电压互感器和电流互感器暂态特性对距离保护算法的影响_康小宁_概要

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。

第三章距离保护第三章：电网距离保护1.距离保护的定义和基本原理：距离保护：是利用短路时电压、电流同时变化的特征，测量电压与电流的壁纸，反映故障点到保护安装处的距离而工作的保护。

基本原理：按照继电保选择性的要求，安装在线路两端的距离保护仅在下路MN内部故障时，保护装置才应该立即动作，将相应的断路器跳开，而在保护区的反方向或本线路之外正方向短路时，保护装置不应动作。

与电流速断保护一样，为了保证在下级线路的出口处短路时保护不误动作，在保护区的正方向（对于线路MN的M侧保护来说，正方向就是由M指向N的方向）上设定一个小于本线路全长的保护范围，用整定距离Lset来表示。

当系统发生短路故障时，首先判断故障的方向，若故障位于保护区的正方向上，则设法测出故障点到保护安装处的距离Lk，并将Lk与Lset相比较，若Lk小于Lset，说明故障发生在保护范围之内，这时保护应立即动作，跳开相应的断路器；若LK大于Lset，说明故障发生在保护范围之外，保护不应动作，对应的断路器不会跳开。

若故障位于保护区的反方向上，则无需进行比较和测量，直接判断为区外故障而不动作。

｝通常情况下，距离保护可以通过测量短路阻抗的方法来间接地测量和判断故障距离。

2.几种继电器的方式：苹果特性：有较高的耐受过渡电阻的能力，耐受过负荷的能力比较差；橄榄特性正好相反。

电抗特性：动作情况至于测量阻抗中的电抗分量有关，与电阻无关，因而它有很强的耐过渡电阻的能力。

但是它本身不具有方向性，且在负荷阻抗情况下也可能动作，所以通常它不能独立应用，而是与其他特性复合，形成具有复合特性的阻抗原件。

电阻特性：通常也与其他特性复合，形成具有复合特性的阻抗原件。

多边形特性：能同时兼顾耐受过渡电阻的能力和躲负荷的能力。

3测量阻抗：Zm定义为保护安装处测量电压Um&与测量电流Im&之比，即Um&/Im& 动作阻抗：使阻抗原件处于临界动作状态对应的阻抗（Zop）。

电流互感器误差对继电保护的影响分析及间接措施摘要：本文主要分析了电流互感器误差对继电保护装置的影响，并找出了减小误差的一些具体措施。

关键词：电流互感器；误差；差动保护；措施0引言在电力系统运行中，继电保护装置能反应电气设备的故障和不正常工作状态并自动迅速地、有选择性地动作于断路器将故障设备从系统中切除，保证无故障设备继续正常运行，将事故限制在最小范围，提高系统运行的可靠性，最大限度地保证向用户安全、连续供电。

而继电保护装置正确动作的前提是必须准确地感知故障量的大小，继电保护装置是通过电流互感器来反应被保护元件中所通过的电流。

由于电流互感器存在误差，造成在短路过程中一次电流产生偏差，影响继电保护装置的正确工作。

为保证继电保护装置的正确工作，必须对电流互感器的误差进行深入的研究，分析电流互感器产生误差的原因，确定检验电流互感器误差的方法，分析电流互感器误差对继电保护装置的影响，找出减小误差的具体措施。

1 电流互感器误差的产生计算电流互感器二次电流是用一次电流除以电流互感器的变化来获取，是在忽略了励磁电流的前提下得到的结果。

实际上，由于电流互感器存在励磁电流，产生了电流互感器的测量误差。

测量误差就是电流互感器的二次输出量与折算到二次侧的一次输入量之间大小不相等、幅角不同所造成的差值。

因此，电流互感器的误差可分为数值(变比)误差和相位(角度)误差。

我们重点讨论电流互感器的变比误差。

励磁电流是造成电流互感器二次电流和一次电流不成比例的直接原因。

励磁电流使一次折算至二次侧的电流不等于二次电流，造成了电流互感器的变化误差，计算公式为．(1)式中——电流互感器的变比。

电流互感器的等值电路如图1所示，图中各参数均折算到二次侧。

图l 电流互感器等值电路、——电流互感器一、二次侧的漏抗；——励磁阻抗；——负荷阻抗为了方便计算，定义为二次阻抗。

由图1可知二次电流与一次电流关系为：将式(3)代入式(1)得：二次漏抗Z2s变化很小，可以视为不变，根据式(4)，当系统发生故障时，一次电流突然增大，在一次电流的非周期分量的影响下，电流互感器铁心很快饱和，励磁阻抗迅速下降，励磁电流急剧上升，将明显增大。

