我们通常的故障处理方法主要有：1、重新紧固螺丝，螺帽、垫片有损坏的给予更换；2、铝排有损坏的，更换铝排；3、流变桩头损坏，绝缘试验不合格，更换流变。但是以上方法均不能根本性的消除此类故障。

三、电流互感器故障原因分析及对策

经过分析，我们认为造成户外10kV电流互感器故障的主要原因有四个。第一个：设备原因，电流互感器本身结构不合理；第二个：人为原因，人员维护工艺水平不高、日常维护不到位；第三个：方法问题，凭经验解决故障，缺少解决此类故障的方法；第四个：环节因素，电流互感器长期工作在高负荷状态下，且变电站地处湿润山区，接头易腐蚀氧化。根据现状，我们确认第一个原因：电流互感器本身结构不合理，螺杆式接线柱头与铜牌接触面太小，是导致铝排熔断、电流互感器发热损坏的最主要原因。改良户外电流互感器桩头与铜排的连接状况，增大接触面积，减小接触电阻成为需要改进的方向，初步设想设计一种连接线夹来实现。

四、具体实施

1.首先，确定在电流互感器桩头上所要加装的设备线夹规格，我们根据大东坝变电站10kV户外电流互感器桩头的螺杆外径(12mm)，且为粗螺纹，向厂家定制双孔抱杆式线夹，型号为M-12；

2.然后，我们将定制好并且经过出厂质量检验符合国家GB-2314-2008标准的改良后线夹，在部门试验区内将改良后的线夹在试验电流互感器上进行试安装，发现能与柱头紧密接触、还扩大了桩头与线夹之间的接触面积。

3.最后，我们将双孔式铜抱杆线夹充分旋入电流互感器螺杆，再将线夹的紧固螺丝拧紧。既能保证双孔铜抱杆线夹与螺杆有足够的接触面，又能保证连接牢固，减小接触电阻。我们对大东坝变电站全站进行试验，改良户外电流互感器桩头与铜排连接状况。

五、效果检查

我们在通过对大东坝变电站全站10kV户外电流互感器桩头加装该双孔式抱杆线夹，效果图如下：

半年时间的实际运行和观察分析后得出以下结论：

1.在加装了改良后的线夹之后，电流互感器柱头与铜排的接触面积得到了充分的扩大：原来未进行改良时的接触面的面积为2.26cm3，现在进行改良之后的接触面的面积为15cm3，电流互感器接线柱头与铜排的接触面面积扩大百分比达到563.7%。

2.我们用回路电阻测量仪测量，发现接触电阻的下降幅度达到24.3%。原来未进行改良桩头直接固定铝排时的接触电阻为608Ω，现在桩头使用双孔式铜抱杆线夹固定铝排进行改良之后的接触电阻为460Ω，电流互感器接线柱头与铜排的接触电阻减小百分比达到24.3%。

3.我们还利用红外成像测温装置，对桩头与线夹的连接位置进行了测温。在相同的负荷（150A）条件下，原来未进行改良时的红外成像测温值为520C，现在进行改良之后的红外成像测温值为460C，温度的下降率百分比达到11.5%。

电流互感器范文第4篇

1电流互感器的发展

电流互感器（电流互感器）是用于在其次级中产生与其初级中的AC电流成比例的交流（AC）的变压器，电流互感器以及为测量而设计的电压互感器（VT）或电压互感器（PT）被称为仪表互感器。当电流太高而不能直接测量或电路的电压太高时，可以使用电流互感器在其次级中提供隔离的较低电流，其与初级电路中的电流成比例。感应的次级电流然后适合于测量仪器或电子设备中的处理。电流互感器对初级电路几乎没有影响。通常，在电子设备中，初级和次级电路之间的隔离是重要的特性。电流互感器用于电子设备中，并广泛用于电力工业中的计量和保护继电器。电流互感器可以安装在开关设备内或设备套管中，但是通常使用独立的室外电流互感器。

