时间:2014-10-10 11:05 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:黄敏慧 点击次数:
摘 要:电流互感器的工作原理以电磁感应原理为基础,通过对电流合理的调整,将一次设备和保护装置相连。当电流过大或负载过大时,电流互感器很容易出现饱和状态,对变压器保护和电流保护等造成不利影响,文章主要对此做了分析。
关键词:变电运行;电流互感器;电流保护;变压器保护
中图分类号:TM514 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)35-0095-02
在变电运行中,线路电流变化很大,线路电压过高,测量或保护装置难以与一次设备直接连接,开展测量工作需先对电流进行转换,电流互感器则负责将一次大电流转换为二次小电流,在变电运行中发挥着重要作用。
1 电流互感器
1.1 构成
绕组及闭合铁芯是电力互感器的主要组成部分,绕组有一次绕组和二次绕组之分,前者是与被测电流相接的绕组,匝数较少,只有1-2匝,常与所测线路串联,因此电流流经较多;后者则与测量仪表相接,匝数相对较多,与保护回路相串,如互感器的变比为400/5,则表示能够将400 A的电流转换为5 A的电流。因为二次回路在运行时始终呈闭合状,降低了保护回路串联线圈的阻抗,使得电流互感器在工作时与短路状态相似。
在实际使用中,接线必须采取串联的方式;二次侧必须保持闭合状态,一旦开路,铁芯极易被磁化,致使误差增大或线圈被烧毁;选择变比时应结合被测电流大小做出适当选择,以免增大误差,而且二次侧一端必须接地。
1.2 误差
当外部对电机施加作用时,电机转子中会有相应的电流产生,即励磁电流。铁芯中也有励磁电流存在,产生的励磁阻抗的性质为电抗,而二次负载属于阻抗,以至于受二次电动势作用,不同的电阻元件中流过的电流在幅值和相位等方面也各有不同。据专业人士分析研究,在变电运行中,如果二次负载为纯电感,角误差最小,为零;若是纯电阻,此时的角误差达到最大值。如果励磁阻抗是一个定值,则二次阻抗越大,比误差越大;若二次阻抗是一个定值,励磁阻抗越低,比误差越大。关于误差有严格的要求,角度误差通常需要控制在7°以内,幅值误差不得超过10% 。
1.3 饱和
电流互感器的铁芯磁通一般是不饱和的,所以励磁阻抗较大,而励磁电流和负载阻抗较小,此时,可将励磁电流忽略,一次和二次绕组处于磁势平衡状态。当一次电流过大或二次负载过大时,会增加铁芯的磁通密度,进而引起铁芯的饱和,此时励磁阻抗大幅较小,励磁电流增加,破坏了彼此之间原有的线性比例。饱和状态下,电流互感器的内阻大大降低,甚至等于零;当发生一次故障时,若电流波形从零点附近经过,电流互感器的线性传递关系会再次恢复;当二次电流降低、波形发生畸变时,会产生大量的高次谐波;另外,在一次系统出现故障时,电流互感器并不是随即就达到饱和状态,其间还需要经过5 s左右。
2 饱和状态下电流互感器的影响及对策
2.1 对变压器保护的影响
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