互感器TA及其传变特性

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。

电流互感器知识整理电流互感器知识简介为了保证电力系统安全经济运行,必须对电力设备的运行情况进行监视和测量.但一般的测量和保护装置不能直接接入一次高压设备,而需要将一次系统的高电压和大电流按比例变换成低电压和小电流,供给测量仪表和保护装置使用.执行这些变换任务的设备,最常见的就是我们通常所说的互感器.进行电压转换的是电压互感器(voltagetransformer),而进行电流转换的互感器为电流互感器(currenttransformer),简称为CT.本文将讨论电流互感器的相关基本知识.1.电流互感器的基本原理1.1电流互感器的基本等值电路如图1所示.图1电流互感器基本等值电路图中,Es—二次感应电势,Us—二次负荷电压,Ip—一次电流,Ip/Kn—二次全电流,Is—二次电流, Ie—励磁电流,N1—一次绕组匝数,N2—二次绕组匝数,Kn—匝数比,Kn=N2/N 1,Xct—二次绕组电抗(低漏磁互感器可忽略),Rct—二次绕组电阻,Zb—二次负荷阻抗(包括二次设备及连接导线),Ze—励磁阻抗.电流互感器的一次绕组和二次绕组绕在同一个磁路闭合的铁心上.如果一次绕组中有电流流过,将在二次绕组中感应出相应的电动势.在二次绕组为通路时,则在二次绕组中产生电流.此电流在铁心中产生的磁通趋于抵消一次绕组中电流产生的磁通.在理想条件下,电流互感器两侧的励磁安匝相等,二次电流与一次电流之比等于一次绕组与二次绕组匝数比。

即：IpN1=IsN2Is＝Ip×N1/N2=Ip/Kn1.2.电流互感器极性标注电流互感器采用减极性标注的方法，即同时从一二次绕组的同极性段通入相同方向的电流时，它们在铁芯中产生的磁通方向相同。

当从一次绕组的极性端通入电流时，二次绕组中感应出的电流从极性端流出，以极性端为参考，一二次电流方向相反，因此称为减极性标准。

由于电流方向相反，且铁心中合成磁通为零。

因此得下式：N1Ip-N2Is=0(本来励磁安匝的和为零，但考虑到两个电流的流动方向相对于极性端不同，因此两者为减的关系)。

吉林交通职业技术学院论文论文题目：浅析电流互感器（TA)二次开路故障的问题系别专业： XXXX分院 XXXXXX专业班级： XXXXX班姓名： XXX（XX号）指导教师： XXXS 完成时间： XXXX年XX月摘要按规定，电流互感器在运行中严禁二次侧开路。

这是因为电流互感器在正常运行时，二次侧电流产生的磁通对一次侧电流产生的磁通起去磁作用，励磁电流甚小，铁心中的总磁通很小，二次侧绕组的感应电动势不超过几十伏。

如果二次侧开路，二次侧电流的去磁作用消失，一次侧电流完全变为励磁电流，引起铁心内磁通剧增，铁心处于高度饱和状态，电流互感器的作用是将一次侧大电流变换成二次侧的标准小电流，与仪表配合可进行电流、电能测量；与继电器配合可对系统进行过流、过负荷及短路保护，它可使仪表、继电器保护装置与线路高压隔离，保护人员和设备的安全。

