時間：2023-05-30 10:55:57
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電流互感器，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】電磁式電流互感器；電子式電流互感器
國家電力局了最新信息，全國用電量到 2020 年可達到 7.7 萬億千瓦時，同時發電機容量大約是 16 億千瓦。然而我國的用電量還在不斷增加，為了滿足用電需求，我國將全面投入到智能化、大型化電力系統的建設中。“十二五”期間，我國將建設 5000 個智能變電站，而且這些變電站是將風能、潮汐能、太陽能、核能等新能源轉換成電能的重要支柱。隨著變電站網絡設備的自動化不斷提升，電子式電流互感器作為低壓側數據處理系統源頭的設備。其測量結果的精確程度，獲得的結果是否可靠，都影響著電網網絡的穩定、經濟、安全有效地運行。
1 電流互感器的作用
電流互感器的作用是可以把數值較大的一次電流通過一定的變比轉換為數值較小的二次電流，用來進行保護、測量等用途。如變比為400/5的電流互感器，可以把實際為400A的電流轉變為5A的電流。安在開關柜內，是為了要接電流表之類的儀表和繼電保護用。每個儀表不可能接在實際值很大的導線或母線上，所以要通過互感器將其轉換為數值較小的二次值，在通過變比來反映一次的實際值。
2 傳統的電磁式電流互感器
電流互感器的特點是：（1）一次線圈串聯在電路中，并且匝數很少，因此，一次線圈中的電流完全取決于被測電路的負荷電流.而與二次電流無關；（2）電流互感器二次線圈所接儀表和繼電器的電流線圈阻抗都很小，所以正常情況下，電流互感器在近于短路狀態下運行。
長時間以來，在電流計量和繼電保護方面，帶鐵心的傳統型電磁式電流互感器占據著主要位置。但是其內部結構中含有鐵心，使得傳統電磁式電流互感器存在無法克服的缺點：
（1）若高壓母線的電勢很高時，對傳感線圈的絕緣性要求就會非常高。這樣使得傳感線圈的體積非常大，制作成本也會相應的變得很高；
（2）傳感線圈容易發生鐵磁諧振現象；
（3）工作時，電磁式電流互感器會產生大量的熱，這些熱量不容易散出去，因此有易燃、易爆等諸多問題存在；
（4）由于存在鐵芯，使得高壓母線通過大電流時，感應線圈存在鐵磁飽和，使得測量結果產生誤差，而且容易損壞設備。
光纖技術、數字信號處理（DSP）和電子電路的發展，使得電子式電流互感器輸出的模擬信號轉換成數字信號，由光纖傳輸被測信號，從根本上解決了高壓側數據變換系統的電磁干擾及設備絕緣問題。相比于新型的電子式電流互感器，傳統的電磁式電流互感器的差距主要有三個方面：
（1）設備接口方面。在微型計量設備的輸入端口，要求的被測電流比較小。傳統的電流互感器的輸出端口不能直接連在低壓側數據處理設備的輸入端，兩者要通過信號控制單元進行連接。
（2）安全方面。電力系統中電壓等級的提高，給操作人員的生命安全帶來更大隱患。而且傳統的電流互感器無論充氣或充油，都易發生爆炸，開路電壓更易使人的生命受到威脅，特別是1200kV以上的電壓。
（3）價格方面。隨著測量范圍不斷的增大，傳統的電磁式電流互感器的設備尺寸越來越大，內部結構愈加的繁瑣，令測量設備顯得笨重，并且占用了很大的空間。增加了設備的運輸、安裝、維護等方面的難度，而且測量設備的成本也有很大的增長。
3 電子式電流互感器
根據IEC和GB/T標準，明確指出電子式電流互感器可分為以下幾類：
（1）光學電流互感器。是指采用光學器件作被測電流傳感器，光學器件由光學玻璃、全光纖等構成。傳輸系統用光纖，輸出電壓大小正比于被測電流大小。由被測電流調制的光波物理特征，可將光波調制分為強度調制、波長調制、相位調制和偏振調制等。
（2）空心線圈電流互感器。又稱為Rogowski線圈式電流互感器。空心線圈往往由漆包線均勻繞制在環形骨架上制成，骨架采用塑料、陶瓷等非鐵磁材料，其相對磁導率與空氣的相對磁導率相同，這是空心線圈有別于帶鐵心的電流互感器的一個顯著特征。
（3）鐵心線圈式低功率電流互感器（LPCT）。它是傳統電磁式電流互感器的一種發展。其按照高阻抗電阻設計，在非常高的一次電流下，飽和特性得到改善，擴大了測量范圍，降低了功率消耗，可以無飽和的高準確度測量高達短路電流的過電流、全偏移短路電流，測量和保護可共用一個鐵心線圈式低功率電流互感器，其輸出為電壓信號。
與電磁式電流互感器相比，電子式互感器具有如下的一系列優點：
（1）絕緣性能優良，造價低。絕緣結構簡單，隨電壓等級的升高，其造價優勢愈加明顯。
（2）在不含鐵芯的電子式互感器中，消除了磁飽和.鐵磁諧振等問題。
（3）電子式互感器的高壓側與低壓側之間只存在光纖聯系，抗電磁干擾性能好。
（4）電子式互感器低壓側的輸出為弱電信號，不存在傳統互感器在低壓側會產生的危險，如電磁式電流互感器在低壓側開路會產生高壓的危險。
（5）動態范圍大，測量精度高。電磁感應式電流互感器因存在磁飽和劇題，難以實現大范圍測量，問時滿足高精度計量和繼電保護的需要。電子式電流互感器有很寬的動態范圍，額定電流可測到幾百安培至幾千安培，過電流范圍可達幾萬安培。
（6）頻率響應范圍寬。電子式電流互感器已被證明可以測出高壓電力線上的諧波，還可進行暫態電流、高頻大電流與直流電流的測量。
（7）沒有因充油而產生的易燃，易爆等危險。電子式互感器一般不采用油絕緣解決絕緣問題，避免了易燃、易爆等危險。
（8）體積小、重量輕。電子式互感器傳感頭本身的重量一般比較小。據前美國西屋公司公布的345kV的光學電流互感器（OCT），其高度為2.7m，重量為109kg。.而同電壓等級的充油電磁式電流互感器高為6.1m，重達7718kg，這給運輸與安裝帶來了很大的方便。
（9）可以和計算機連接，實現多功能，智能化的要求，適應了電力系統大容量、高電壓，現代電網小型化、緊湊化和計量與輸配電系統數字化，微機化和自動化發展的潮流。
4 電子式電流互感器的發展趨勢
（1）國際電工委員會關于ECT標準的出臺，以及我國己經醞釀起草的ECT國家標準，預示著ECT的產品化應用已初步具備了行業規范，為ECT的市場化提供了基礎平臺。
（2）經過幾年的電網改造，電網的綜合自動化水平得到了很大提高，對相應的網絡瞬態保護提出了更快速的要求。隨著電網的擴大，輸電線路越來越長，傳統的電流互感器已經無法滿足距離保護的瞬態特性要求，預計在未來5-10年中，ECT會在各種電壓等級的電網中大量安裝和使用。
（3）國內外研究單位對ECT的技術進行了近30年的探索，無論在實驗室還是在現場掛網試運行，都己積累了一定的經驗，特別是基于采樣線圈配光纖型的ECT已經具備了產品化的條件。
（4）國內外不少企業斥資投入ECT制造領域，也推動了ECT的市場化應用進程。
關鍵詞：電流互感器；電能計量；誤差分析
中圖分類號：TM452 文獻標識碼：A
1 概述
在社會經濟發展中，電能的應用占據著重要的地位，也是目前人們生活生產中不可或缺的一部分。電能計量主要是電力企業保證其生產效益的基礎措施，其工作的有效性也決定了電力企業和電能用戶兩者的經濟效益。電力計量裝置主要是由電流互感器、電能表和二次回路組成的，且電流互感器是這些設備中的重要設備，同時也是電能計量準確性的重要保證之一。不僅如此，在目前的電力系統中，電流互感器也有著非常重要的作用，但這種設備在出現飽和或剩磁現象的時候，就會使得電能計量裝置中的電流出現一定的波動，從而大大影響了電能計量的精準性。下面就電流互感器和電能計量在電力應用過程中出現的問題，談一談消除其影響的策略。
2 電流互感器的結構分析
電流互感器的核心原理主要是電磁感應原理，其主要是由閉合的繞組和鐵芯以及絕緣外殼組成的。繞組分為一次繞組和兩次繞組，對于一次繞組來說，因為其擁有很少的匝數，使得在實際檢測的時候，需要電流全部通過線路；而二次繞組因為其較多的匝數，主要串聯在保護電路以及測量設備中，而由于其二次回路的閉合性，使得電流互感器能夠在近乎短路的狀態工作。電流互感器承載著一次和二次系統之間的聯絡功能，能夠將大電流轉變成小電流，供向系統的各個部分，并且能夠真實的反應整個系統的實際運行情況，同時也在保證著工作人員的安全。
3 電能計量裝置的誤差來源分析
電能計量裝置主要是用來計量電力企業銷售情況和電能用戶用電多少的主要裝置，也是兩者交易計算的法律證據，所以其計量結果的精準性直接影響到了雙方交易的公平性和公正性，也直接影響了雙方的利益。而隨著電力技術的不斷發展，人們日益增長的電能質量要求，經濟體制的不斷完善，電能計量的精準性也成為了電力方面的重要部分。但是在目前的實際應用中，電能計量還存在著一些不足，使得電能計量在工作中出現了一些誤差，影響了電能計量的精確開展。
3.1.1 電能表選用不合理
在電能計量裝置的實際運用中，由于電能用戶的負荷電流變化幅度較大等類似情況，使得電流互感器長期處于低載負荷點上運行，從而使得電能計量發生誤差。此外當用電能表和實際測量電能的相、線參數不一致的時候，就會引起一定的附加誤差，并且因為三相不平衡，使得中性點附近還存在著少量的電流，進而產生附加誤差。
3.1.2 電能表質量問題
目前電子式電能表的誤差源主要在于電壓采樣器和電流采樣器。當前部分電子式電能表的電流采樣器由錳銅合金板制成，其溫度系數小，電阻隨溫度變化而發生非線性變化。這會引起電子式電能表誤差對溫度影響呈現非線性變化。
3.2 電壓互感器的電壓降
