变电站运行中电流互感器的运用浅析论文_黄晓红

变电站运行中电流互感器的运用浅析论文_黄晓红

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摘要:在电力系统运行的过程中,电流互感器的稳定运行关系到电力系统的安全。在进行电流互感器的安装配置时,应尽量避免错误的接线、死区的出现及错误的接地方式。在电流互感器的验收时,检查者一定要进行认真细致地检查及试验,才可以有效地减少电流互感器运行时带来的安全隐患,提高电力运行系统的安全。

关键词:变电运行;电流互感器;运用

电流互感器在电力系统中的作用就是将一次系统的大电流经过转化,成为二次小电流,以供保护装置以及测量仪表的使用。本为主要介绍了电流互感器的构造、工作原理、饱和问题等等,说明变电运行中电流互感器的运用。在其运行过程中,一定要注意互感器中配置还有接线的过失,要严格加强电流互感器的验收工作,尽一切可能防止故障的产生,避免安全事故的发生,提高供电的安全性、稳定性以及可靠性。

1电流互感器的原理

电流互感器所发挥的功能是将高电压的一次电流转变为低电压的二次电流,即将大电流向小电流转变。所以,这种仪器又被称为“仪用变流器”。电流互感器的运行原理与变压器雷同,是将变压器运行中处于短路状态时所产生的电流充分利用起来,根据其与变压器的匝数成反比的工作原理,一次线圈的匝数相对较少,二次线圈的匝数则比较多[1]。高电压大电流在电流互感器的作用下,会按照一定的比例将电流缩小,使得原有的电压很高的大电流转变为电压很低的小电流,使得电流符合各种仪表的用电需求,而且能够满足继电保护装置的运行。由于高压被转变为低压,使得高压电被隔离开来,不仅可以保证继电保护装置的安全运行,而且还确保了人身安全。另外,电流互感器的额定电流为5安培,这就使各种仪表以及继电保护装置在制造中将电流界定在5安培,从而使得仪表和继电保护装置使用更为便利。

2电流互感器的内部构造

在整个电力系统中,电流互感器在其中是起着重要作用的,它是由绕组、铁芯、绝缘物和外壳简单构成的。理论上来说,对于同一个回路的设备需要更多的电流互感器以减小电流,然而实际上出于节约资源和成本的需要,往往是一台电流互感器安装着相互之间没有磁连接的单独的铁芯和二次侧绕组,却共同使用一个一次侧绕组。

3使用原则

一是电流互感器的接线应遵守串联的原则也就是说一次侧绕组与应该被测的电路采取串联的方式,二次侧绕组与所有的仪表设备采取负载串联的方式。

二是根据被测电路电流的大小,调整出一个合适的变比,不然的话会使误差增加。而且二次侧绕组的一侧必须要与地连接,避免因为电流互感器里的绝缘物的损坏,造成设备出现问题,严重的话还可能出现人身事故。

三是无论是按照规定还是理论来说,二次侧绕组都不能开路,因为一旦二次侧绕组来路的话,一次侧绕组通过的电流将会转化为磁化的电流,这样的后果最终可能会导致整个电流互感器发热发烫甚至会烧毁线圈。上面提到了电流互感器在正常运行的时候,二次侧绕组与仪表设备和继电器等设备的电流线圈应该串联使用,又因为仪表和继电器等设备的电流线圈的电阻很小,所以二次侧就会产生一种就像是短路的状态。值得注意的是因为电流互感器的二次侧绕组都备有短路的开关,以免出现特殊情况使二次侧绕组开路,这样被触到的话会造成触电事故的。还有就是一旦二次侧绕组开路,要立刻去掉该电路的负载,然后立刻关掉电闸再处理突发情况,解决好故障后才能继续使用,不然会出现重大事故的。

四是在实际情况中为了满足测量仪表、继电保护、断路器失灵判断和故障滤波等设备的需要,会在发电机、变压器、出线和母线的地方进行装置分段断路器、母断和旁断的断路器等的回路电路中设两个到八个二次侧绕组的电流互感器。

五是出于保护设备的目的,那些保护用电流互感器的装置地应该采取以消除主保护装置的原则来设计。比如说这里两组电流互感器,在装置地能够满足的地对于情况下,最后设在断路器的两边,这样能够使断路器处于交叉的保护范围内。

