电流互感器饱和对差动保护的影响
浅谈电流互感器饱和引起电保护误动及对策
浅谈电流互感器饱和引起电保护误动及对策摘要：我国社会主义市场经济的发展带动电力行业的进步，各种不同层次的发展都需要建立在电力行业的输配电之上，电力资源的需求渐渐增多。
科技的发展，电力系统电网也在不断进步，短路容量的增加，电流互感器饱和的问题越来越严重，造成的电保护误动事故时常发生。
本文就电流互感器饱和引起电保护误动事故发生的原因进行研究和探讨，并提出相应的防范对策。
关键词：电流互感器；饱和；保护误动；防范措施一、电流互感器概述电流互感器的电力系统中不可或缺的一个设备，已经被大范围地应用在电流测量和电力系统的分析当中。
随着电力系统中各部分设备的不断升级改造，电流互感器的工作环境逐渐变得复杂。
不仅绝缘问题和成本问题需要被解决，电流互感器的饱和引起电保护误动问题的严重性也日渐突显。
当电流互感器达到饱和，将会在很大的程度上干扰继电保护设备操作的正确性，导致保护误动以及拒动。
因此，保持其的误差特性和百分之十的误差曲线对继电保护人员非常重要，这样不仅能够避免继电保护设备在被保护装置发生故障时拒动，还能保障电力系统工作运行情况的稳定性，这对提高继电保护设备的动作的正确率有着积极的作用。
二、电流互感器的误差电流互感器是一种把一次大电流变成二次小电流，同时把低压设备和高压设备的线路相隔离的一个常见电气设备。
作为标准和测量使用的电流互感器，应该考虑其在正常的运行状态下的比误差和角误差；作为保护使用的电流互感器，为了保障继电保护和自动设备的正常稳定运行，应该考虑若系统出现最大短路电流时，继电保护设备能够继续在正常的稳定工作状态下运行，而不会因为饱和以及误动带来拒动。
所以有相关标准规定，运用在继电保护的电流互感器，在设备的二次侧负载和一次电流在一定的条件下，电流误差不应该超过百分之十。
当电一次升流不能够检测出分段互感器不能满足百分之十的误差要求时，应该采用以下几个措施：一方面，采用特安特性比相对高的电流互感器，增强代负荷的能力；另一方面，增加电流互感器的变比，不妨采用额定电流较小的电流互感器，用来减少电流倍数；其次，串联备用级别一样的电流互感器二次绕阻，让符合能力增加一倍；然后，加大二次电缆横截面的面积，采用消耗功率小的继电器也是可以考虑的，用来减小二次侧符合；接下来，把电流互感器的接线方法改了，不要用传统的方法，要对电线的接线方法进行创新；最后，改变二次负荷元件的接线方式，把数量一定的负荷转移到互感器备用绕阻，用来减少负荷的数量。
浅析电流互感器饱和对继电保护的影响及对策
浅析电流互感器饱和对继电保护的影响及对策发布时间：2022-01-05T05:32:42.548Z 来源：《科学与技术》2021年8月22期作者：孙伟[导读] 在继电保护装置中,电流互感器作为电流信号的传变元件对继电保护的正确、快速动作有着决定性的作用。
电流互感器出现饱和现象就会直接影响继电保护装置的可靠性。
孙伟国网新疆电力有限公司塔城供电公司、新疆塔城市、834700摘要：在继电保护装置中,电流互感器作为电流信号的传变元件对继电保护的正确、快速动作有着决定性的作用。
电流互感器出现饱和现象就会直接影响继电保护装置的可靠性。
包头第三热电厂出现过#1给水泵启动时差动保护误动作的情况。
究其根本原因,是因两侧电流互感器暂态传变特性不一致造成二次侧差动电流增大,因而造成差动保护误动作。
关键词：电流互感器饱和;继电保护;分析;影响和对策;为了避免差动保护的电流互感器大容量电动机启动时因电流过大出现饱和而导致差动保护误动作,除了在设备选型上要确保选用容量足够的保护级电流互感器外,还可根据电流互感器的伏安特性曲线和现场实测的电流互感器二次回路负载阻抗计算出电流互感器的饱和点,以此推算出在最大可能出现的穿越电流作用下,电流互感器是否会饱和以及差动保护是否会误动作。
只有对电流互感器饱和充分了解认识,制定合理的抗CT饱和对策,才能确保继电保护装置的可靠性。