根據相應的電力知識，當負載電流通過電壓互感器的串接點接觸電阻以及二次線本身的電阻，會產生一定的電壓降，從而使得電能表和電壓互感器兩端的電壓不相符，電能計量也會因此產生一定的誤差。
3.3 電流互感器的選用不合理
當一次繞組中流過電流I1時，在一次繞組上就會存在一次磁動勢I1W1。根據電磁感應和磁動勢平衡原理，在二次繞組中就會產生感應電流I2，并以二次磁動勢I2W2去抵消一次磁動勢I1W1。在實際中，要使電磁感應這一能量轉換形式持續存在，就必須持續供給鐵芯一個激磁磁動勢I0W1，方程式變為I1W1+I2W2=I0W1。可見，激磁磁動勢的存在，是電流互感器產生誤差的主要原因。激磁磁動勢對互感器的具體影響體現在互感器的角差和比差。根據互感器的特性可以知道，只有保證一次電流在額定電流的百分之三十與百分之六十之間，才能使互感器達到最佳狀態，從而大大減小電流互感器的誤差。而目前對于電流互感器的選擇在此類標準方面的要求還過低，甚至有些電流互感器遠遠不符合上述標準，加大了電能計量工作達到精準性的難度。
4 減小電流互感器對電能計量誤差的策略
4.1 采用高精度“S”電流互感器
在實際的電能運輸中，一些電路的負荷電流經常在不到額定負荷百分之三十的電能表中運行。這要求供電企業必須采購“S”級電流互感器，以保障電能計量在1%-120%負荷之間的準確計量，
4.2 電流互感器的選擇
二次負荷在電流互感器中主要是指外接導線的電阻、電流線圈和電能表的阻抗以及接觸電阻。因此在對電流互感器進行選擇的時候，應該從這三個方面綜合的考慮電流互感器的二次容量大小，同時盡量選擇在電流回路中阻抗較低的電能表，比如電子式電能表等。此外還能夠用減小外接導線電阻等方法，進一步的增加電能計量的精度。
4.3 一次電流及其二次負荷
在確定電流互感器額定一次電流的時候，應該使其在正常工作中的實際負荷在額定負荷的百分之三十和百分之六十之間，如果不能保證此點要求，那么就應該選擇高動熱的穩定電流互感器，使變比減少，達到電能計量的精度要求。對電流互感器的額定電流進行科學合理的選擇，能夠使電流互感器時刻都工作在最佳狀態上，從而最大程度的削減電能計量的誤差。并且還應采用專用的計量用互感器或專用的高精度電流互感器計量用繞組。
4.4 對電流互感器進行必要的檢修
對于電流互感器的檢測和檢修主要分為三個方面。首先在檢查流互感器的時候，應該對電流互感器的銘牌和實際應用情況進行一定的核對，看其是否符合線路工作要求；其次應該對電流互感器的一次或者二次回路進行細致的檢查，其工作的側重點主要在于回路是否短路、偽接、開路以及二次端子的換相和極性有沒有錯接等等；最后應該對電流互感器的接線部分進行一定檢測，保證接線的正確性，從而減少電流回路開路和二次回路換相以及電流互感器多點接地等可能導致計量差錯甚至事故發生等情況的發生。
4.5 調整電流互感器的誤差
總體來說，電能計量的誤差還是主要取決于互感器的誤差和電能表本身的誤差。因此在電能計量裝置的實際運用中，應該結合運行環境的特點，對電流互感器和電壓互感器進行科學合理的誤差補償，從而最大程度的減小互感器產生的誤差。除此之外，還可以對某些相的電壓互感器和電流互感器的角差及比差進行合適的調整，從而使得兩類互感器在進行合成的時候，其產生的誤差被降到最低，進而大大增加電能計量的準確性。
結語
隨著社會經濟的進一步發展，人們對于電能的應用也將越來越廣泛。而電能計量作為電力應用的重要部分，在未來的發展中也將會有其新的意義和內涵。本文通過科學的論述，解釋了電流互感器產生誤差的主要原因就是因為鐵心消耗了勵磁電流，并且在使用中也少計了很多的電量。因此，作為一名電能計量管理人員，在當下更應該對電流互感器的核心內容進行深入的了解，結合電流互感器在使用中對電能計量的影響因素，盡可能的保證電能計量的精準性，從而最大程度的提高電力企業的經濟效益。
參考文獻
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[2]詹發軍，霍劍.電壓互感器二次回路壓降影響電能計量的原因及改善措施[J].新疆電力技術，2008，04：26-28.
關鍵詞：電流互感器；測試；診斷
中圖分類號：TM514 文獻標識碼：A
電流互感器是輸變電系統中的重要一次設備。其運行穩定直接關系到電力系統安全。為保證運行中的電流互感器安全可靠，運行過程中的診斷和維護極為重要。本文所陳述的電流互感器為油浸式絕緣。其主絕緣是由電纜紙或皺紋紙按一定規律包扎在一次或二次繞組上浸漬變壓器油構成的。這種絕緣在長期運行過程中會緩慢地老化。在運行過程中通過有效地測試診斷程序，對電流互感器的健康狀況進行判斷，將絕緣有問題的電流互感器及時退出運行，避免爆炸事故產生。同時也保證電力系統的安全運行。
1.日常檢查
1.1 電流互感器部件的檢查
日常主要采取目視的方法檢查運行中電流互感器。一般為是否有漏油檢查，金屬件防腐檢查、瓷套外觀檢查、接地狀況檢查，最重要的就是檢查膨脹器的狀況。正常運行的電流互感器內部應該是微正壓，依據膨脹器的狀態可初步判斷電流互感器的運行狀況，見表1。
1.2 發熱檢查
發熱檢查對于發現電流互感器的熱缺陷或過熱點非常有效。可以及時發現接觸點接觸不良問題造成的過熱或者局部缺陷造成的溫升過高。通過紅外溫度儀器可以直觀地觀測電流互感器一次導電體或者其他部位的溫度。溫度過高應立即退出運行進行檢查。
2.停電測試
電流互感器在投運前以及運行后每隔3～6年都應該在停電時進行絕緣性能的測試，測試主要有以下幾種：
2.1 絕緣電阻測量
依據電流互感器的設計，絕緣電阻應該在一次繞組與地之間測試。測試前將瓷套表面進行清理并干燥，測得的直流電阻應該是開始測試10min時的直流電阻值R10。測得的電阻值應折算到20℃的電阻值。
一般新出廠的電流互感器絕緣電阻應該為800GΩ，對于測得絕緣電阻不大于150GΩ的，應判定為電流互感器絕緣問題。
2.2 O化系數測量
極化系數的測量即在第15s和第60s所測得的絕緣電阻的比值。即
Fa=R60/R15或Fa=i15/i60
極化系數是判斷電流互感器絕緣狀況的參數之一，它是基于濕度、絕緣的年限、介質類型以及絕緣系統的方式。通常隨著絕緣內濕度以及年限的增加，極化系數接近1。當極化系數接近1.7時，應判定為電流互感器的主絕緣不適宜繼續運行。
2.3 電容和介質損耗因數（tanδ）測量
運行中的電流互感器至少在10kV下測量電容和介質損耗因數。測量結果與出廠值進行比對。一般如果介質損耗因數值高于出廠值的1%，說明電流互感器的絕緣狀況較差。介質損耗因數在不同的溫度測量的值，應按如下公式折算到20℃：
tanδ（20）=tanδ（θ）?e-α（θ-20）
其中α依據如下公式進行計算：
θ和tanδ為溫度和相應的介質損耗因數。
2.4 局部放電測量
局部放電測量可以直觀地判斷出電流互感器絕緣的質量。在油紙絕緣中的局部放電會導致絕緣的最終崩潰。產生局部放電的同時會伴隨產生聲波并會導致變壓器油的分解而產生氣體。由于過電壓、產品內部缺陷或絕緣內部濕度過高產生的局部放電最終會導致絕緣的局部損壞。
投運后的電流互感器復試局部放電時預加電壓按標準應是額定工頻試驗電壓的80%。
局部放電測量時干擾一般要求小于3pC，而在變電站現場的干擾過高而無法測量。需要將產品運至專業的試驗室進行測試。
2.5 變壓器油的檢查
電流互感器絕緣用變壓器油中析出氣體的數量和成分可以進行測量。測量結果與GB/T7595-2008進行比對。可以預見，電流互感器在運行期間油中所含氣體會有微量增加。這種增長是絕緣老化的反映。
有些情況下，未投運的電流互感器變壓器油中也會出現一些氣體。這些氣體是固體絕緣、防腐保護或粘接時用的膠釋放出來的。
測量氣體含量同時也應該進行互感器油中水分含量的測量。新品電流互感器油中水分一般在5～10ppm之間。其含量在運行期間不應有變化。
建議電流互感器運行6個月至1年內進行一次變壓器油檢驗分析。之后每隔3～6年要進行一次。
變壓器油色譜分析結果可以判斷電流互感器運行時的狀況。較小強度的局部放電會產生甲烷、乙烷和大量的氫氣，電弧放電會產生乙炔。如果發現這些氣體的含量超過規定的限值或明顯變化，則應密切注意其運行狀況或將電流互感器退出運行。
3.電流互感器的在線監測
日常檢查和停電檢查只能檢查電流互感器絕緣老化情況。但這種方式很難查明和防止一些快速事故的發生。快速故障只能通過在線監測才能發現。但是，電流互感器用在線監測方法仍處于研發階段，其效果還需要進一步證明。
3.1 測量主絕緣泄漏電流
監測電流互感器的泄漏電流。通過電流互感器接地裝置測量電流互感器對地泄漏電流。在絕緣擊穿的開始，泄漏電流會非常明顯地增大，如果適時地發現采取措施就可以避免電流互感器惡性事故的發生。但由于準確測量非常不易，這種方式還未被廣泛地應用。
3.2 變壓器油的在線監測
在線監測分析電流互感器中變壓器油的氣體含量。但這種方式更適合運行時變壓器油在箱體內循環的變壓器。對于變壓器油靜止的電流互感器測量效果受到限制。而且這種裝置相對于電流互感器本身造價也相當高。
結論
按照要求對運行中的電流互感器進行預防性試驗，可有效反映電流互感器的健康狀況。及時發現有問題，采取有效措施，避免惡性事故發生，減少直接和間接損失。同時研究在線監測的新途徑，可以準確、及時反映出電流互感器的運行狀況。保證電力系統安全穩定運行。
參考文獻
[1]魏朝暉.油浸倒置式電流互感器設計[J].變壓器，2000，37（9）：6-9.
