浅析"P"类和"TP"类电流互感器的特性区别与应用
发表时间：2015/12/9 来源：《科学教育前沿》2015年第8期供稿 作者：王生
[导读] 大唐国际发电股份有限公司下花园发电厂 河北 张家口 电流互感器作为电气一次设备，其性能将直接影响到继电保护装置的可靠性，进而对整个电网运行的安全与可靠产生重要影响。
王 生 （大唐国际发电股份有限公司下花园发电厂 河北 张家口 075300）
【摘 要】 本文针对电流互感器的综合特性及实践应用中对其的实际要求做深入分析，结合继电保护对电流互感器的实际应用，对目前市场上现行不同类型的电流互感器进行分类，在通性中查找出特例，以满足不同形式的现场使用。同时，利用实验室及现场试验等手段，从电流互感器的特性、选择、应用等方面剖析出按照不同电压等级、应用现场条件等因素对电流互感器的选择的分类原则。针对目前数字化电网试验式的应用，对数字化设备，尤其是新型电子式全光纤电流互感器做理论研究和试验。
【关键词】 电流互感器，特性，全光纤，继电保护
中图分类号： Ｇ71 文献标识码： Ａ 文章编号：ISSN1004-1621（2015）08-018-04
引言
电流互感器作为电气一次设备，其性能将直接影响到继电保护装置的可靠性，进而对整个电网运行的安全与可靠产生重要影响。保护用电流互感器要求在规定的一次电流范围内，二次电流的综合误差不超出规定值，因此，有必要对电流互感器的特性进行分析。对于有铁心的电流互感器，形成误差的最主要因素是铁心的非线性励磁特性及饱和。根据电流互感器的饱和可分为两类：一类是大容量短路稳态对称电流引起的饱和(稳态饱和)；另一类是短路电流中含有非周期分量和铁心存在剩磁而引起的暂态饱和(暂态饱和)。
目前在电网中继电保护使用的电流互感器主要有两种。一种是“P”类的电流互感器，如5P20（30、40），这种电流互感器主要用于220kV以下的电网中。还有一种是“TP”类，主要包括TPS、TPX、TPY和TPZ 4种型式。其中,TPY型电流互感器已经在国内电力系统中得到广泛应用，用在500kV及以上的电网中，具有抗暂态饱和的功能。
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/N1,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=IsN2
Is＝Ip×N1/N2=Ip/Kn
1.2.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。
高频电流互感器是一种用于测量高频电流的传感器，常见于电力系统、电子设备等领域。然而在实际应用中，高频电流互感器常常需要测量直流脉冲信号，这就对其测量方法提出了一定的挑战。本文将就高频电流互感器测量直流脉冲的方法进行探讨，希望能够为相关领域的研究者和工程师提供一定的参考。
一、高频电流互感器原理及特性
1. 高频电流互感器是一种基于电磁感应原理的传感器，它能够将高频电流转变成相应的电压信号输出，通常通过放大电路进行信号处理，最终实现对高频电流的测量。
2. 高频电流互感器具有宽频带、高灵敏度的特点，能够有效地测量高频电流信号，广泛应用于电力系统故障检测、电子设备的电流监测等领域。
3. 然而，由于其原理和特性决定了其对直流脉冲信号的测量存在一定的难度，需要采取适当的方法进行处理。
二、高频电流互感器测量直流脉冲的方法
1. 使用交流耦合电容
在测量直流脉冲信号时，可以在高频电流互感器的输入端加入交流耦合电容。这样可以实现对直流分量的隔离，只传递高频部分的信号，从而避免直流信号带来的影响。
2. 加入直流偏置电路
在高频电流互感器的输出端可以加入直流偏置电路，通过在输出端加上一定的直流偏置电压，使得互感器输出的电压信号始终在正电压范围内，从而实现对直流脉冲信号的有效测量。
3. 采用数字滤波技术
采用数字滤波技术对高频电流互感器输出信号进行处理，将直流成分滤除，保留高频脉冲信号。这种方法需要通过AD转换器将模拟信号转换成数字信号，再通过数字滤波算法进行处理，最终实现对直流脉冲信号的测量。
4. 结合传感器校准方法
在测量直流脉冲信号时，可以结合传感器校准方法，通过对传感器的灵敏度、频率响应等参数进行校准，使得传感器对直流脉冲信号的响应更加准确，从而提高测量的精度。
5. 综合应用多种方法
在实际工程应用中，可以根据具体情况，综合应用上述的多种方法，例如通过交流耦合电容隔离直流分量，再结合直流偏置电路对信号进行处理，最终通过数字滤波技术进行信号处理，从而实现对直流脉冲信号的有效测量。
２０１３年第２期（总第８９期） ｉｊ｝．曼； 钍 ＥＮＥＲＧＹ ＡＮＤ ＥＮＥＲＧＹ ＣＯＮＳＥＲＶＡＴ１０Ｎ ２０１３年２月
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ＲＴＤＳ的电流互感器模型及其饱和特性研究
庄良文，傅润炜，李志勇，王铮夏
（许昌开普电器检测研究院，河南许昌４６１０００）
摘要： 对ＲＴＤＳ电流互感器模型的电路结构和计算回路进行了深入分析，并对其稳态饱和和暂态饱和特性进行了仿真 试验，结果表明ＲＴＤＳ的电流互感器模型能够准确体现电流互感器的各种饱和特性，符合继电保护电流互感器饱和动模 试验要求。 关键词： 电流互感器；饱和；ＲＴＤＳ仿真；动模试验 中图分类号：ＴＭ４５２ 文献标识码： Ａ 文章编号： ２０９５—０８０２一（２０１３）０２一Ｏ１ １０—０３
Ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｅ ＲＴＤＳ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ Ｍｏｄｅｌ ａｎｄ Ｉｔｓ Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
ＺＵＡＮＧ Ｌｉａｎｇ－ｗｅｎ，ＦＵ Ｒｕｎ－ｗｅｉ，ＬＩ Ｚｈｉ－ｙｏｎｇ，ＷＡＮＧ Ｚｈｅｎｇ－ｘｉａ
（Ｘｕｃｈａｎｇ ＫＥＴＯＰ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ａｐｐａｒａｔｕｓ Ｔｅｓｔｉｎｇ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｕｃｈａｎｇ ４６１ ０００，Ｈｅｎａｎ，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎａｌｙｚｅｓ ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ ＲＴＤＳ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｍｏｄｅｌ，ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｅ ｉｔｓ ｓｔｅａｄｙ－ｓｔａｔｅ ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ＲＴＤＳ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｍｏｄｅｌ ｃａｎ ａｃｃｕｒａｔｅｌｙ ｒｅｆｌｅｃｔ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｓｐｅｃｉｅｓ ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ａｎｄ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｒｅｌａｙ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ｓａｔｕｒａ— ｔｉｏｎ ｄｙｎａｍｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ；ＲＴＤＳ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｄｙｎａｍｉｃ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｔｅｓｔ
