為了保證電力系統(tǒng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,必須對(duì)電力設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視和測(cè)量。

    但一般的測(cè)量和保護(hù)裝置不能直接接入一次高壓設(shè)備,而需要將一次系統(tǒng)的高電壓和大電流按比例變換成低電壓和小電流,供給測(cè)量?jī)x表和保護(hù)裝置使用。

    執(zhí)行這些變換任務(wù)的設(shè)備,常見的就是我們通常所說的互感器.大電流試驗(yàn)裝置應(yīng)用于發(fā)電廠、變配電站、電器制造廠及科研院所等部門；

    屬于短時(shí)或斷續(xù)工作制，具有體積小、重量輕、使用維修方便等特點(diǎn)。

    進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換的是電壓互感器(voltagetransformer),而進(jìn)行電流轉(zhuǎn)換的互感器為電流互感器(currenttransformer),簡(jiǎn)稱為CT。

    下面將討論電流互感器的相關(guān)基本知識(shí)。

    1.電流互感器的簡(jiǎn)單分類

    根據(jù)用途電流互感器一般可分為保護(hù)用和計(jì)量用兩種。

    兩者的區(qū)別在于計(jì)量用互感器的精度要相對(duì)較高，另外計(jì)量用互感器也更容易飽和，以防止發(fā)生系統(tǒng)故障時(shí)大的短路電流造成計(jì)量表計(jì)的損壞。

    根據(jù)對(duì)暫態(tài)飽和問題的不同處理方法，保護(hù)用電流互感器又可分為P類和TP類。

    P（protection，保護(hù)）類電流互感器不特殊考慮暫態(tài)飽和問題，僅按通過互感器的大穩(wěn)態(tài)短路電流選用互感器，可以允許出現(xiàn)一定的穩(wěn)態(tài)飽和；

    而對(duì)暫態(tài)飽和引起的誤差主要由保護(hù)裝置本身采取措施防止可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤動(dòng)作行為（誤動(dòng)或拒動(dòng)）。

    TP（transientprotection，暫態(tài)保護(hù)）類電流互感器要求在嚴(yán)重的暫態(tài)條件下不飽和，互感器誤差在規(guī)定范圍內(nèi)，以保證保護(hù)裝置的正確動(dòng)作。

    對(duì)于其它類型的互感器，比如光互感器，電子式電流互感器等實(shí)際應(yīng)用還很少，因此這里不作介紹。

    2.電流互感器的飽和

    前面我們講到電流互感器的誤差主要是由勵(lì)磁電流Ie引起的。正常運(yùn)行時(shí)由于勵(lì)磁阻抗較大，因此Ie很小，以至于這種誤差是可以忽略的。

    但當(dāng)CT飽和時(shí)，飽和程度越嚴(yán)重，勵(lì)磁阻抗越小，勵(lì)磁電流極大的增大，使互感器的誤差成倍的增大，影響保護(hù)的正確動(dòng)作。

    嚴(yán)重時(shí)會(huì)使一次電流全部變成勵(lì)磁電流，造成二次電流為零的情況。

    引起互感器飽和的原因一般為電流過大或電流中含有大量的非周期分量，這兩種情況都是發(fā)生在事故情況下的；

    這時(shí)本來要求保護(hù)正確動(dòng)作快速切除故障，但如果互感器飽和就很容易造成誤差過大引起保護(hù)的不正確動(dòng)作，進(jìn)一步影響系統(tǒng)安全。

    因此對(duì)于電流互感器飽和的問題我們必須認(rèn)真對(duì)待。

    互感器的飽和問題如果進(jìn)行詳細(xì)分析是非常復(fù)雜的，因此這里僅進(jìn)行定性分析。

    所謂互感器的飽和，實(shí)際上講的是互感器鐵心的飽和。

    我們知道互感器之所以能傳變電流，就是因?yàn)橐淮坞娏髟阼F芯中產(chǎn)生了磁通，進(jìn)而在纏繞在同一鐵芯中上的二次繞組中產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)U＝4.44f*N*B*S×10-8。式中f為系統(tǒng)頻率，HZ；

    N為二次繞組匝數(shù)；S為鐵芯截面積，m2；B為鐵芯中的磁通密度。如果此時(shí)二次回路為通路，則將產(chǎn)生二次電流，完成電流在一二次繞組中的傳變。

    而當(dāng)鐵芯中的磁通密度達(dá)到飽和點(diǎn)后，B隨勵(lì)磁電流或是磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化趨于不明顯。

    也就是說在N,S,f確定的情況下，二次感應(yīng)電勢(shì)將基本維持不變，因此二次電流也將基本不變，一二次電流按比例傳變的特性改變了。

    我們知道互感器的飽和的實(shí)質(zhì)是鐵芯中的磁通密度B過大，超過了飽和點(diǎn)造成的。而鐵芯中磁通的多少?zèng)Q定于建立該磁通的電流的大小，也就是勵(lì)磁電流Ie的大小。

    當(dāng)Ie過大引起磁通密度過大，將使鐵芯趨于飽和。而此時(shí)互感器的勵(lì)磁阻抗會(huì)顯著下降；

    從而造成勵(lì)磁電流的再增大，于是又進(jìn)一步加劇了磁通的增加和鐵芯的飽和，這其實(shí)是一個(gè)惡性循環(huán)的過程。

    暫態(tài)飽和，是指發(fā)生在故障暫態(tài)過程中，由暫態(tài)分量引起的互感器飽和。

    我們知道，任何故障發(fā)生時(shí)，電氣量都不是突變的。

    故障量的出現(xiàn)必然會(huì)伴隨著或多或少的非周期分量。而非周期分量，特別是故障電流中的直流分量是不能在互感器一二次間傳變的。

    這些電流量將全部作為勵(lì)磁電流出現(xiàn)。因此當(dāng)事故發(fā)生時(shí)伴有較大的暫態(tài)分量時(shí)，也會(huì)造成勵(lì)磁電流的增大，從而造成互感器飽和。

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