關鍵詞：電流互感器；10%誤差曲線；繼電保護
中圖分類號：[TM452] 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2013）-12-0258-01
10%誤差曲線是保護用電流互感器的一個重要的基本特性。保護用電流互感器的工作特點不同于測量用電流互感器，它要求當電氣設備發生事故時，啟動相應的保護裝置，切除故障設備。繼電保護裝置整定的動作電流通常比電氣設備正常運行時的工作電流大幾倍甚至幾十倍，為了保證繼電保護裝置的正確動作，不因為飽和及誤差帶來拒動規程規定保護用電流互感器，在一次側負載和一次電流為已知的情況下，電流互感器的電流誤差不得超過10%。電流互感器10%誤差曲線是指在電流誤差為10%的條件下，一次電流對其額定電流的倍數M與電流互感器允許的二次負載的關系曲線。
一、電流互感器產生誤差的原因
從電磁感應的工作原理上看，電流互感器為了正常工作所必須的激磁功率是產生誤差的基本原因。不論電流倍數加大，或是二次負載增加，它們的結果都引起電流互感器感應電動勢E2（E2=IoχZ2總，Z2總=Z2N+Z2W，Z2N是電流互感器自身二次繞組阻抗，Z2W是外電路二次負載）的升高，互感器的鐵芯和二次繞組匝數W2制造時已定，E2的升高就是電流互感器鐵芯中磁通密度和激磁功率的升高。電流互感器的激磁功率只能來自于它的電源側――一次繞組。也就是說一次繞組電流有更多份額未能變換反映到二次電路中去，其結果是誤差分量的擴大。特別在鐵芯接近磁飽和時，稍升高E2，耗用的激磁功率就劇增，所以10%誤差曲線是10%負誤差曲線
1、電流互感器10%誤差曲線
電流互感器LA1―10―400/5的10%誤差曲線如圖1，由曲線可看出，一次電流倍數越大，相應允許的二次負載越小。
2、勵磁特性曲線
在運行單位或安裝現場，測試電流互感器的10%誤差曲線是很困難的，現場通常進行勵磁特性曲線試驗，并利用它的勵磁特性曲線進行10%誤差校核。勵磁特性曲線試驗的接線見圖2。試驗時，電流互感器一次繞組開路，從二次繞組通入50Hz交流電流，測得各電流值二次繞組端子上的電壓值，即可繪出勵磁特性曲線，見圖3。
二、電流互感器二次負載校核計算
1、動作電流的取用
繼電保護整定計算中，因根據保護用電流互感器10%的誤差曲線進行二次負載的校核計算，校核計算取用的電流倍數M可分別情況考慮。
對一般的繼電保護裝置，可按最大整定動作電流，如采用I階段動作電流至互感器額定電流的倍數，就是電流互感器的二次負載不可大于按這個倍數M從10%誤差曲線上查得的對應的允許值。按最大整定動作電流校核合格的話，對最大短路電流來說，雖電流倍數更大，誤差亦可能超過10%，但它的二次電流絕對值必定大于整定動作電流（二次值），所以不會影響保護裝置的正確動作，故亦不需要按電器設備最大短路電流去校核10%誤差曲線。至于按最大短路電流校核電流互感器的動、熱穩定，還是必要的。對用于差動保護的電流互感器，一方面要求在保護范圍區內故障時保護裝置能可靠動作；另一方面，差動保護兩端（對三點差動保護就是三端）電流互感器由于勵磁特性的差異而產生差動回路的不平衡電流，在任何非區內故障情況下都不允許它引起差動保護誤動作。電流倍數越大時，電流互感器特性的差異也越趨明顯；當發生區外最大穿越性短路電流時不平衡電流最為嚴重。所以對差動保護，應按最大穿越性短路電流來校核各端電流互感器的10%誤差曲線。
2、二次負載校核
根10%誤差曲線校核電流互感器的二次負載，舉例說明校核電流互感器容許二次負載的方法。
某變電所變壓器差動保護10kV側電流互感器型號是LA1―10―400/5，次級為星形接線，“D”級的10%誤差曲線如圖1。該變壓器10kv側最大穿越性短路電流為2875A。
計算穿越性故障電流對額定電流的倍數：
M=2875/400X1.5=10.8
式中：1.5是非周期分量系數
按M=10.8倍查圖1的允許二次負載為0.95Ω。電流互感器二次側負載為0.82Ω時，小于10%誤差容許的0.95Ω，滿足要求。
三、電流互感器10%誤差曲線校核
1、實測校核
某用戶變電所的變壓器高壓開關柜，應用電流互感器二次電流通過繼電器GL―25/10常閉接點作交流脫扣器的旁路，構成交流操作的保護接線。電流互感器用兩相不完全星形接法。機構是CT―8型彈簧操動機構，柜內電流互感器型號為LA1―10―200/5。變壓器低壓出口短路時，高壓測故障電流928A。
繼電器反時限元件整定動作電流考慮上、下級配合，取6A、1S（二倍動作電流）。GL―25/10速動元件動作電流：I=1.5x928x5/200=34.8A。取6倍速動。
利用勵磁特性曲線進行10%誤差校核。
實測電流互感器二次負載Z2w=2.1Ω（連脫扣器阻抗），查資料LA1―10―200/5自身二次繞組阻抗值為0.369Ω。
Z2總=Z2N+Z2W=0.369+2.1=2.469Ω
當速動元件動作時，動作電流36A，需要電流互感器提供的二次電勢E2=36Ax2.469Ω=89V。由圖3可見LA1―10―200/5的勵磁飽和電勢為60V，不可能提供89V電勢；若要保證速動元件可靠動作，從滿足10%誤差的要求來看，即36Ax10%=3.6A，在圖3上對應的勵磁電壓不能超出58V。校
核結果表明電流互感器不滿足保護要求，也就是說在這種情況下，不能保證開關速動跳閘。
此時注意一點，與利用10%誤差曲線校核電流互感器二次負載不同；在用勵磁特性曲線和整定電流通過二次阻抗所必須的二次電勢進行校核時，必須計入電流互感器自身的二次繞組阻抗。
2、采取的措施
在設計計算或現場校核中，為保證在故障情況下繼電保護裝置能正確可靠地動作，可采取以下一些方法：
（1）減少二次負載，如當電流互感器與保護裝置之間的引接電纜較長時，可采用截面大一些的或雙芯并作一相。
（2）選用較大變流比的電流互感器。采用較大變流比后，校核誤差的一次電流值不變，對互感器一次額定電流的倍數M就較小了。
（3）電流互感器選型時采用10%誤差曲線較高的產品，如LA1―10改用LDZ―10型，后者的曲線比前者高的多，
（4）高壓電流互感器通常每臺由二次互感器元件組成，若把它的二次級繞組串接使用，能提高容許二次負載值。
四、當電流互感器不滿足10%誤差要求時，應采取以下措施：
（1）改用伏安特性較高的電流互感器二次繞阻，提高代負荷的能力；
（2）提高電流互感器的變比，或采用額定電流小的電流互感器；以減小電流倍數m10；
（3）串聯備用相同級別電流互感器二次繞組，使負荷能力增大一倍；
（4）增大二次電纜截面，或采用消耗功率小的繼電器；以減小二次側負荷Zfh；將電流互感器的不完全星形接線方式改為完全星形接 線方式；差電流接線方式改為不完全星形接線方式；改變二次負荷元件的接線方式，將部分負荷移至互感器備用繞組，以減小計算負荷。
（5）將電流互感器的不完全星形接線方式改為完全星形接線方式；差電流接線方式改為不完全星形接線方式；
（6）改變二次負荷元件的接線方式，將部分負荷移至互感器備用繞組，以減小計算負荷。
關鍵詞：性點電流互感器故障動穩定MALAB
1引言
最近我單位發生了兩起110kV變電站的10kV電容器組中性點電流互感開裂的故障，其中一起故障的經過如下：
2002年5月24日，110kV新升變電站161#1電容器組中的#16電容器熔絲熔斷，更換熔絲后送電，立即發生中性點電流互感器擊穿開裂的現象(圖1)，同時161開關跳閘。故障前該電容器組的結構示意圖如圖2。
從圖2中可以看出，當某一個電容器貫穿性擊穿損壞以后，該相的其它電容即被短路，電容值變為零(圖3)，該支路的阻抗減小，雙星形的兩個中性點電位不一致，出現不平衡電流，且電流是突然增大的，暫態過程中的電流很大，導致中性點電流互感器損壞。