2电流互感器的功能

像任何变压器一样，电流互感器具有初级绕组、铁芯和次级绕组，尽管一些变压器（包括电流互感器）使用空气芯。原则上，电流互感器和电压互感器（正常类型）之间的唯一区别在于，前者被馈送有“恒定”电流，而后者被馈送以“恒定”电压，其中“恒定”具有严格的电路理论意义。初级中的交流电流在芯中产生交变磁场，然后在次级中感应交流电流。初级电路在很大程度上不受电流互感器的插入的影响。精确的电流互感器需要在初级和次级之间紧密耦合，以确保次级电流在宽电流范围内与初级电流成比例。次级中的电流是初级（假设单匝初级）中的电流除以次级的匝数。电流互感器通常由硅钢环芯组成，其缠绕有多匝铜线，承载初级电流的导体通过环。因此，电流互感器的主要因素是单一的“转向”。初级“绕组”可以是电流互感器的永久部分，即用于携带电流通过磁芯的重铜条。窗式电流互感器（也称为零序电流互感器或zS电流互感器）也是常见的，其可以具有穿过磁芯中的开口的中间的电路电缆以提供单匝初级绕组。为了帮助精度，主导体应该在孔径中心。电流互感器由其某跫兜酱渭兜牡缌鞅戎付ǎ额定二次电流通常标准化为1或5安培。例如，当初级绕组电流为4000安培时，4000：5电流互感器次级绕组将提供5安培的输出电流。该比率还可以用于找到变压器一侧的阻抗或电压，给定另一侧的适当值。对于4000：5电流互感器，次级阻抗可以被找到为ZS=NZP=800ZP，并且次级电压可以被找到为VS=NVP=800VP。在一些情况下，次级阻抗被称为初级侧，并且被发现为ZS'=N2ZP。参考阻抗简单地通过将初始二次阻抗值乘以电流比来完成。电流互感器的次级绕组可以具有抽头以提供一定范围的比率，共有五个抽头。形状和尺寸根据最终用户或开关装置制造商而变化。低压单比例计量电流互感器是环形或塑料模制外壳。分离式电流互感器具有两部分芯或具有可移动部分的芯。这允许将变压器放置在具有最小干扰的导体周围。分离式电流互感器通常用于低电流测量仪器，通常是便携式、电池供电和手持式。电流互感器广泛用于测量电流和监测电网的操作。随着电压线，收入级电流互感器驱动电力公司的瓦特计在几乎每一个建筑与三相服务和单相服务大于200安培。

3电流互感器的检定

3.1外观检查

有下列缺陷之一的电流互感器，必须修复后再检定：无铭牌或铭牌中缺少必要的标志；接线端子缺少、损坏或无标志；有多个电流比的互感器没有标示出相应接线方式；绝缘表面破损或受潮；内部结构件松动；其他严重影响检定工作进行的缺陷。

3.2绝缘电阻测量

用2500V兆欧表测量各绕组之间和绕组对地的绝缘电阻。一次绕组对二次绕组及接地端子之间的绝缘电阻不小于40MΩ；二次绕组对接地端子之间以及二次绕组之间的绝缘电阻不小于20MΩ。

3.3退磁

若制造厂规定了退磁方法，应按标牌上的标注或技术文件的规定进行退磁。如果制造厂未有规定，可采用开路法退磁。实施开路法退磁时，在一次（或二次）绕组中选择其匝数较少的一个绕组通以10%-15%的额定一次（或二次）电流，在其他绕组均开路的情况下，平稳、缓慢地将电流降至零。退磁过程中应监视接于匝数最多绕组两端的峰值电压表，当指示值达到2600V时，应在此电流值下退磁。

3.4绕组极性检查

测量用电流互感器的绕组极性规定为减极性。当一次电流从一次绕组的极性端流入时，二次电流从二次绕组的极性端流出。推荐使用装有极性指示器的误差测量装置按正常接线进行绕组的极性检查。使用没有极性指示器的误差测量装置检查极性时，应在工作电流不大于5%时进行，如果测得的比值误差超过100%，则极性异常。

电流互感器范文第5篇

关键词：CT；电流互感器；准确级；二次回路

中图分类号：TM452 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）27-0069-02

1 CT的作用

为了保证电力系统安全经济运行，我们必须通过设备清楚了解电网实时的各种运行参数。当系统发生故障时，保护装置必须快速地对故障做出反应，这就需要电流互感器非常灵敏精确地将一次大电流转换为二次小电流供给保护装置。对于新建发电厂和变电所，有条件时电流互感器额定二次电流宜选用1A；在对变电所进行扩建工程时，如果原有电流互感器采用5A时，建议为了使整个变电所的额定二次电流得到统一，都同时选用5A。测量用电流互感器的精度很高，抗饱和能力差，容易饱和，使测量及各种仪表设备不会受到大电流的冲击，能更好地保护这些设备；保护用电流互感器主要与继电保护装置配合，抗饱和能力佳，能够在线路发生短路过载等故障时，更好地向继电保护装置反映一次系统的运行状态，使保护做出正确的判断，以保护供电系统的安全。

2 CT二次绕组的准确级

由于CT二次绕组的不同用途，既要保证计量、测量的准确性，又要保证保护装置动作的可靠性、正确性，这就要求电流互感器必须有适应各种要求的准确级别。常用的测量用电流互感器准确级为s级（测量为0.5s，计量为0.2s，表示在通过1倍额定电流时的误差分别为0.5%和0.2%）；保护用电流互感器一般用的是P级（如5P20，意思是当电流互感器通过20倍额定电流时，此时电流互感器的综合误差为5%）。P级的绕组有很好的抗饱和特性，能很好地反映故障量，而s级的电流互感器正好与P级电流互感器相反，s级很容易饱和，防止系统发生故障时巨大的故障电流冲击使仪表损坏。

3 CT二次绕组防死区措施

为防止主保护存在动作死区，两个相邻设备保护之间的保护范围应完全交叉，比如，线路保护必须与母差保护有交叉，线路保护指向线路方向，而母差保护指向母线方向，只要这两个绕组的保护范围存在交叉，就可以避免死区的存在。在CT内部故障时，除了保护正确动作隔离故障外，还应使保护动作尽量缩小停电范围，一般使线路保护用的绕组尽量与母差保护用的绕组接近，这可以避免引起保护误动作，本断路器跳闸后故障仍无法切除或断路器失灵保护因无法感受到故障电流而拒动，断路器保护使用的二次绕组应位于两个相邻设备保护装置使用的二次绕组之间。

图1 3/2断路器接线继电保护用电流互感器二次绕组正确配置示意图（单侧CT）

正确配置：（1）对于边断路器，间隔1（或间隔2）设备保护应与500kVI母（或II母）母线保护的保护范围交叉，断路器失灵保护用绕组位于间隔1（或间隔2）设备保护与500kVI母（或II母）母线保护用绕组之间。（2）对于中断路器，间隔1与间隔2两个设备保护的保护范围应交叉，断路器失灵保护用绕组位于间隔1与间隔2两个设备保护用绕组之间。

4 保证CT二次回路正常运行的注意事项

首先把好质量的第一步就是继电保护装置交流电流回路的设计，应严格按照电流互感器的技术规范、规程，电流互感器的类型、二次绕组的数量和准确级都应满足继电保护自动装置和测量仪表的要求。新安装或电流回路变动过的，在即将投入运行之前，都必须进行带负荷测试。在日常运行中，电流互感器二次回路着重注意两点：（1）电流互感器在运行中二次侧不得开路。电流互感器相当于恒流源，二次线圈的匝数很多，如果二次侧开路，会在开口处产生很高的电压，严重影响人身、设备的安全；（2）电流互感器的二次回路必须分别有且只能有一点接地。电流互感器二次回路接地是保证二次回路及回路上所接的保护装置、测量仪表等设备和人员安全的重要措施，接地点越接近电流互感器本体，受到一次感应电压的侵袭就越少。因此，规程上也规定了电流互感器二次回路，除了采用和电流须在和电流处接地以外，其他的都必须在开关场实现一点接地。同一电流回路存在两个或多个接地点时，可能出现：（1）部分电流经大地分流；（2）因地电位差的影响，回路中出现额外的电流；（3）加剧电流互感器的负载，导致互感器误差增大甚至饱和。上述情况可能造成保护误动或拒动。下面重点讲两个方面：

4.1 带负荷测试

带负荷测试的目的是利用实际工作电压及负荷电流，验证互感器极性、二次线、端子箱以及保护装置交流回路等整个二次回路接线的正确性；验证CT变比、平衡系数等整定参数设定的正确性；实测正常运行状态下保护的某些运行参数特性等。

4.2 测量各二次绕组的直流电阻

电网上的运行设备都有一定的试验周期，当电流互感器回路上的保护装置停运后进行各种试验时，都必须拆开电流回路的连接片，这就可能使电流回路连接片恢复不到位或者漏恢复而造成电流互感器二次回路开路，这时我们就可以通过测量电流二次回路的直流电阻来防止出现电流二次回路的开路。方法如下：在电流二次回路上的任一个端子排上，将电流二次回路A、B、C三相的连接端子都拆开（N线不拆开），利用万用表的电阻档对拆开端子两端的电阻进行测量，这时所测量到的就是整个电流二次回路包括CT内阻的总电阻，三相的阻值都应该是基本一样的，如果某一相电阻明显增大或者无穷大，那证明该相电流回路存在着二次线接触不好或者开路，应该检查该相电流回路上的所有端子排的接线是否牢靠，重新测量直流电阻值正常后，恢复所拆开的连接片，再次对端子两端的直流电阻进行测量，其值应该为0，可以检查连接片是否连接正常。

5 结语

电流互感器二次回路的正确配置、接线、设置等等，哪怕是二次回路中的一个小小的螺丝没有紧固，都有可能影响到电网的安全运行。随着电网规模的不断扩大和人们对电网安全性要求的提高，电流互感器的作用也越来越重要。为了提高电网供电的可靠性，应该不断地优化设计方案、加强现场施工及运行维护，以此来避免因为电流互感器二次回路故障造成设备损坏或者大面积的停电事故。