电流互感器饱和对继电保护继电器和电流互感器的影响电流互感器是电力系统中常用的测量电流的装置，其主要作用是将高电流通过变比为较小电流进行测量和保护。

然而，在实际应用中，电流互感器可能会因为电流过大而饱和，从而对继电保护继电器和电流互感器产生一定的影响。

本文将从饱和的原因、饱和对继电保护继电器和电流互感器的影响以及饱和的应对措施三个方面进行详细阐述。

首先，电流互感器的饱和原因主要有以下几点：1.过电流：当电流互感器所测得的电流超过其额定测量范围时，互感器会发生饱和现象。

这通常是由于系统故障或异常操作引起的。

2.暂态过电流：在电力系统中，暂态过电流往往是由于线路跳闸、母线短路等突发事件引起的。

这种暂态过电流的存在会导致电流互感器短时间内承受非常高的电流，从而引起饱和。

3.直流成分：电流互感器用于测量交流电流，但在实际情况下，电力系统中还存在着一定的直流成分。

当直流成分过大时，会导致电流互感器饱和。

其次，电流互感器饱和对继电保护继电器和电流互感器自身都会产生一定的影响：1.继电保护继电器的误动作：电流互感器由于饱和而导致的误测电流，有可能使继电保护继电器错误地判断系统状态，从而导致误动作，引发保护动作。

2.电流互感器测量误差：当电流互感器发生饱和时，所输出的电流值将不再准确反映系统中的实际电流值，从而引起对系统的测量误差。

3.系统的稳定性受到影响：电流互感器的饱和现象会导致测量值的波动，从而影响系统的稳定性。

这对于对系统响应速度要求较高的保护装置来说尤为重要。

最后，对于电流互感器饱和现象的应对措施主要有以下几点：1.选择合适的电流互感器：在选择电流互感器时，应根据系统的额定电流以及可能出现的过电流情况来确定电流互感器的额定测量范围。

这样可以有效降低互感器饱和的风险。

2.过电流保护装置的设置：在系统中设置过电流保护装置，通过及时切断电路来避免过电流的发生，从而减少电流互感器饱和的机会。

3.使用饱和检测获得更准确的测量值：通过对电流互感器饱和进行检测，可以获得更准确的测量值，并且根据饱和的程度进行相应的补偿，从而提高系统的稳定性和保护装置的准确性。

全国2002年4月高等教育自学考试电力系统微型计算机继电保护试题课程代码：02313一、填空题(每小题1分，共20分)1.以微型计算机为核心的继电保护装置称为_微型机继电保护装置_。