要定量地分析損壞的原因，需計算161斷路器合閘后的暫態過程。借助MALAB的電力系統模擬工具箱(PSB)，可非常方便分析出暫態過程中的電流變化情況。
2合閘于故障電容器情況的模擬
根據一次模擬圖,用PSB建立如圖4的系統模型圖.該系統模型圖的說明如下：
10kV的電源來自110kV主變,其內阻忽略不計,故采用三個理想的正弦波電源,相角相差120°.斷路器的初始狀態為分.在一個周波即20ms后合上，斷路器接觸電阻取100μΩ,沒有并聯電阻和并聯電容。串聯電抗器的電抗值為0.2，阻尼電阻的電阻值為1.6Ω。C1～C6為電容器，用串聯阻抗元件模擬，其中的電阻為熔絲接觸電阻，取0.01Ω。由于斷路器為非線形元件，因模擬計算的關系，C1不能為零，取1e-16F，C2～C6為正常的電容值，8μF。RL為方便模擬計算用的負載，此處設為電容器組母排對地電容，取1pF。中性點電流互感器采用PSB中的元件，參數按照實際情況取，變比取15/5，容量取25VA，一次二次的阻抗分別取0.001和0.04的標么值。電壓互感器的容量為80VA，電壓比10kV//100V，一次二次的阻抗也分別取0.001和0.04的標么值。B1～B4是母線，這里用作節點以方便連線，用連線模擬成實際的網絡拓撲結構以后即可進行模擬計算。
用不同的網絡拓撲結構進行多次模擬，可發現電壓互感器的參數及其負載的參數對中性點電流的影響微弱，可忽略不計，原因也是顯而易見的，因為它們是并聯在電容器組上的。
用圖4的系統模型圖，不同的初相角進行多次模擬，模擬的結果由各個示波器觀察，示波器3反映的即為流過中性點電流互感器的電流波形，圖5選取了4幅比較典型的波形圖，分別反映相角為10°、60°、90°和270°時的波形。
從一系列波形圖可以發現,A相的角度為0°和180°時流過中性點電流互感器的暫態電流最小,A相的角度為90°和270°時暫態電流最大,且90°和270°時的相位暫態電流也相差180°.在角度為90°出現的最大暫態電流峰值為1750A，是一高頻電流，頻率約為10.4z。暫態電流在約0.002秒后衰減到穩態，穩態電流峰值為12.5A，衰減后的波形片斷見圖6。
3中性點電流互感器擊穿的原因分析
該電流互感器的型號為LZJC-10型，1999年2月出廠，電流比15/5，其技術數據為1s熱穩定倍數75，動穩定倍數150，按照一次側15A的額定電流計算，動穩定極限是3182A(峰值)。同時在模擬時也發現，最大電流值對中性點電流互感器的參數敏感，若取的參數再小一點，最大電流值可超過2000A，在不計中性點電流互感器的阻抗時，最大電流為2500A。從模擬出的暫態電流值，我們可以推斷出該電流互感器擊穿的原因是動穩定失穩。從破碎的情況也可以看出，線圈間的間隙變大，說明線圈在受到電動力后的變形，而變形超過了環氧樹脂的承受能力，導致環氧樹脂崩裂，而鐵軛上幾個細小的放電點是絕緣破壞后線圈放電引起的。
另外，今年我公司110kV竹輝變10kV電容器組也發生了一起中性點電流互感器擊穿的故障，故障后開關跳閘，現場檢查的現象是某一電容器熔絲熔斷，同時中性點電流互感器開裂。該成套電容器組與新升變161電容器的設備是相同的設備。從故障后的情況分析，可以推斷出是某一電容器首先故障，導致流過中性點電流互感器的電流突然增大，因保護動作使該電容器組斷路器跳閘的時間需0.1s左右，而暫態過程比較短，僅1/10個工頻周波左右，因此在跳開開關之前，暫態電流已經使電流互感器損壞。
4結論與對策
新升變電容器組中性點電流互感器在送電時開裂，竹輝變電容器組中性點電流互感器在運行中發生開裂，說明該電流互感器未達到設計的性能指標，是造成損壞的主要原因。而同型號的電容器組以前也發生過熔絲熔斷、開關跳閘的情況，為什么沒有出現開裂的情況呢？從上述模擬過程可以看出，暫態電流的大小與相角有關，0°和180°附近電流很小，不會造成動穩定失穩。再者，從電容器組成套產品設計角度上講，即使在最惡劣的90°和270°情況下，暫態電流也不會超過動穩定極限值，但是已經接近了產品的性能極限，因此很難避免電流互感器開裂的發生。
新升變161電容器組故障，開關跳閘后，檢修人員到現場，更換了熔絲，在沒有讓電試班檢查電容器狀況的情況下，就恢復送電，是導致中性點電流互感器擊穿的次要原因。因此，今后凡遇到電容器熔絲熔斷情況，一定要檢查電容器本身是否損壞，切不可急于送電。
為了加大動穩定的裕度，建議是否可考慮采用一次額定電流為40A或以上的中性點電流互感器，這樣從理論上講，動穩定電流的極限值加大了一倍，裕度可加大，另外可以通過保護的調整來彌補中性點不平衡電流保護靈敏度的降低，以避免發生類似的故障。
參考文獻
關鍵詞：PX級電流互感器介紹、設計、應用。
一IEC標準中對PX級保護用互感器基本參數的規定
在國外互感器標準中，對高阻抗差動保護方式電流互感器的性能規定了下面幾個參數。
a.額定拐點電壓。
b.額定拐點電壓下的最大勵磁電流。
c.75℃或運行時最高溫度兩者較高溫度下的二次繞組電阻的最大值 。
d.匝數比誤差。
（1）額定拐點電壓，也稱飽和起始電壓，英國標準中規定為：“此電壓為額定頻率下的正弦電壓，此電壓加于被測二次繞組兩端，其它繞組開路，測量勵磁電流，當電壓每增加10%時，勵磁電流的增加不能超過50%。”規定此點是因為電流互感器的勵磁阻抗在產生飽和起始電壓之前基本是一定的 。所以在外國標準中，規定了拐點電壓和拐點電壓下的勵磁電流，拐點電壓定義的示意圖如圖1。
圖中：UK――拐點電壓；
I0――拐點電壓下的激磁電流。
圖1拐點電壓的定義
（2）繞組電阻：高阻抗電流互感器是限定二次繞組電阻大于二次漏抗X2的低電抗電流互感器。所以，只規定了二次繞組的電阻，以保證二次阻抗小，避免繼電器誤動作。
（3）國外標準中規定此種互感器的匝數比誤差為±0.25%。
二 設計PX保護用電流互感器的關鍵問題及解決方法
鐵心的選取
（1）鐵心的形狀，由于PX級保護用電流互感器要求二次漏抗小，產品鐵心為矩型形狀時，鐵心的二次漏抗大,不能很好地滿足二次漏抗小的要求。而當鐵心形狀為圓環形時，能很好地滿足二次漏抗小的要求。這是因為此種形狀的鐵心，二次繞組均勻地纏繞在其上，而一次繞組又橫貫中央時，可看為低電抗電流互感器，即可認為二次漏抗為0，結合產品的外型選為圓環形。
（2）鐵心材料的選取，由于產品拐點電壓由用戶規定，而且考慮鐵心的飽和情況，因而選取冷軋硅鋼片，其鐵心開始飽和時磁密一般為1.4～1.6特斯拉，而其飽和磁密在2.4特斯拉左右。因為拐點電壓下的磁密是鐵心開始飽和時的磁密而不是完全飽和時的磁密，考慮到制造時鐵心材料的分散性，及我公司多年的經驗，對該產品的鐵心磁密選取為1.3特斯拉左右，從成品制造后來看，有些裕度大。
（3）鐵心尺寸的選取
在不考慮產品外形的限制的情況下，鐵心尺寸的選取可以依據拐點電壓、拐點電壓下的最大勵磁電流，及二次繞組的電阻，以及鐵心開始飽和時的磁密推算出來。
（a）鐵心有效截面積的計算
從拐點電壓的定義可知道，拐點電壓UK 由以下兩部分組成，即二次感應電勢和二次繞組阻抗壓降之和,即：
UK = E2 + UO2 ――（1）
式中： E2 ――二次感應電勢；
UO2 ――二次阻抗壓降。
由式（1）可得，
E2 = UK - UO2 ――（2）
又因為產品的二次繞組已由用戶規定，且此類產品設計為二次漏抗低，可視為0，則UO2為：
UO2 = IO2• R2――（3）
由式（2）（3）可得，
E2 = UK - IO2• R2――（4）
又因為二次感應電勢的計算公式為：
E2 =（S•W2•Bm）/45――（5）
式中：S――鐵心有效截面；
W2――二次繞組匝數；
Bm――鐵心開始飽和時的磁密。
由式（5）可得，
S =（45•E2 ）/（W2•Bm）――（6）
鐵心截面既可導出，如某產品，電流比為3600/1A，UK =600V，R2=13Ω，IO=0.02A，Bm=1.3T，W2=3600匝。則：