但在日常工作中有时会遇到电流互感器二次回路开路产生高电压损坏设备或伤人的事故。

关键词：电流互感器二次开路电流互感器二次开路预防危害电器保护装置电流变换电能测量短路保护日常工作二次侧应对措施高电压仪表目录一、电流互感器基础知识 (2)（一）定义 (2)（二）基本原理 (2)（三）使用原则 (2)二、电流互感器的二次回路开路故障分析 (3)（一）关于故障发生的原因 (3)（二）如何对故障进行检查和判断 (4)1、二次回路开路故障的伴随现象 (4)2、可采取的两种检查方法 (4)（三）电流互感器TA二次开路的后果 (4)三、电流互感器二次开路故障的处理和防范 (5)（一）电流互感器二次开路故障的处理 (5)（二）电流互感器二次开路的预防措施 (5)1日常防范 (5)2设计电路预防 (5)总结 (6)致谢 (7)参考文献 (8)一、电流互感器基础知识（一）定义1电流互感器为了保证电力系统安全经济运行,必须对电力设备的运行情况进行监视和测量.但一般的测量和保护装置不能直接接入一次高压设备,而需要将一次系统的高电压和大电流按比例变换成低电压和小电流,供给测量仪表和保护装置使用.执行这些变换任务的设备,最常见的就是我们通常所说的互感器.进行电压转换的是电压互感器(voltage transformer),而进行电流转换的互感器为电流互感器,简称为TA。

探析谐波对电流互感器的传变特性及电能计量影响摘要：随着电力系统的发展，新型动态负荷越来越多，电网中的谐波源明显增多，谐波畸变不仅会损耗变压器和电缆等设备的使用寿命，造成使保护装置误动、干扰数据通信等危害，而且还会影响电磁式电流互感器的传变特性，还会对电能计量产生很大影响。

本文综合目前谐波研究现状，探析了其对电流互感器传变特性的影响和对电能计量造成的影响。

关键词：电磁式电流互感器；等效模型；直流分量；谐波畸变；电能计量0、引言电流互感器作为电流信号的传变设备，已经在电力系统中得到了广泛应用，比如继电保护、系统监控、故障分析及电能计量等方面，是整个电力系统运行的重要设备。

由于目前电磁式电流互感器的应用占主导地位，其铁芯存在非线性特征：当不超过其允许的负荷电流时，电流互感器工作在不饱和区间，其传变特性比较稳定，但当存在大量谐波时，电流互感器的铁芯磁通会很快进入饱和状态，造成传变特性变差，输出的二次侧电流波形发生畸变，不能够准确的反映一次侧电流。

目前随着工业的发展和科技的进步，电力系统中接入了越来越多的工业电弧炉、大型电焊机、整流换流设备以及其它非线性和冲击性负荷，供电系统中谐波成分不断增加，这给电力运行带来了一系列问题，如不利于用电设备的安全，增加了电力供应企业的经营成本等。

其中，对电流互感器传变特性和电能计量影响的研究已经成为重要研究课题之一。

1、谐波概述从广义上讲，对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解，任何不同于工频基波频率的成分都可称为谐波，一般所说的谐波为频率为基波频率整数倍的正弦波分量，频率不是基波频率整数倍的正弦分量称为间谐波，也称分数谐波。

电气系统所产生的谐波主要来源于频率变换器、换流器、感应电机等，可分为以下2类：①暂态谐波：由于在电力系统中所使用的电气开关操作所引起，或者电力系统及电力设备发生故障，也将产生暂态谐波；②稳态谐波：由电力系统中非线性负荷所产生。

谐波的危害有很多：增加输、供和用电设备的额外附加损耗；使电容器电流变大，温度升高，寿命缩短；影响继电保护和自动装置的工作可靠性；对通讯系统工作产生干扰等，如今谐波污染愈来愈受到人们的重视。

互感器基础知识介绍内容预览测量用互感器在电力线路中用于对交流电压或电流进行变换，以满足高电压或大电流的测量，起着一次系统与二次系统之间的桥梁作用。

一、电流互感器1、电流互感器简称为TA，种类也很多，按电压等级分为低压和高压；按一次线圈的匝数可分为单匝式和多匝式；按外形可分为羊角式和穿心式；按安装方法可分为支持式和穿墙式；按绝缘方式可分为油浸式、干式和瓷绝缘；按安装地点可分为户内式和户外式；按铁芯多少可分为单铁芯和多铁芯。