1电流互感器的工作原理以及重要作用1.1电流互感器的工作原理一般我们规定的电流互感器，中性线1要小于中性线2，由此我们可以看出，电流互感器本质上来说就是一个“变流”器，而且它的工作原理基本与我们所知的变压器是无差别的，不仅如此，电流互感器的工作状况类似于变压器处于短路的状态，原边符号为P1、P2，副边符号为S1、S2。
当电流互感器的原边串接入主线路时，此时我们称这个电流为相线1，此时原边的匝数为中性线1，副边接内阻很小的电流表或功率表的电流线圈，此时的副边电流我们称之为相线2，副边匝数为中性线2。
电流互感器饱和影响因素及其对保护动作的影响
电流互感器饱和影响因素及其对保护动作的影响摘要：在变电站中，继电保护能感受到的故障范围取决于电流互感器（TA）的安装位置，继电保护能切除的故障范围取决于断路器的安装位置。
继电保护用电流互感器在短路时，将互感器所在回路的一次电流转换到二次回路，电流互感器铁心饱和是影响电流互感器性能的最重要因素，进而成为影响继电保护正确动作的重要因素。
关键词：电流互感器；饱和影响因素；保护动作引言电流互感器其铁心的非线性励磁特性，通过互感器大电流将导致电流互感器发生饱和，不能正常转换电流，转换到二次侧的小电流发生缺损和畸变，无法正常反映配电网电流的大小，最终导致继电保护发生拒动或者越级跳闸等事故。
目前在配电网中已经出现多起电流互感器饱和造成二次电流变电流变小，引起过电流保护的拒动或动作延时，导致事故范围扩大，同时出现电流互感器饱和造成距离保护之间失去配合。
对配电网中运行的电流互感器饱和的检测非常重要。
CT一、二次电流的传变是通过CT铁心的传变特性进行的，并且该传变特性是非线性的。
当CT铁心运行在线性区时，CT的励磁阻抗很大，使得励磁回路中的励磁电流很小，此时系统一次电流可以完全传变至二次侧;当CT一次侧电流突增时，流入励磁回路中的电流增加，导致产生铁心磁通的积累，使得CT由线性区逐渐转变至过渡区;当励磁电流增大到一定程度时，产生的磁通逐渐饱和，CT铁心进入到饱和区。
1CT饱和影响因素分析1.1一次稳态交流分量对CT饱和的影响通过改变双端供电网络电源额定电压的幅值，并设置一个线路三相短路故障得到具有不同幅值的稳态交流分量。
对比不同工况下CT二次侧传变电流的变化情况，研究一次稳态交流分量对CT饱和的影响。
当系统发生短路故障时，由于短路电流的激增使得CT二次侧电流发生畸变，CT开始饱和，且系统电压等级越高时，CT一次侧稳态交流分量越高，此时CT二次侧传变电流越大，使得CT磁通增加速率越快，导致CT二次侧电流畸变时刻越早，二次侧电流畸变越严重，最终CT饱和程度越严重。
电流互感器饱引起电保护误动及对策
电流互感器饱引起电保护误动及对策电流互感器是电力系统中非常重要的设备，保证电力系统稳定可靠的运行，对提高继电保护装置的正确动作率有着十分重要的意义。
本文主要论述了电流互感器饱引起电保护误动及对策。
《安徽电力》主要在电力、电机工程范围内开展学术及技术上的探索与讨论;交流有关规划、设计、制造、施工、运行、检修以及科研试验、技术革新等方面的新成果，新技校、新工艺、新经验。
本文简单介绍了电流互感器(CT)饱和的原理，分析了电流互感器出现饱和现象就会直接影响继电保护装置运行的可靠性因素，并提出解决电流互感器饱和问题的具体办法。
1 电流互感器的误差电流互感器，用来将一次大电流变换为二次小电流，并将低压设备与高压线路隔离，是一种常见的电气设备。
做为标准和测量用的电流互感器，要考虑到在正常运行状态下的比误差和角误差;做为保护用的电流互感器，为保证继电保护及自动装置的可靠运行，要考虑当系统出现最大短路电流的情况下，继电保护装置能正常工作，不致因为饱和及误差带来拒动，因而规程的规定，应用于继电保护的电流互感器，在其二次侧负载和一次电流为已知的情况下，电流误差不得超过10%。