E2 = UK - IO• R2 =599V ――（7）
S =（45•E2 ）/（W2•Bm） ――（8）
=（599*45）/（3600*13）
=5.75cm2
（b）鐵心平均磁路長計算
依據鐵心拐點電壓下的磁密，查取磁化曲線，可得鐵心的單位長度的勵磁磁勢（IN0）/cm。因為二次匝數，二次勵磁電流已知，則鐵心的總勵磁磁勢為：
（I0W2）= I0• W2 ――（9）
二次總勵磁磁勢又是單位長度的勵磁磁勢和鐵心平均磁路長的乘積，則鐵心平均磁路長L為：
L=（I0W2）/（IN0）/cm ――（10）
因為此類產品鐵心為圓環形，依據平均磁路長可以推算出鐵心內外徑的平均值，即：
D=L/π――（11）
知道了鐵心內外徑的平均值，以及鐵心的有效截面積，就大致確定了鐵心的尺寸。再結合產品外型尺寸，確定出鐵心尺寸。
1、電流互感器的配置：為了滿足測量和保護裝置的需要，在發電機、變壓器、出線、母線分段及母聯斷路器等回路中均設有電流互感器。對于中性點直接接地系統，一般按三相配置；對于中性點非直接接地系統，如負荷對稱，保護靈敏度滿足要求，按兩相配置，否則按三相配置。
2、用于自動調節勵磁裝置的電流互感器應布置在發電機定子繞組的出線側，以減輕內部故障對發電機的損傷。為了便于分析和在發電機并入系統前發現內部故障，用于測量儀表的電流互感器宜裝于發電機中性點側。
3、對于保護用電流互感器的裝設地點應按盡量消除主保護裝置的不保護區來設置。若有2組電流互感器，且位置允許時應設在斷路器兩側，使斷路器處于交叉保護范圍之中。
（來源：文章屋網 ）
一、概述
膨脹器是一種彈性組件，用在油浸式互感器和電力電容器上，能使設備內部的變壓器油與外部空氣隔離，防止設備絕緣受潮和變壓器油老化，長期保持設備的絕緣性能，且能補償設備內部油體積隨溫度的變化。
二、結構簡介
（一）膨脹器的結構是由底板、膨脹器主體、導向圓盤、油位計、盞、外罩、視察窗等組成。
（二）膨脹器主體是由多個用不銹鋼耐酸鋼板制成的波紋節組成，當設備內部油的體積變化時，膨脹器的容積相應隨之變化。膨脹器主體上部裝有保證主體行程靈活的導向圓盤，圓盤上有油位指示線。
（三）外罩用優質薄鋼板制成，用來保護膨脹器主體，其上設有觀察窗，通過觀察窗可觀察到油位指示線的指示位置是否正常，觀察窗旁標有互感器處于停止狀態時的油溫標線。
（四）油位計結構是由接頭、玻璃管、密封墊、芯子、封環、基座、帽、螺母等組成。
（五）油位計裝在設備上有以下兩種用途：
1.用以排放設備內部的氣體。在設備檢修時，可透過油位計的玻璃管，觀察設備內部是否產生了氣體，如果設備內部有了氣體，油位計玻璃管中的油將會被氣體取代。排放氣體時，首先擰下帽，然后裝上抽注帽（抽注帽是由操作桿、軟管接頭等組成），用抽注帽上的操縱桿擰松油位計中的螺母以提起芯子，即可排放氣體，氣體排凈后迅速將螺母擰緊，再提起操縱桿，取下抽注帽，換上原帽，油位計恢復正常。
2.用來給設備補油。電流互感器采用帶有膨脹器的全密封結構后，一般情況下，應保持設備的密封狀態，不必取油樣試驗。如果必須取油樣，則應及時補充等量同型號的變壓器油，油的性能應符合互感器安裝使用說明書的要求。
三、補油方法
（一）按規程要求準備好下列用具，并清理干凈：
1.抽注帽（制造廠提供的專用工具）。
2.真空膠管和注油膠管，膠管直徑應與軟管接頭相配合，長度可根據實際情況而定。
3.油分離器，容積在10L以上，形態可自行選定。
4.閥門的規格由用戶自行選配。
（二）拆除膨脹器蓋，卸下油位計的帽，裝上抽注帽，然后按照規程要求，連接好油分離器和閥門并保證各接頭密封可靠。
（三）操作程序
1.打開閥門1，抽真空約10min，然后關閉閥門1。
2.打開閥門2，旋動抽注帽上的操縱桿，將油位計中的螺母擰松，使油流入膨脹器。
3.隨著油量的增加，膨脹器將伸展，導向圓盤上升，待油位指示線達到應有的高度與補油時的溫度再加10?C所應有的高度一致時，即關閉閥門2，高度計算按3.4條。
4.打開閥門1，再次抽真空，將管路及油位計中的余油抽入油分離器，抽氣速度不能太快，以免抽走膨脹器內的油，當觀察到油位計玻璃管中無氣體時，立即關閉閥門1。
5.旋動操縱桿，將油位計中的螺栓擰緊。
6.卸下管路，提起操縱桿，卸下注油帽，將各部分恢復原狀。
7.將互感器底部放油活門打開少許，從設備底部排油，待膨脹器的油位指示線達到高度，與當時油溫所對應的高度一致時，關閉放油活門，高度計算按3.4條，油溫是指設備內部油的溫度。
8..補油過程中任何操作都要十分小心，以免損壞膨脹器或造成變壓器油外溢，同時也應避免空氣進入膨脹器內。
（四）補油時油位指示線所應達到的高度可按照下式計算
H=（T―T1 / T2―T1） × S，mm
式中：H―油位指示線高度，即在相應的油溫下，油位指示線下邊沿到最低油溫標線的距離，mm
S―最高油溫標線與最低油溫標線間的距離，mm
T1―最低油溫標線標出的溫度，?C
T2―最高油溫標線標出的溫度，?C
T―需要計算某一預定高度時的溫度?C，補油時取當時的油溫加10?C，排油時取當時的油溫。
（油溫是指設備內部油的溫度）。
四、膨脹器的安裝（現場必需更換時）
（一）準備工作
1.檢查核對拆卸件的規格、型號是否與設備相符，有無損壞丟失。
2.將膨脹器的外罩卸下，把膨脹器本體與底座或升高座拆開。
3.如是電流互感器，將其原儲油柜上蓋拆下（如儲油柜內部有膠囊應將膠囊取出），如是電壓互感器，將原設備儲油柜全部拆下。
（二）安裝方法
以PB480型膨脹器為例簡介如下，其安裝順序是：
1.安裝瓷套密封墊圈。
2.裝配底板、用螺栓將底板與瓷套連接緊固。
3.先放好膨脹器的密封墊圈。
4.裝配膨脹器的本體，用螺栓緊固（PB480）型膨脹器需用壓圈特殊緊固結構，其它規格PB型設備為法蘭結構。
5.抽真空注油。（參照前述第3條補油方法）
6.安裝壁和上蓋，均由螺釘緊固。
（三）安裝時的注意事項
1.在安裝過程中，密封墊圈的位置安放要準確，螺栓緊固要均勻，以免滲漏油。
關鍵詞：電流互感器；飽和；繼電保護；對策
中圖分類號：TM734 文獻標識碼：A
在現代化的建設中，電力資源的需求程度不斷提升，需要在相關的電力技術、電力設備上進行鞏固。我國目前正處于發展中階段，未來的電力需求將會進一步地提升，電流互感器飽和的表現也會逐步增加。繼電保護工作，是電力輸送、應用的重點內容，如果在該方面出現了缺失或者是不足，將直接對后續的電力事業發展構成威脅，同時不利于各地方建設發展，對居民的生產、生活也會產生很大的影響，需要特別關注。
一、電流互感器飽和對繼電保護的影響
電流互感器飽和現象的出現，并非偶然現象。現階段的很多地方，都將電網做出了大幅度地升級，雖然更好地滿足了用電需求，可出現電流互感器飽和的概率也在提升，這就促使電力工作執行過程中，不僅存在一定的機遇，同時還面臨很多的挑戰。結合以往的工作經驗和當下的工作標準，認為電流互感器飽和對繼電保護的影響，集中在以下幾個方面：
1.電流互感器飽和出現后，流入電流繼電器的短路電流二次值，將會直接出現變小的情況。此時，將會引起繼電保護的拒動問題，對部分地方的用電穩定性、可靠性，將產生很大的影響。
2.電流互感器飽和表現突出后，自身的故障特征，如果滿足了比率差動保護的相關動作條件，那么差動保護仍然可以做出正確的動作。可是，對于發生在區外的故障而言，其產生的穿越性電流情況，表現為較大的趨勢，此時引起的電流互感器飽和問題，會在客觀上產生虛假的差動電流，這種差動電流同樣表現較大。經過實踐研究發現，這種情況，會在各個不同的測量點，表現為差異化的情況，電流互感器飽和也會愈加嚴重，屆時所產生的損失會非常嚴重。
二、電流互感器飽和對繼電保護產生影響的對策
