摘要：随着我国综合国力的不断加强，人们生活质量水平也在不断提升，人们对于电网系统运行的稳定性和安全性也就愈发关注，变电运行是电网系统安全性是重要前提，变电运行状态能够在很大程度上影响到整个电网系统的安全和稳定性。而在变电运行中电流互感器的重要作用就是将一次大电流转化成二次小电流，对变电运行的稳定性起到重要作用。而本文主要是从电流互感器的构成、误差分析以及饱和问题等三个方面对电流互感器进行概述，并针对变电运行中遇到和电流互感器有关的问题，做出详细说明，并提出对应的措施。
关键词：变电运行；电流互感器；应用
1.电流互感器的概述
1.1电流互感器的构成
闭合铁芯以及绕组是电流互感器的重要构成部分，其中，绕组可以分为：一次绕组与二次绕组，一次绕组指的是和需要检测的电流相链接的绕组，其匝数非常少，一般有1-2匝，经常和被测的线路进行串联，所以电流的流经比较多；而二次绕组则是和测量仪表连接在一起的，其匝数相对比较多，和保护回路串联，如电流互感器中的变比显示是400/5，就表明可以把400 安的电流转化成5安的电流。由于二次回路运行过程中一直是呈现闭合状态的，较少了保护回路中串联线圈的阻碍，使电流互感器在具体工作中和短路状态类似。 在实际运行过程中，接线必须使用串联方式；二次回路需要维持闭合的状态，一旦断开，铁芯就很容易被磁化，导致误差加大或烧毁线圈；因此，在变比选择过程中应该结合着所测电流的大小来进行适当选择，避免误差增大，而且二次回路的一端需要接地。
1.2误差
电机受到外部环境施加的作用时，电机转子会产生对应的电流，也就是励磁电流。同时，在铁芯中也存在励磁电流，该过程产生励磁阻抗性质是电抗，而二次负载则隶属阻抗，因此，在受到二次电动作用下，不一样的电阻元器件中经过的电流相位和在幅值等方面也会存在差异。据有关专家研究分析，在电网系统变电运行过程中，倘若二次负载是纯电感，则角误差较小，是零；倘若为纯电阻，则角误差能够到最大值。假使励磁阻抗为一个固定值，那么二次阻抗增大，比误差也会增大；假使二次阻抗为一个固定值，则励磁阻抗降低，比误差也会随之降低。而关于电流互感器的误差，有较为严格的规定，角误差一般要小于7°，幅值的误差不能大于10% 。
1.3饱和问题
在一般情况下，电流互感器中的铁芯磁通为不饱和状态，因此，励磁阻抗比较大，但负载阻抗和励磁电流比较小，这个时候可以忽略励磁电流，并且一次绕组和二次绕组会处在磁势平衡的状态。当二次负载或者一次电流较大时，会加大铁芯磁通的密度，从而致使铁芯出现饱和状态，这个时候励磁阻抗会大幅度降低，励磁电流会加大，从而打破了两者间原来线性的比例。并且在饱和状态中，内阻会大大减少，甚至降低到零；当出现一次故障时，如果电流波形经过零点附近，那么电流互感器中的线性传输关系就会恢复；当出现二次电流减少、波形畸变时，电流互感器会生成大量高次谐波；此外，在一次系统发生故障时，电流互感器不能即刻就呈现出饱和状态，此过程大概5秒左右。
2.电流互感器饱和状态对保护的影响分析
2.1对电流保护的影响分析
2.1.1电流保护的判定依据是：IJ>IP。
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其中，IJ 是流入电流继电器中的二次短路值；
IP是电流继电器中的固定值
从以上公式可以看出，当电流互感器达到饱和状态后，IJ 会变小，这就很有可能会造成保护拒动，这在速断保护中就表现得特别明显。
10KV配电线路的出口部位的短路电流通常都比较小，尤其是远离电源，系统的阻抗作用比较大时，但会因为系统规模的扩大，10KV配电系统的短路电流也会增大，能够增大到电流互感器额定电流的好几百倍，系统中原来一些正常运行的、且变比较小的电流互感器就有可能达到饱和状态；另外，出现短路故障致使一个非常暂态的过程，短路电流中含有非常多的非同期的分量，又会促进电流互感器达到饱和。当10KV配电线路出现短路时，因为电流互感器已经达到饱和状态，能接收到的二次侧电流就非常少或者是0，保护设施拒动，故障因为主变低压开关或者母联开关切除，不仅延长故障出现的时间，还会使故障扩大化，进而影响供电的安全性，甚至会严重影响到线路运行设施的安全。
2.1.2对策分析
依据以上分析，致使电流互感器出现饱和有两种，可知当电流互感器出现过度饱和时，一次电流会全部转换成励磁电流，而二次的感应电流变成0，流经电流继电装置的电流也是0，保护装置拒动，而要想预防这种情况的出现可以从下面两个方面入手：第一，不要选配变比太小的电流互感器，要充分考虑到线路出现短路过程中电流互感器的饱和问题，一般情况下，10KV配电线路中电流互感器的变比要大于300/5；第二，尽可能降低电流互感器中二次负载的阻抗作用，尽可能避免计量和保护共用的电流互感器，减少二次电缆的长度，并增加二次电缆的截面积。
2.2对变压器保护的影响分析
在变电运行过程中，变压器是一种较为特殊的设施，其容量比较小，但是可靠性的要求十分高，并且安装的位置较为特殊，一般连接在10KV或者25KV配电线路的母线上，变电器高压侧的短路电流相当于系统的短路电流，并且低压侧出口部位的短路电流也比较大，电力企业一直对变压器的可靠性以及安全性重视不足，这就会对变压器甚至整个电力系统的稳定安全运行带来巨大的隐患，而老式的变压器利用熔断器来保护，其可靠安全性比较高，但是随着电力线路短路容量的增加，以及电力系统自动化程度的提升，这种老式方式已经满足不了当前需求，而目前改造或者新建的变电站，尤其是自动化变电站，大部分使用的变电器开关柜的保护装置和10KV配电线路较为相似，但是这就往往会忽略掉电流互感器出现饱和问题，因为所选择的变压器的容量较小，一次性的额定电流也比较小，为了确保计量的精准性，在设计过程中，电流互感器的变比会很小，这样一来，如果变电器出现故障，那电流互感器会出现过度饱和的情况，所感应的二次电流也会变成0，变电器保护就会出现拒动。
2.2.2解决对策分析
要想真正处理所选变压器保护出现拒动问题，应该从合理科学配备保护着手，在选择电流互感器时应该要考虑到变压器发生故障时出现的饱和问题，另外，计量使用的电流互感器应该和保护使用的电流互感器分离，将保护使用的电流互感器安装在高压侧上，以确保对变压器实施保护，而计量使用的电流互感器则可以设置在变压器的低压侧上，以确保计量结果的精准度。
结束语
综上所述，电流互感器在配电系统变电运行中所发挥的作用非常巨大，在接地和绕组布置过程中，应该严格依据相关规范要求进行，以确保其可以正常运行。针对电流互感器出现的饱和问题，应该强化重视,需要积极使用对应措施进行解决，进而确保整个系统稳定安全.
参考文献
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[3]韦嘉，苏林.电力系统中电流互感器原理及应用分析[J].科技与企业，2012，28（2）：1541-155.
论文作者:李永智,谢卓
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/6
标签：电流论文; 电流互感器论文; 绕组论文; 阻抗论文; 误差论文; 变压器论文; 状态论文; 《电力设备》2017年第26期论文;