当电一次升流未能检测到分段流互感器不满足10%误差要求时，应采取以下措施(1)改用伏安特性较高的电流互感器二次绕阻，提高代负荷的能力;(2)提高电流互感器的变比，或采用额定电流小的电流互感器;以减小电流倍数m10;(3)串联备用相同级别电流互感器二次绕组，使负荷能力增大一倍;(4)增大二次电缆截面，或采用消耗功率小的继电器;以减小二次侧负荷;(5)将电流互感器的不完全星形接线方式改为完全星形接线方式;差电流接线方式改为不完全星形接线方式;(6)改变二次负荷元件的接线方式，将部分负荷移至互感器备用绕组，以减小计算负荷。
2 电流互感器饱和对继电保护的影响电流互感器的误差直接影响其实际应用，饱和是引起误差的主要因素之一。
当电流互感器的铁心中磁通密度达到一定数值时将出现饱和现象，此时磁通密度再增加时，要求励磁电流大幅度增加。
浅析电流互感器对变压器差动保护的影响
浅析电流互感器对变压器差动保护的影响摘要：在生产实践中，由于电流互感器极性错误或接线不正确等造成保护装置误动和拒动，由此而引起的停电事故时有发生且故障多发生在主变压器差动保护。
本文简要分析了电流互感器对变压器差动保护正确可靠动作的影响，并提出了相应的解决措施。
关键词：电流互感器差动保护影响解决措施1 概述电流互感器是电力系统重要的电气设备,它承担着高、低压系统之间的隔离及高压量向低压量转换的职能。
其接线的正确与否，对系统的保护、测量、监控等设备的正常工作有极其重要的意义。
因此，正确判断电流互感器的极性及二次接线的正确性是非常重要的。
2 变压器差动保护基本概念2.1 保护范围变压器差动保护的范围是构成变压器差动保护的电流互感器之间的电气设备、以及连接这些设备的导线。
2.2 接线变压器常采用yn/△-11接线。
此时变压器两侧的电流相位差为30°，因此两侧电流互感器次级电流虽然大小相等（当选用适当变比的互感器时），但相位不同，故仍会有差流流入继电器。
为消除此种不平衡电流，须将变压器一次星形侧的电流互感器接成三角形，而将变压器二次三角侧的电流互感器接成星形，以校正变压器二次电流的相位差。
3 电流互感器对差动保护的影响分析3.1 电流互感器极性接反对变压器差动保护的影响铁芯在同一磁通作用下，一次线圈和二次线圈将感应出电动势，其中两个同时达到高电位的一端或同时为低电位的那一端都称为同极性端。
当任何一侧(或两侧)的一相、二相或三相的电流互感器极性颠倒接反，会使其中一侧(或二侧)的电流相量反相，在正常运行条件下，即形成所谓“和接线”（即两侧电流不是相差180°，而两侧对应的电流同相位），导致在执行元件上产生很大的差压，从而在正常运行及外部穿越性故障时，差动保护均引起误动。
3.2 电流互感器接线组别错误对变压器差动保护的影响电流互感器接线组别错误时在过负荷及穿越性故障会使差动继电器误动作。
主变压器联结组别一般为yn/△-11，若高压侧接成逆相序，则变为yn/△-1。
单位内部认证变配电运行值班员考试(试卷编号1201)
单位内部认证变配电运行值班员考试(试卷编号1201)1.[单选题]机械闭锁是利用电气设备的( )对相应电气设备操作构成的闭锁，其一般由电气设备自身机械结构完成。
A)操动机构B)机械联动部件C)操作机构D)储能机构答案:B解析:2.[单选题]隔离开关拉不开时应采取（____）的处理。
A)不应强拉，应进行检查B)用力拉C)用加力杆拉D)两人拉答案:A解析:3.[单选题]重合闸后加速是指（ ）。
A)线路故障，保护有选择性动作跳闸，重合闸进行重合，重合故障线路保护无选择的动作切除故障B)线路故障，保护无选择性动作跳闸，重合闸进行重合，重合故障线路保护有选择的动作切除故障C)线路故障，保护有选择性动作跳闸，重合闸进行重合，重合故障线路保护有选择的动作切除故障D)线路故障，保护无选择性动作跳闸，重合闸进行重合，重合故障线路保护无选择的动作切除故障答案:A解析:4.[单选题]线路改检修，利用线路压变进行带电闭锁的，应在（ ）拉开线路压变高压侧刀闸和二次侧空开（或熔丝）。
A)线路转为冷备用状态后B)线路转为热备用状态后C)合上线路接地刀闸前D)合上线路接地刀闸后答案:D解析:5.[单选题]某 110kV 线路电流互感器计量绕组变比为 600/5，EMS 系统中显示线路所带负荷电流为480A，该线路电流 互感器负载率为( )。