目前，繼電保護受到的社會關注度較高，同時也是電力工作開展的重點內容。電流互感器飽和在出現后，意味著繼電保護本身將受到很嚴重的影響，如果可以通過多元化的對策來解決影響，不僅能夠更好地控制電流互感器飽和問題，還可以最大限度地提高繼電保護能力，為后續的電力發展，提供足夠的幫助。
（一）限制短路電流
從電流互感器飽和本身來分析短路電流的幅值問題，是引起電流互感器飽和的重要因素。因此，在處理相關問題時，可通過限制短路電流的方法來解決。建議在日后的工作中，從運行方式的角度出發，針對短路電流做出充分地限制處理，避免電流互感器飽和的發生。例如，在電力系統的運行過程中，針對較高一級的電壓等級當中，可以嘗試應用分列運行的方法，由此來針對短路電流做出良好的限制處理。同時，在分列運行以后，供電可靠性有可能出現降低的情況，為了減少新問題的發生，工作人員可以將備用電源進行投入使用，由此來對供電可靠性做出較多的保證，減少繼電保護受到的威脅，維持電力供應的穩定性。
（二）選擇合適的電流互感器
電流互感器飽和在出現以后，不僅要考慮到技術上的問題，還必須針對設備本身進行分析。考慮到當前的電網運行壓力比較大，受到的外界影響因素多，所以在今后的繼電保護影響處理上，可以選擇合適的電流互感器，從而將電流互感器飽和問題在根源上予以解決。本文認為，電流互感器的選型工作，必須充分地注意到電流互感器的暫態飽和問題。例如，在電力工作過程中，高壓系統、大容量電力設備的高壓側，其設計過程中，普遍采用了TPY級別的電流互感器，并且會適當地配合使用小氣隙的PR級別電流互感器。這樣的選擇方式，能夠充分滿足電網的需求，且不會對繼電保護產生嚴重的影響，可以在現實工作中推廣應用。另一方面，在電流互感器的選擇應用過程中，比較禁忌的一項內容，在于不能采用“按照負荷電流大小，確定保護級電流比”的方法，一定要綜合性的考慮相關影響因素，包括電流互感器安裝位置可能出現的最大短路電流問題，考慮到電流互感器本身的負載能力、自身的飽和倍數等等，這些因素都將對最終的繼電保護產生作用。如果在經濟條件方面比較充足，則可以應用傳感器，代替電流互感器。
（三）減小二次負擔
通過實施上述兩項措施，繼電保護所受到的影響，基本上得到了良好地解決。可對于現階段的快速發展而言，電力工作的革新速度非常快，部分電力技術的成熟和應用，為電流互感器飽和的解決帶來了新的影響因素。為此，我們在解決繼電保護影響的過程中，還必須對細節工作特別注意。建議在今后的工作中，通過多元化的方法、手段，將二次負擔有效地減少，從而取得更好的繼電保護效果。例如，CT的負載主要是二次電纜的阻抗，將繼電保護裝置就地安裝，大大縮短了二次電纜長度，減小了CT的負擔，避免了飽和。另外，就地安裝后，還簡化了二次回路，提高了供電可靠性。就地安裝方式對繼電保護裝置本身有更高的要求，特別是在惡劣氣候環境下的運行能力和抗強電磁干擾的性能要好，但這兩個問題都不難解決，現在佛山地區新建或改造后的變電站10kV饋線保護裝置都是就地安裝的。
結語
本文對電流互感器飽和對繼電保護的影響展開討論，并闡述了一定的對策。從已經得到的工作成果來看，很多地方的電網工作，表現為穩定的狀態，基本上沒有出現惡性循環的問題。同時，在電流互感器飽和的處理上，能夠遵循多種模式來完成，將繼電保護受到的影響最大限度地減少，推動了當地電力事業的進步。
參考文獻
[1]劉芳.電流互感器飽和對繼電保護的影響及對策[J].黑龍江科技信息，2016（23）：13.
關鍵詞：電流互感器 電功率測量表 應用
中圖分類號：TM933 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（a）-0105-01
隨著世界能源的日益緊缺，人們越來越重視電功率的測量，從工業領域到民用住宅，電功率測量表的成本、環境保護、節約能源方面都成為日益關注的問題。而電流互感器作為電功率測量表中重要的組成部分，其動作特點、配置、接線方式等對電功率測量表計量的精確性具有重要作用影響。本文主要對電流互感器在電功率測量表中的應用進行研究。
1 電流互感器概述
1.1 工作原理
電流互感器的工作原理主要為：一次線圈以串聯的方式接在電路中，線圈匝數比較少，導致該線圈中的電流主要由被測電路的負載電流所決定，和二次電流沒有關聯。接在電流互感器二次線圈上的儀表與繼電器，其電流線圈的阻抗均比較小，所以，電流互感器運行方式處于幾乎短路狀態。電流互感器一、二次額定電流之比，就是其額定互感比：kn=I1n∶I2n。
1.2 電流互感器的要求
電流互感器具體要求如下：（1）準確級，決定了電功率測量表計量的是否精確，對于1級功率表來說，需要配對的電流互感器的準確級，應比1%高。（2）漂移。電流互感器的漂移主要和讀數超時持續性有關系。一般情況下，低漂移電位可使功率表的性能更好、更穩定、更可靠。（3）線性度。所謂線性度，就是指互感器在整個操作模式范圍內所表現出的穩定性能。（4）相移。相移越低，電流互感器的性能越好，測量結果越精確。（5）集成。功率表為自供電方式，因此，只需要對主要功率監控系統的輸出進行接線。當互感器標準輸出時，就可在功率監控系統中實現集成。
2 電流互感器的極性
（1）記性標志。電流互感器極性，是指一、二次線圈間電流方向存在反向或同向。按照標準，將一二、次線圈的首端分別標為L1、K1，尾端分別標為L2、K2。當連接導線時，L1、K1為同極性端，即同名端；L2、K2也可稱作同極性端。（2）減極性、加極性。如果一次線圈的電流方向為首端流入、尾端流出，二次線圈的電流方向為首端流出、尾端流入，這就稱為加極性；如果當一次線圈與二次線圈的電流均從同極性端子輸入時，其因感應產生的磁通方向一致，就可稱作減極性。（3）判斷電流互感器為加極性或者減極性時，可利用直流法或交流法進行檢測。（4）極性錯誤的后果。如果對極性判斷錯誤，就會導致繼電保護裝置誤動，使得電功率測量表的測量產生誤差。（5）小極性和大極性。按照互感器極性的不同地點、范圍，可分小極性、大極性。如果是在一、二次引線端子上檢測的就是小極性，主要在儀器安裝前后、使用前進行測定；如果在二次回路的電流專用端子上測定的就為大極性，其范圍較大，主要在保護裝置投入、年度檢驗或者更動二次線后進行。
3 電流互感器的接線方式
通常情況下，主要有以下接線方式：（1）三相Y形接線。（2）兩相電流差接線。（3）零序接線。（4）V-V形接線。（5）相式接線。在具體操作時，需要注意以下幾點：（1）導線不能進行拉伸。（2）一當從法蘭盤、鐵心引出接地端子時，需用裸銅線纏繞螺栓，從而實現接地。（3）如果二次線圈的絕緣電阻小于10～20MS2，就需要干燥電阻，保證絕緣效果良好。（4）當電流互感器處于運行狀態時，二次測量要避免開路，以防引起高電壓威脅人身安全。
4 電流互感器在電功率測量表中的應用
4.1 在測量回路配合單相電度表中的應用
首先，查看電度表的連接片是否已經斷開，然后根據斷閉情況選擇接線方式。根據電流互感器的極性、工作特點與接線，主要接線方式有：（1）如果電度表的連接片處于連接狀態，因此不能將K2接地，而且要特別注意電流互感器一、二次線圈的首端與尾端的記性標志，不可接反，主要為了避免電表發生反轉。（2）如果連接片已經斷開，就要將K2進行接地，在實際情況中，可以借鑒這種方式，如果電流互感器線圈一側電流從尾端L2輸入，從首端L1輸出，那么電流互感器的二次側電流則從首端K1輸出，從尾端K2輸入，也就是將K1接地，將K2連接到線柱1。
在這過程中需要注意的是，如果對電流互感器及二次線進行更換時，不僅要遵循相關的安全操作規范，還要特別注意保證要變比與原來一致，互感器的極性要連接正確，伏安特性不能變化太大；對容量變化進行更換時，應該重新校核電功率測量表的倍率；重新更換的電流互感器或者二次線，在投入運行前組要再次測量互感器的大、小極性，以保證測量結果的精確性。
4.2 在功率變壓器中的應用