六是为了避免支柱式电流互感器因形状的性出现的套管闪络而使母线出现故障的问题,这种情况下电流互感器通常装在断路器的出线位置。

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七是当电力设备运行时,发电机的内部经常出现这样那样的故障,我们为了减缓运行故障的伤害,此时电流互感器应该布在发电机定子绕组的出线以侧。而且为了更好的分析和发现发电机的故障,如果是用于测量仪表的电流互感器就可以装置在发电机的中性点一侧。

4对电流保护的影响

4.1电流保护的依据

在电力系统中,将电压的等级分为500kV、220kV、110kV、10kV等。其中的10kV电气设备的电流一般很小,尤其是远离电源的时候电力系统本身的阻抗会越来越大的,因为10kV的电压系统的话短路电流是随着系统规模的改变而改变的,通常情况下会是一次额定电流的几百倍,甚至会有造成成电流互感器出现饱和状态。还有,短路的电流中的不同期的分量不仅会使电流互感器的饱和速度加快,还会使感应电流变小的,在这个时候如果采用由主变低压侧开关来解决故障的话,不但使拖延了时间,还会使断电的范围扩大,影响电力系统的供电。使电力运行设备的安全失控。

4.2电流保护对策

说起电流互感器的饱和,能够真正导致电流互感器饱和的有两种,当电流互感器处于严重饱和时,原来一次电流就会转为励磁电流,这样二次感应电流和电流继电器的电流就转为了零,一旦为零,保护装置就发挥作用了,会立刻出现拒绝反应,而出于保护的目的,可以采取以下方式:一是选择电流互感器的时候不要选择变比小的互感器,要选择合适的互感器,同时要充分考虑线路出现短路时,电流互感器的饱和;二是要避免增加二次负载阻抗,尽量减少二次的负载阻抗,另外可以通过缩小二次电缆的长度来保护电流互感器。

5电流互感器的绕组及接地

5.1互感器绕组布置

在进行电流互感器绕组布置时,既要防止保护死区的出现,又要规避互感器中容易出现故障的地方。不同保护装置的保护范围间要交叉进行,电流互感器的极性端要在母线侧安装。因为电流互感器是以一次极性端为依据进行二次绕组排列的。若一次极性端出现放置错误的现象,即使二次绕组排列正确也会导致保护死区的出现。同时,由于电流互感器故障的易发性,母线保护动作的停电扩大,所以一般要把互感器底部与母线保护相分离。

5.2互感器接地

电流互感器的接地包括一次接地和二次接地。其中一次接地点包括外壳接地、末屏接地。外壳接地主要是为了防止感应电压对外部绝缘进行破环,避免人身安全事故的发生。有关规定明确指出外壳接地要有两根干线且和主接地网相连,并达到热稳校核要求。电流互感器中主绝缘有多层油纸保护,最外部的一层就是末屏层。末屏不采取接地措施时,会使末屏对地绝缘,引起高电场向表面绝缘层移动,容易在外层产生高达几万伏的电压。小套管离绝缘距离较近,若高电压持续时间过久,就会击穿绝缘,导致电流互感器的爆裂。互感器中的二次回路只能接地于一点,大多是由端子箱接地。二次回路接地于一点主要是为了保护人身及设备的安全。如果没有接地点,电流互感器的高电压就会通过互感器绕组间分布电容、对地电容进入二次回路。若回路有接地点存在,会使电容短接,二次回路中电压降低为零,达到安全保护的目的。若保护装置是由多组互感器连接而成,需要在保护屏上通过端子排进行接地连接。在互感器回路中,若电流继电器的两侧都存在接地点,两个接地点会与地面构成并联回路,造成分流现象,从而减少通过电流线圈的电流。若出现接地故障时,不同接地点会引起线圈中额外电流的出现。

结语

电流互感器是把电力系统中的一次大电流转换成能够接入仪表和保护装置的二次小电流的装置。文中主要介绍了电流互感器的内部构造、饱和问题以及在变电站中的运用等。在实际工作中,要防止互感器中接线、配置的失误,加强互感器验收工作,这样才能减少故障,避免事故发生。

参考文献:

[1]陈新和.探讨入侵检测技术在电力信息网络安全中的应用[J].通讯世界,2014(01):67—68.

[2]林友能.浅谈加强电力企业电力营销管理[J].现代经济信息,2014(10):100—102.

论文作者:黄晓红

论文发表刊物:《电力设备》2019年第14期

论文发表时间:2019/11/22

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