A)0.48解析:6.[单选题]检修用接线端子及插孔设置数量满足( )共同检修工作要求。
A)两专业B)三专业C)五专业D)多专业答案:D解析:7.[单选题]变电运维管理规定消防器材每（____）维护1次。
A)周B)月C)季度D)年答案:B解析:8.[单选题]独立避雷针导通电阻( )时应进行校核测试。
A)低于500mΩB)高于500mΩC)低于800mΩD)高于800mΩ答案:A解析:9.[单选题]电流互感器损坏需要更换时，（____）是不必要的。
A)变比与原来相同B)极性正确C)经试验合格D)电压等级高于电网额定电压答案:D解析:10.[单选题]系统振荡与短路同时发生，高频保护（____）。
电流互感器饱和影响因素及其对保护动作的影响
电流互感器饱和影响因素及其对保护动作的影响摘要：随着信息技术的不断发展，对运行过程中能源系统的稳定性和安全性提出了越来越高的要求。
分析表明，几乎所有的供电系统都比原来更加可靠和稳定。
但是还有一些问题，如系统短路、电流互感器饱和的问题。
在建设现代电网的过程中，中国智能电网的发展是非常紧迫的任务。
为了更好的突出保护装置的效果与作用，只有针对电力保护系统的实际远程控制效果，在其受到电流互感器饱和影响的情况下进行防误动措施的实施，才能真正推动继电保护系统应用的有效性与质量，推动继电保护系统的应用效果，实现防误动操作，提高效率增加效益。
本文针对电流互感器饱和对继电保护的影响，存在的问题提出相应的解决措施。
关键词：电力系统；电流互感器；饱和；继电保护。
1引言在现代社会快速发展的过程中，社会对于电力资源的需求越来越高。
原来的电力资源管理较为落后，不能满足人们日益增长的需求。
所以，电力行业要想适应现代化社会的发展就需要在原有的基础上进行改革。
我国现在处于发展中，按照这个速度，未来几年的电力需求会得到进一步的提高。
一旦电力需求得到提高，伴随而来的就是电流互感器饱和的现象也会提升。
按照以前的工作实例，有经验的工作人员认为影响到电流互感器饱和问题存在于一些影响因素[1]。
2电流互感器饱和对继电保护的影响（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]。
（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。
继电保护习题参考答案
第一章1、继电保护在电力系统中的任务是什么?答：（1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行；（2）反映电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护条件，而动作于发出信号、减负荷或跳闸。
2、什么是故障、异常运行和事故？短路故障有那些类型？相间故障和接地故障在故障分量上有何区别？对称故障与不对称故障在故障分量上有何区别？答：电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况下属于不正常运行状态。
事故，就是指系统或其中一部分的工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备的损坏。
相间故障无零序分量。
对称故障只有正序分量。
3、什么是主保护、后备保护？什么是近后备保护、远后备保护？在什么情况下依靠近后备保护切除故障？在什么情况下依靠远后备保护切除故障？答：当本元件的主保护拒绝动作时，由本元件的另一套保护作为后备保护，由于这种后备作用是在主保护安装处实现，因此，称之为近后备保护。
在远处实现对相邻元件的后备保护，称为远后备保护。
4、简述继电保护的基本原理和构成方式。
答：基本原理：1、过电流保护2、低电压保护3、距离保护4、方向保护5、差动原理的保护6、瓦斯保护7、过热保护等。