2.交流电流交换器输出量的幅值与输入模拟电流量的幅值成_正比_。

3.脉冲传递函数定义为：在零初始条件下，离散系统输出响应的Z变换与输入信号的Z变换之_比值_。

4.当离散系统特征方程的根，都位于Z平面的单位圆之外时，离散系统_不稳定_。

5.在一个控制系统中，只要有一处或几处的信号是离散信号时，这样的控制系统称为_离散__控制系统。

6.反映电力系统输电设备运行状态的模拟电气量主要有两种：来自电压互感器和电流互感器二次侧的交流电压和交流_电流_信号。

7.在一个采样周期内，依次对每一个模拟输入信号进行采样的采样方式称为_顺序_采样。

8.脉冲传递函数分子多项式为零的根，称为脉冲传递函数的_零点_。

9.从某一信号中，提取出有用频率成份信号的过程，称为_滤波_。

10.合理配置数字滤波器脉冲传递函数的零点，能够_滤除_输入信号中不需要的频率成份。

11.合理配置数字滤波器脉冲传递函数的极点，能够提取输入信号中需要的_频率_成份信号。

12.数字滤波器脉冲传递函数的零点z i在脉冲传递函数表达式中以因子_1-Z i Z-1_的形式出现。

13.如果设计样本的频率特性频谱的最大截止频率为fmax，则要求对设计样本的单位冲激响应h(t)进行采样时，采样频率要求大于_2f max _。

14.为了提高微型机继电保护装置的抗干扰能力，在开关量输入电路中采取的隔离技术是_光电隔离_。

15.利用正弦函数的_三个_瞬时采样值的乘积来计算正弦函数的幅值和相位的算法称为三点采样值乘积算法。

16.在电力系统正常运行时，微型机距离保护的软件程序工作在_自检循环_并每隔一个采样周期中断一次，进行数据采集。

17.微型机距离保护的软件程序主要有三个模块—初始化及自检循环程序、_采样中断程序_和故障处理程序。

距离保护校验总结引言距离保护校验是一种用于保护电力系统的保护策略，在电力系统中起着至关重要的作用。

它主要通过测量电力系统各个部件之间的距离，判断故障点的位置，从而实现对电力系统的保护。

本文将对距离保护校验进行总结，包括距离保护的原理、常见问题以及解决方案等。

距离保护的原理距离保护是一种基于电流和电压的保护策略，主要用于检测电力系统中发生的故障，并迅速采取措施隔离故障点，保护系统的正常运行。

其核心原理是通过测量电流和电压的大小和相位差，计算故障点与保护装置之间的距离。

当距离超过一定阈值时，保护装置将触发动作，进行距离保护。

距离保护的核心公式如下：测量距离 = (电流相位差 * 阻抗) / 电压模值其中，电流相位差是指电流波形与电压波形之间的相位差，阻抗是电力系统的特性阻抗，电压模值是电压的幅值。

根据距离保护的原理，我们可以看出，距离保护校验需要准确测量电流和电压，并进行相应的计算和判断，因此，距离保护的正确性和可靠性对于电力系统的安全运行至关重要。

常见问题及解决方案问题一：故障距离计算不准确在距离保护校验中，故障距离的计算是关键，如果计算不准确，将导致错误的判断和保护动作。

常见的导致故障距离计算不准确的因素包括电流和电压测量误差、阻抗参数不准确等。

针对这个问题，可以采取以下解决方案：1.提高电流和电压的测量精度，使用精度更高、稳定性更好的测量设备。

2.定期检查和校准阻抗参数，确保其准确性。

3.在计算故障距离时，考虑到电力系统的实际情况，如线路长度、传输特性等，进行合适的修正。

问题二：故障点判断误差较大在距离保护校验中，故障点判断的准确性直接影响到距离保护装置的触发动作。

常见的导致故障点判断误差较大的因素包括传感器安装位置不合理、传感器损坏等。

针对这个问题，可以采取以下解决方案：1.合理选择和安装传感器，确保其能够准确地测量电流和电压。

避免传感器安装在阻抗变化较大的位置，如接地点等。

2.定期检查和维护传感器，确保其运行正常。

简议CVT暂态误差评估的自身距离保护摘要：下文是作者的多年工作经验，主要是通过对CVT 暂态误差的实时估计方法以及二次电压的大小实时估计出电压幅值的测量误差，提出了一种自适应距离保护方法。

关键词：CVT；暂态误差；继电保护一、引言电容式电压互感器，简称CVT。

由于其造价低廉、不会发生铁磁谐振，而被普遍运用于高压以及超高压电力工程系统中。

然而，与电磁式电压互感器相比，其暂态特性较差，当系统发生故障时，二次侧电压会发生严重的暂态过程，由此引起的测量误差会引起距离保护的超越。

目前在实际应用中，通常都是采用延时的方法来防止保护的超越，这对系统的安全稳定运行是很不利的。

故对CVT的暂态过程以及解决方法展开了大量的研究。

二、CVT的暂态误差CVT由分压电容、补偿电抗器、中间变压器、阻尼器等部分组成，如图所示。

图中，Ce为等效分压电容；L1为补偿电感和中间变压器的漏感之和；R1是相应的电阻；Rf、Cf、Lf和rf为谐振型CVT的阻尼器参数；Lb和Rb则是负载电感和电阻。

CVT的等效电路图三、电压幅值测量误差的估计在数字式继电保护中，广泛采用富氏算法计算电压的相量。

考虑数据窗的移动，以t为参变量，富氏算法用复指数形式表示。

通过富氏算法计算电压时的电压幅值误差可表示成：四、自适应距离保护距离保护的测量阻抗为测量电压除以测量电流。

CVT 暂态过程引起电压测量的误差同样反应在测量阻抗中，当测量阻抗小于实际线路阻抗时，有可能会造成距离保护的超越。

本文的解决方法是通过电压幅值误差的估计，相应地减小阻抗整定值，以防止CVT 暂态过程引起的超越。

测量阻抗由电抗分量和电阻分量组成，根据距离保护的动作特性不难知道，保护超越是由测量电抗的负误差引起的，因此只要解决测量电抗的误差问题，在常规阻抗继电器基础上增加一个自适应电抗继电器。

自适应电抗继电器的动作判据为：式中为测量电抗；为距离I 段保护整定值的电抗分量；XdzXp ≤ 1为自适应系数。