電流互感器飽和對繼電保護的影響

摘 要：電流互感器作為電力系統中的重要組成部分，對繼電保護的穩定、快速動作起著決定性的作用，隨著社會的飛速發展，我們對電力的需求也隨之增大，電流互感器飽和問題也越來越嚴重，電流互感器的飽和與否對繼電保護裝置的安全起著重要影響的作用，本文從電流互感器的原理入手，對電流互感器飽和對繼電保護的影響及解決措施進行簡單的論述。

關鍵詞：電流互感器；繼電保護；電流；影響；措施

中圖分類號：TM451 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2013） 24-0000-01

一、前言

在電力系統中，電流互感器的飽和與否對繼電保護裝置的影響非常大，會直接影響到繼電保護裝置的安全穩定運行，隨著社會工業的不斷發展，電力系統的供電容量也不斷地增大，但是系統短路電流也在急劇增加，電力系統中的電流互感器飽和問題也日益突出，對繼電保護產生重要影響，本文對其進行了簡單的論述，并提出了一些具體的解決措施，希望對電力系統的安全、穩定運行提供一定的幫助。

二、電流互感器原理

電流互感器簡稱CT，其原理是依據電磁感應原理，將一次回路中的大電流變化成二次回路中的小電流，然后供給測量儀器繼電保護裝置或者其他的類似裝置，電流互感器的主要用途是對被測電流進行變換，其優點就是比普通的變壓器輸出的容量小，按照其性能和用途可以分為兩大類，一類是用來測量用電流互感器，另一類是用來保護用電互感器。

三、電流互感器飽和對繼電保護影響的基本原理

電流互感器的飽和對繼電保護裝置影響非常大，想要繼電保護裝置能夠安全穩定運行，電流互感器就必須要真實的反應一次電流的波形，尤其是當出現故障的時候，電流互感器不僅要反映出故障電流的大小，還要反映出電流的波形和相位，以及電流的變化率。電流互感器的飽和分兩種，一種是穩態飽和，另一種是暫態飽和，而使電流互感器飽和的原因有很多，如電流非周期分量的大小、二次側負荷大小及鐵芯剩磁、一次系統的時間常數的大小等。

（1）穩態飽和主要是由于一次電流的值過大，致使二次電流不能正確傳變一次電流。

（2）暫態飽和主要是由于大量的非周期分量進入電流互感器飽和區造成的。

電流互感器的飽和，嚴重影響了繼電保護裝置的穩定運行，使其不能安全、快速的進行工作，使其保護拒動、延遲動作等，極大的降低了繼電保護裝置的測量故障的準確性。

四、電流互感器對繼電保護裝置的影響

（一）電流互感器對電流保護的影響

等效動作判斷依據為：I J>I p；

I J：是繼電器短路的電流二次值；

I p：是電流繼電器的定值；

根據以上式子可知，當電流互感器處于飽和狀態時，二次側的等效動作變小，使得保護產生拒動。

（二）電流互感器飽和對速斷保護的影響

電流速斷保護是指當電流增大時的瞬時保護動作，當被繼電保護的區域出現短路時，短路電流中的非周期分量變大，電流互感器處于飽和狀態，使得繼電保護裝置的電流小于實際電流，達不到速斷保護的動作值，這樣就極大的影響到了速斷保護的工作，只有當電流互感器恢復正常時速斷保護才能正常工作。

（三）電流互感器飽和對母線的影響

電流互感器的飽和使得母線保護在設計和整定時面臨許多困難，電流互感器的母線多數都采用電流差動式保護，利用對CT二次測電流瞬時值差動的原理，可以實現對母線的快速保護，當電流互感器出現飽和狀態時，使得二次測電流差動原理遭到破壞，導致保護誤動作，由此可見，電流互感器的飽和對母線的影響非常嚴重，我們必須認真研究保護閉鎖和開放時刻，盡量避開CT飽和對保護的不良影響。

（四）電流互感器對方向縱聯保護的影響

當電流互感器處于飽和狀態時，只要電流方向不發生故障，方向縱聯保護一般不會出現故障，除非出現區外故障，此刻的測保護檢測到的故障電流超過了方向縱聯保護啟動電流，而線路負荷端的保護卻因為電流互感器處于飽和狀態而未持續發出區外故障閉鎖信號，使得方向縱聯保護出現誤動。

五、防治電流互感器飽和對策

電流互感器對繼電保護裝置影響非常大，繼電保護裝置能否正常、安全工作取決于電流互感器的飽和與否，避免電流互感器的飽和，具體措施如下：

（1）避免CT飽和：CT飽和也受電流互感器二次負載阻抗的大小影響，所以，要選用額定阻抗和額定容量較大的電流互感器，減少電流互感器的二次阻抗，因為電流互感器的額定二次電流是5A和1A，相同容量下的二次電流5A要比1A的允許二次阻抗差25倍，所以要盡量提高CT的允許二次阻抗值。

（2）采用TP類電流互感器：這類的電流互感器適用于短路電流中非周期分量暫態影響的情況，TP類電流互感器一般在最嚴重的暫態條件下不飽和，二次電流的誤差在規定范圍內。

（3）采用抗飽和的繼電保護裝置：應該采用對電流飽和不敏感的保護原理和對電流互感器飽和不敏感的數字保護裝置。

（4）盡量將繼電保護裝置就地安裝：繼電保護裝置就地安裝可以縮短二次電纜的長度，減少互感器負擔，避免飽和。

此外，目前國內外的主要抗飽和方法有很多，比如：波形判據法、局部測算法、使用飽和發生器、增大保護級CT變比、限制短路電流、減少CT的二次額定電流等等。

六、結束語

綜上所述，電流互感器的選擇與配置不當，會直接引起繼電保護裝置的不正確動作，造成電力故障，在繼電保護裝置中，電流互感器對繼電保護的正確、快速動作起著決定性作用，所以，電流互感器的飽和也直接影響著繼電裝置的可靠運行，本文對電流互感器的原理進行介紹，分析了電流互感器對繼電保護裝置的影響，也提出了一些解決措施，希望對電力系統的安全穩定運行提供借鑒。

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