2、TA的型号一般表为：□ □ □--□ □--□第一个方框代表：L（电流）第二个方框代表：见下表第三个方框代表：见下表第四个方框代表：额定电压第五个方框代表：准确度等级第六个方框代表：额定电流表一：电流互感器的字母意义第二个方框A 穿墙式第三个方框Z 浇注绝缘B 支持式C 瓷绝缘D 贯穿式单匝W 户外装置F 贯穿式复匝 B 过流保护M 贯穿式母线型G 改进型R 装入式 D 差动保护Q 线圈式S 速饱和C 瓷箱式J 接地保护或加大容量Z 支柱式Q 加强型Y 低压型K 瓷外壳式3、电流互感器工作原理（原理接线见右图）（1）电流互感器的特点是： (1)一次线圈串联在电路中，并且匝数很少，因此，一次线圈中的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而与二次电流无关；(2)电流互感器二次线圈所接仪表和继电器的电流线圈阻抗都很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路状态下运行。

电流互感器一、二次额定电流之比，称为电流互感器的额定互感比：kn=I1n/I2n。

因为一次线圈额定电流I1n己标准化，二次线圈额定电流I2n统一为5(1或0.5)安，所以电流互感器额定互感比亦已标准化。

kn还可以近似地表示为互感器一、二次线圈的匝数比，即kn≈kN=N1/N2式中N1、N2为一、二线圈的匝数。

（2）电流互感器使用时注意事项电流互感器二次侧不允许开路运行。

如果电流互感器二次侧开路，铁芯中的磁通随一次电流的增大面急剧增大，不仅引起铁心严重饱和，而且在二次侧感应产生一个高电压，对二次回路绝缘有严重危害，甚至击穿烧坏，而且由于铁心饱和，磁感应强度的曲线变化陡度增加，引起二次侧感应电势出现很高的尖顶波，其电压幅值可达2~3KV的危险数值，这时如果有人触及二次回路，也容易造成触电伤害。

附件3电流互感器二次特性分析及校核方法2012年12月，省调发现安阳地区晋家庄动力变电流互感器设计选型存在隐患，电流互感器设计参数中准确限值系数远小于晋家庄母线短路电流倍数，电流互感器传变特性可能难以保证保护装置的正确动作。

各供电公司、电厂、大用户开展了辖区内电流互感器隐患排查工作，排查出186台220千伏电流互感器设计准确限值系数小于短路电流倍数要求，其中各用户站74台，电厂7台，省公司105台。

短路电流超过电流互感器一次额定电流100倍的有35台，均为电解铝企业所属变电站的动力变与整流变电流互感器。

2012年12月13日和25日省调组织电科院、安阳公司、商丘公司对问题最严重的晋家庄、魏楼的动力变电流互感器进行现场二次伏安特性测试试验，根据测试数据和电流互感器相关规程校核后，确认两站动力变电流互感器不满足规程要求，存在易饱和的问题。

2013年将开展全网电流互感器隐患排查活动，计划年底完成全网设计准确限值系数小于短路电流倍数的电流互感器的测试试验，各设备隶属单位应制定整改措施，消除隐患，保证电网安全运行。

一、电流互感器设计选型需考虑的因素DL/T866-2004《电流互感器和电压互感器选择及计算导则》是为规范电流互感器的选择和计算而制定的，此规程统一对保护用电流互感器设计应用的技术要求及设计中存在问题予以详细说明。

规程4.3、4.4条强调在设计选型时需考虑影响电流互感器误差的参数，即根据规划短路容量和二次负荷阻抗，选择电流互感器的一次电流、二次电流、二次容量、准确级限值等参数。

二、电流互感器传变特性对保护装置的影响对电流互感器性能的设计基本要求是在规定使用条件下的误差应在规定限度内。

应用中的突出问题是系统故障时通过短路电流引起铁芯饱和，导致励磁电流显著增加，电流互感器的传变误差加大，二次波形产生畸变，畸变的程度与二次负荷大小也有关。

1. 电流互感器传变特性的分析负荷阻抗Rb图1 电流互感器等效原理图如图1所示，电流互感器的传变误差决定于一次电流I1与二次电流I2的差值，即励磁阻抗回路的电流I e。