當電流互感器作為變壓器的差動保護時，采用換流法進行接線，為了保證變壓器能夠正常運行，一次側電流為穿越性電流。對電流互感器加極性端進行檢查，發現如果較為靠近母線，二次測量需要采用另一種接線方式，用來組成差動繼電器的兩端。如圖1（a）所示，從圖中可以看出，電流互感器的正極性端，都在母線附近，二次側兩端的電流互感器的L1與K1、L2與K2分別相連接，即同名端相連；如圖1（b）所示，從圖中可以看出，變壓器一側電流互感器的正極性端，靠與母線較為接近，而另一側與變壓器較為接近，變壓器二次側兩端的電流互感器L1與K2、L2與K1相連，則為異極性端相連。
5 結論
將電流互感器應用于電功率測量表，具有功率損耗低、過載能力強等特點，正確的接線方式及高級配置，有利于提高電功率測量儀器測量的精度與準確性，減少計量誤差。本文就電流互感器在電功率測量表中的應用進行研究，以期在實際應用中，避免電流互感器的接線錯誤、配置的失誤，加強現場檢驗復查工作，保證測量表的正常工作，避免發生安全事故。
參考文獻
【關鍵詞】 電子式；電流互感器；Rogowski線圈；A/D轉換
中圖分類號：TM45 文獻標識碼：A 文章編號：
正文：
1 前言
電流電壓互感器是電力系統中不可缺少的重要設備，其作用是按比例將輸電線路上的高電壓和大電流降到可以用儀表直接測量的標準數值，以便用儀表直接進行測量。目前，電力系統中廣泛采用的是電磁式電流互感器，它的工作原理和變壓器類似，這種互感器自身存在不少缺陷，而隨著電力系統的傳輸容量越來越大，電壓等級越來越高，傳統的電磁式電流互感器因其傳感原理而出現不可克服的問題，為適應電力系統的快速發展，有必要研制利用其它傳感原理的電流互感器。電子式電流電壓互感器（ECT）采用新型傳感原理，利用近年來發展起來的光通信及微電子技術，能有效地克服傳統電力互感器的缺陷，同時能以光數字信號輸出，為電力系統的安全運行、節約成本、優化二次設備提供了堅實的基礎。以電子式互感器和光纖通訊網為基礎構成的數字化變電站已成為電力自動化技術發展最有前景的方向之一。
2 發展趨勢
電子式電流互感器分為有源式和無源式兩大類。
無源式：傳感頭采用磁光晶體或光纖，沒有電源供電的光電電流、電壓測量裝置。這種互感器利用光學元件作為傳感器，光纖既是信號傳輸通道，有時又直接作為傳感元件。無源式電子式互感器的種類很多，所利用的物理效應也很多。如Pockels效應、Kerr效應、逆壓電效應、磁致伸縮效應、Farady磁光效應、電熱效應等類型。
有源式：顧名思義就是傳感頭采用電子器件，一次側需提供電源，是通過一次側的采樣傳感器對電流、電壓信號取樣，利用有源器件調制技術，以光纖作為信號通道，把一次側轉換的光信號傳送到地面進行信號處理，還原得到被測信號。這種互感器的特點是：利用光纖系統提供的高絕緣性、抗電磁干擾強的優點，顯著的降低了電流互感器的制造成本。減少了體積和重量，充分發揮了被電力工業界廣泛接受的常規電流測量裝置的優勢，同時還避免了光學傳感頭光路的復雜性及對溫度、外界振動敏感等技術難點。有源式電子式電流互感器采用Rogowski線圈，采用的高壓平臺傳感頭部分具有需電源供電的電子電路，在一次平臺上完成模擬量的數值采樣(即遠端模塊)，利用光纖傳輸將數字信號傳送到二次的保護、測控和計量系統。
有源式電流互感器采用的是傳統的電阻、電容等器件，優點在于采樣精確度比較高，同無源光電互感器相比，在結構上更加簡單，也比較容易和計算機實現直接通信，這些特點決定了它在實用化道路上的優勢。
3 電子式電流互感器的設計思想
3.1 基本原理
電子式電流互感器共分四個模塊傳感頭、光纖傳輸、信號接收單元、電子式互感器校驗儀，而傳感頭又是由Rogowski線圈、小信號鐵芯CT、A/D采樣及溫度補償、電能供應四個部分組成。
小信號鐵芯CT根據國家標準GB1208－1997對電流互感器的規定，對于測量通道，應保證在小于1.2倍額定電流的情況下能夠實現正常測量，誤差在規定的范圍之內；鐵芯采用硅鋼片或超微晶合金材料，環形穿心結構，沒有氣隙、漏磁少。
A/D轉換電路是整個傳感頭的核心部分，它的要求是A/D轉換器件功耗小、采樣率足夠高；線圈輸出的電流為正弦波，因此A/D轉換器件要具有雙極性輸入，串行輸出；采用時分復用方式傳送下行信號。
高電位側的電源供應問題現階段共有四種供電方式：特制CT線圈從母線采電的供能方式；激光供能方式；蓄電池或太陽能電池供能方式；超聲電源供能方式。
基于Rogowski線圈的電子式電流互感器主體是一個空心線圈，待測的母線電流從線圈中心流過，在線圈中產生感應電勢。由于線圈中沒有鐵芯，其輸出的電壓值很小，可以直接輸入微機系統，這樣就形成了集數據采集、實時處理系統于一體，經由光纖輸出數字信號的電子式電流互感器。其主要功能是，在高壓側利用Rogowski線圈測量母線的電流信號，將線圈輸出的二次電壓信號經過數據采集系統采樣調整后，通過光纖傳輸到低壓側的合并單元進行數據處理，然后發送到二次保護控制設備。一次轉換器，通常要實現如下功能：信號預處理和ADC轉換；將轉化后的數字信號，通過光纖發送到二次轉換器；接收二次轉化器送來的功率激光并轉換為直流電壓，作為一次轉換器的電源；傳輸系統，包括功率光纖和信號光纖。原理圖如下所示
ECT原理框圖
3.2 Rogowski線圈介紹
Rogowski線圈(羅氏線圈)又叫電流測量線圈、微分電流傳感器，是一個均勻纏繞在非鐵磁性材料上的環形線圈。輸出信號是電流對時間的微分，通過一個對輸出的電壓信號進行積分的電路，就可以真實還原輸入電流。該線圈具有電流可實時測量、響應速度快、不會飽和、幾乎沒有相位誤差的特點，故其可應用于繼電保護，可控硅整流，變頻調速，電阻焊等信號嚴重畸變以及電爐、短路測試、雷電信號采集等大電流的場合。它的結構圖以及基本運算公式如下所示：
首先設線圈每匝中心線與導線中心線間的距離為r，穿過線圈每匝的磁場均為Br，且線圈共有n匝，每匝的面積均為S，0 為真空導磁率，則可得：導線電流I(t)與Br 、感應電壓u2(t)與I(t) 的關系為：
3.3 其他模塊
電子式電流互感器還有其它三個比較重要的模塊光纖傳輸、信號接收單元、電子式互感器校驗儀。光纖傳輸與光纖絕緣子的基本設計要求是：允許傳光光纖通過絕緣結構；耐受相應電壓等級的各種過電壓；具有一定的抗振能力；為了體現光電式電流互感器的優點，絕緣結構的設計應盡可能做到體積小重量輕；另一種思路：無線傳輸，如GPRS、GSM通訊，缺點：盲區、故障、不獨立。
信號接收機的組成分為四個部分：O/E變換部分(光電轉換)；邏輯控制電路部分-提供控制信號；信號接收機的模擬通道-數字還原成模擬信號；信號接收機的數字通道-將數據采集進計算機。O/E變換部分(光電轉換)將傳感頭傳下來的兩組信號：一組是數據信號，另一組是時鐘信號，轉換成電脈沖信號，器件采用PIN光電二極管，同時放大整形電路將微弱的電信號還原成標準的TTL電平信號。器件采用高精度的比較器。邏輯控制電路將系統的四路時鐘信號和數據信號分離開來，并產生器件要求的時序；送入D/A轉換器和PC機接口卡，分別進行處理。信號接收機的模擬通道將傳感頭傳輸的串行信號轉換為并行數字信號，送入到D/A轉換器件中。最后信號接收機的數字通道提供滿足標準要求的數字信號，供二次儀表使用(測量、計量或保護)。
最后一個模塊是電子式互感器校驗儀，它的原理是信號調理箱將基準信號和待測信號變換成高精度數據采集卡能承受的電壓信號，經采集卡進入計算機，得到兩個離散數據序列；通過對這兩個離散序列的軟件分析得到兩個信號各自的特征和它們之間的比差和角差；軟件分析的主要算法是基于離散信號的傅立葉變換。
4 結論