构成方式：1、测量部分2、逻辑部分3、执行部分5、什么是电力系统继电保护装置?答：继电保护装置，就是指能反应电力系统中元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种装置。
6、电力系统对继电保护的基本要求是什么?答：1、选择性：继电保护动作的选择性是指保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。
2、速动性：在发生故障时，力求保护装置能迅速动作切除故障，以提高电力系统并联运行的稳定性，减少用户在电压降低的情况下工作的时间，以及缩小故障元件的损坏程度。
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电流互感器饱和对差动保护的影响
差动保护主要判断变压器的绕组、匝间等内部故障。
因此加强保护装置的管理与动作分析是设备管理工作的重点。
1故障现象
自2005年5月，沙站变电站改造投运以来，因10kV线路故障，引起主变压器差动保护动作。
两年来因线路故障，引起差动保护动作达十几次，检修工区组织人员多次查找与分析，始终没有得到有效解决，使检修人员承受着较大的压力和繁重的工作量。
2故障检修
故障发生后，对差动保护装置进行了全面检查。
对差动继电器进行了校验，并将正常运行的继电器进行了更换，检验合格。
检查差动保护整定值，与定值通知单的数据相符。
检查差动保护二次回路接线正确，二次回路绝缘符合规程要求。
测量相位角与差流均正确。
测量电流互感器的变化，变流比符合通知单要求。
差动保护传动试验，差动继电器动作正确，信号继电器掉牌正确，保护出口继电器动作正确，保护装置无误动或拒动现象。
以上各项目检查全部合格，说明差动保护装置及二次回路接线良好，没有故障。
3综合分析
根据以上常规的故障查找方法，均未查出明显的问题，因此查阅了有关资料，认为既然差动保护装置各项检查都合格，只有对TA作进一步分析，看TA是否有问题。
但从历史统计数据来看，差动保护从未因TA 引起过误动，所以没有引起足够重视。
但从故障性质进行分析，都是因为10kV线路速断动作引起的。
也就说明短路电流较大时，造成TA 铁芯饱和，产生二次不平衡电流。
因此，又查阅了关于电流互感器的反事故措施。
反事故措施中强调要适度增大主变压器电流互感器变比，以减小电流互感器大电流时的饱和度。
目前常用的电流互感器的精度等级，0.2级用于测量，0.5级用于计量，3级、10P级用于保护，D级用于差动保护。
另外10P级又分为：10P/10、10P/15、10P/20等，10P/10级型电流互感器，表示在10倍一次额定电流下，复合误差不超过5%。
根据这一原则，对高低压TA进行了详细的排查，结果发现，10kVTA差动保护为10P级，35kV断路器套管差动保护TA为0.2级。
原因是这台断路器原来是线路断路器，变电站改造时，将其作为主变断路器，因TA变比过大，故进行更换，更换后厂家误更换为0.2级；没有更换铭牌。
所以安装人员将其作为差动用TA。
这样当外部产生较大的短路电流时，高低压侧TA的饱和状态和饱和程度不成正比，因此产生较大的不平衡电流，造成差动保护动作。
问题分析确认后，将套管TA，更换为10P/10级，差动保护误动作问题得到了有效的解决。
由此得出，TA饱和对差动保护的影响很大。
在故障条件下，由于TA故障电流大、故障电流中的非周期分量、铁心中剩磁的存在等原因，存在饱和的可能性，特别是TA在大的冲击电流之后，由于剩磁的影响，可能在比较小的故障电流下而发生饱和，比率制动特性仅考虑了10%误差曲线，这意味着比率制动特性不能保证当TA饱和，误差超过10%以后能可靠制动。
所以在外部故障时，如果仅有比率制动特性，TA饱和时，差动保护就有误动的可能。
换一句话说，仅有比率制动特性的差动保护，在外部故障时发生误动是不可避免的。
4故障结论
主变压器差动保护装置误动，主要由35kV侧差动保护所用的LW8-35SF6断路器套管TA的精度等级选择不当，形成当外部故障短路电流较大时，两侧TA饱和度不成正比，出现不平衡电流，引起差动保护动作。