隨著電力系統電壓等級的提高，傳統的電磁式互感器因其自身無法克服的缺點而不能滿足計量和保護的要求。在新一代的互感器中，采用Rogowski線圈實現對電流測量的電流互感器，結構緊湊、線性范圍大、同頻帶寬、抗電磁干擾能力強、與現代數字測量系統和微機繼保裝置兼容性好，利于產品化，但是電子式電流互感器還有更多的工作要做，提高電子式電流互感器的測量準確度、實現電子式電流互感器輸出數字量與微機保護設備直接接口、通過現場掛網試驗積累運行的經驗、保護用電子式電流互感器的研制。
參考文獻：
關鍵詞：電流互感器；故障原因；診斷方法
電流互感器起變流和電氣隔離作用，它是電力系統中測量儀表、繼電保護等二次設備獲取電氣一次回路電流信息的傳感器，它將高電流按比例轉換成低電流。電流互感器一次側直接串聯于電源線路中，一次負荷電流通過一次繞組時，產生的交變磁通感應，產生按比例減小的二次電流；二次繞組的匝數較多，與儀表、繼電器、變送器等電流線圈的二次負荷串聯形成閉合回路。
1.電流互感器故障原因
1.1制造工藝不良
電容型電流互感器若絕緣包扎不均，出現外緊內松、紙有皺褶，電容屏錯位或“并腿”時出現損傷絕緣等缺陷，會造成運行中發生絕緣擊穿事故。
1.2密封不良，進水受潮
互感器油中有水，或端蓋內部積有水銹，會使絕緣受潮。有的全密封互感器不能保證全部密封，造成積水。漏水進潮的部位主要在頂部螺孔和隔膜老化開裂的地方。
1.3 安裝、檢修和運行人員過失
常見的有因為安裝、檢修人員在安裝或檢修時使引線接頭松動、注油工藝不良、二次繞組開路、電容末屏接地不良等，導致局部過熱、放電，使色譜分析結果異常。
2.電流互感器的故障處理
2.1電流互感器二次回路斷線（開路）的處理
電流互感器二次開路，使二次電流為零，一次電流全部作用于勵磁，使鐵芯嚴重飽和，二次線圈上將感應出幾千伏甚至上萬伏電壓，嚴重威脅人身、儀表設備、繼電器等安全，還可能造成電流互感器爆炸、繼電保護誤動等事故。
2.1.1 異常現象
2.1.1.1回路儀表指示異常，一般是降低或為零。用于測量表計的電流回路開路，會使三相電流表指示不一致、功率表指示降低、計量表計轉速緩慢或不轉。如表計指示時有時無，則可能處于半開路狀態（接觸不良）。
2.1.1.2電流互感器本體有噪聲、振動不均勻、嚴重發熱、冒煙等現象，當然這些現象在負荷小時表現并不明顯。
2.1.1.3電流互感器二次回路端子、元件線頭有放電、打火現象。 如我們值班人員在巡視10kV設備時，就曾因為聽到打火聲，并通過觀察窗發現電流互感器接頭有火花。立即向調度匯報進行處理。
2.1.1.4繼電保護發生誤動或拒動，這種情況可在誤跳閘或越級跳閘時發現并處理。
2.1.1.5電度表、繼電器等冒煙燒壞。而有無功功率表及電度表、遠動裝置的變送器、保護裝置的繼電器燒壞，不僅會使電流互感器二次開路，還會使電壓互感器二次短路。
2.1.2 異常處理
檢查電流互感器二次回路開路時應注意安全，應使用絕緣工器具，并站在絕緣墊上。由于二次開路互感器本體無明顯特征時，會使互感器處于長時間開路狀態，所以在巡視、維護時要特別認真、細致。
2.1.2.1電流互感器二次側開路時，應立即將故障現象報告所屬調度。
2.1.2.2根據現象判斷是屬于測量回路還是保護回路的電流互感器開路。處理前應考慮停用可能引起誤動的保護。
2.1.2.3盡量減少一次負荷電流，若電流互感器嚴重損傷時，應立即轉移負荷，采用用旁路帶線路（用戶不停電）或其他倒運行方式等辦法停電處理。
2.1.2.4設法在就近的試驗端子上，用良好的短接線將電流互感器短接后，再檢查處理開路點。若短接時發現有火花，說明短接有效，故障點在短接點以下回路中，可進一步查找；若短接時沒有火花，可能是短接無效，故障點可能在短接點以前的回路中，可以逐點向前變換短接點，縮小范圍進一步查找。
2.1.2.5電流互感器二次回路開路若引起著火時，應先切斷電源后，可用干燥石棉布或干式滅火器進行滅火。
2.2電流互感器次級多處接地故障處理
2.2.1故障現象
規程規定：電流互感器二次回路只能有一個接地點，此規定是非常必要的。在電力系統中曾多次發生因電流互感器二次多點接地造成保護誤動或保護裝置拒動現象。
2.2.2故障處理
先對照圖紙檢查二次回路接線有無問題，查閱故障跳閘設備的跳閘信息，判斷斷路器動作是否正確，并分析查找故障點，查找二次回路是否有多個接地點。
2.2.4電流互感器本體故障的處理。電流互感器故障有下列情況之一時，應立即停用處理：（1）內部發出異常聲音、過熱，并伴有冒煙及焦臭味。（2）嚴重漏油，瓷質損壞或有放電現象。（3）噴油著火或流膠現象。（4）金屬膨脹器的伸長明顯超過環境溫度時的規定值。
2.3電流互感器次級燒毀的故障處理
2.3.1故障現象
2.3.1.1值班人員在巡視檢查時會聞見燒焦氣味，或檢查發現互感器有冒油、絕緣有燒化現象。
2.3.1.2在實際工作中經計算發現電能表與功率表存在誤差，經專業計量人員校對電能表和功率表誤差均在允許范圍內。
2.3.1.3有雷雨天氣，由于電流互感器動熱穩定性低，造成放電燒毀。
2.3.2故障處理
根據故障部位、發生故障時的現象、氣候等因素，分析電流互感器各種放電、打火、燒毀的原因。
2.3.2.1若型號為LAJ-10的全絕緣電流互感器在安裝時互感器內壁與母線有偏差，將會造成在空氣潮濕的情況下，最小間隙處出現放電現象，若此放電時間長而又得不到處理會使互感器燒壞。為避免事故應采取環氧樹脂絕緣板填充絕緣間隙，消除放電間隙，避免發生放電燒毀現象。
2.3.2.2電流互感器長期過負荷運行，會使溫度升高，絕緣老化。所以應建立健全設備巡視檢查制度，列出巡視項目及標準。當設備出現過載運行時應進行特巡。主要檢查一次回路的負載，檢查互感器外殼絕緣狀況，檢查外表有沒有熔化或碳化情況，檢查一次接頭有無過熱、變色等現象，發現過負荷立即設法減少負荷或更換大容量互感器。
2.3.2.3值班人員巡視時要認真，發現有設備隱患時要及時采取措施進行處理，如與互感器連接的螺栓有無松動現象，接頭接觸面有無大量麻點，外絕緣有無燒傷的痕跡，高壓設備室、配電室有無燒糊氣味或煙霧等。
2.3.2.4新投入運行的電流互感器應校驗其熱穩定電流，檢驗能否滿足要求。若熱穩定不符合要求，當超過熱穩定倍數電流會產生很大的熱量和電動力，導致電流互感器線圈損壞及匝間短路甚至互感器爆炸。若熱穩定校驗發現原來的電流互感器不符合要求，則可以在線路上加裝電抗器限制短路電流或者更換熱穩定倍數更高的電流互感器。
3.電流互感器故障診斷方法
3.1認真進行預防性試驗
《電氣設備預防性試驗規程》規定，電流互感器的預防性試驗項目有：測量繞組及末屏的絕緣電阻、介質損耗因數和油中溶解氣體的色譜分析等。對這些項目的測試結果進行綜合分析，可以發現進水受潮及制造工藝不良等方面的缺陷。
3.2局部放電測量
局部放電通常是互感器發生事故的誘因之一。進行局部放電測量能靈敏的檢驗出電流互感器局部放電型缺陷。對故障互感器以及相同變比的正常互感器進行局部放電量測試，試驗電壓按照運行相電壓、試驗電壓及系統線電壓3個等級進行局部放試驗，是核定互感器質量是否存在問題的一種手段。
對一些互感器，在局部放電試驗后進行破壞性解體檢查，檢查其內部澆注工藝是否存在問題。解體后發現很多互感器的澆注面存在大量氣泡，但未形成連貫的氣孔，因此局部放電數值仍能滿足規定要求。
4.預防措施
4.1一次端子引線接頭要接觸良好
電流互感器的一次引線部位要保證接觸良好，并有足夠的接觸面積，防止產生過熱性故障。L2端子與膨脹器外罩應注意做好等電位連接，防止電位懸浮。另外對二次線應有防轉動措施，防止外部操作造成內部引線扭斷。
4.2測試值異常應查明原因
當投運前和運行中測得的介質損耗因數異常時，應綜合分析介質損耗因數和溫度、電壓的關系；當介質損耗因數隨溫度有明顯的變化時，應退出運行。對色譜分析結果異常時，要跟蹤分析，考察其者增長趨勢，若數據增長較快，應引起重視，將事故消滅在萌芽狀態。
4.3驗算短路電流
根據電網發展情況，注意驗算電流互感器所在地點的短路電流，超過互感器銘牌規定的動熱穩定電流時，要及時安排更換。
