摘要：電流互感器鐵心飽和特性對于繼電式保護(hù)裝置的差動部分有嚴(yán)重影響，通常是要求電流互感器具有多個(gè)二次繞組，其最終結(jié)果是大量使用二次電纜。現(xiàn)行的二次設(shè)備布置方式又使得二次電纜互相交叉，給后續(xù)的維護(hù)、改造工作造成極大困難。實(shí)際分析電流互感器所帶二次負(fù)載后，并聯(lián)使用二次電纜是緩解鐵心飽和的簡便易行方法，提高電流互感器變比則是徹底解決問題的捷徑。隨著保護(hù)裝置微機(jī)化的推行，其差動保護(hù)的啟動判據(jù)普遍采用和電流制動差電流方式，原本是提高保護(hù)靈敏性、可靠性的措施，也產(chǎn)生了附帶效果，即對電流互感器飽和特性極大地放寬了要求。充分認(rèn)識這種附帶效果并加以合理利用，將徹底改變變電站二次設(shè)備的布置方式和面貌，具有重大的經(jīng)濟(jì)意義。

關(guān)鍵詞：電流互感器；電流互感器鐵心飽和；電流互感器精度；微機(jī)式保護(hù)裝置；保護(hù)裝置抗飽和能力；保護(hù)裝置動作可靠性

電流互感器鐵心飽和特性是繼電式保護(hù)裝置可靠動作的前提條件[1]。這種正確的觀念曾經(jīng)廣為傳播，促進(jìn)了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，是有歷史功績的，以致于許多人將其移植到了微機(jī)式保護(hù)裝置上[2]。保護(hù)的職能管理部門雖然對微機(jī)式保護(hù)裝置的抗飽和能力有所認(rèn)識，受傳統(tǒng)觀念的影響也有深深的擔(dān)憂，竟然開始討論那些不可能引起電流互感器鐵心飽和的電網(wǎng)運(yùn)行方式了[3]。不顧現(xiàn)有的技術(shù)條件，生搬硬套以往的規(guī)章制度一定會帶來不必要的浪費(fèi)。

為了應(yīng)對日益增長的短路電流，有關(guān)部門已經(jīng)有計(jì)劃地成批更換電流互感器以解決其鐵心飽和對保護(hù)裝置的不利影響，具體的方法是將保護(hù)變比增大，并且將抗飽和能力從30倍額定電流提高到40倍，即從5P30到5P40。這是很大的工作量，需慎重抉擇。

對于短路電流的特點(diǎn)需認(rèn)真分析。母線短路電流與流經(jīng)電流互感器的短路電流在不同的電網(wǎng)位置上是有很大區(qū)別的，見下文的詳細(xì)介紹。因此，短路電流引起的電流互感器鐵心飽和問題不是想象中那么嚴(yán)重，在不同的電網(wǎng)位置有不同的特點(diǎn)，不應(yīng)該簡單地一概而論。

微機(jī)式保護(hù)裝置經(jīng)過20年的發(fā)展歷程，本身已經(jīng)有了很強(qiáng)的抗電流互感器鐵心飽和能力[46]。微機(jī)式保護(hù)的啟動判據(jù)與繼電式保護(hù)有根本性的不同，完全可以將電流互感器僅僅當(dāng)作一個(gè)信號傳感器使用。只要不是二分之三接線方式，并且電流互感器變比不是錯得特別離譜，就沒有什么可擔(dān)憂的。

1 220kV短路電流的特點(diǎn)

在負(fù)荷中心，220kV系統(tǒng)短路電流持續(xù)增長，尤其是在巨型500kV變電站的220kV母線處。決定220kV母線短路電流的主要因素是500kV主變壓器容量和220kV主力發(fā)電廠[7]。

220kV線路上的短路電流小于母線短路電流。流過線路電流互感器的短路電流在最不利的情況下，即線路出口處短路時(shí)，也明顯小于母線短路電流。

流過母聯(lián)和分段回路電流互感器的短路電流類似于線路。

流過220kV主變壓器高壓側(cè)電流互感器的短路電流約等于母線短路電流，是最容易引起電流互感器鐵心飽和的情況。

流過500kV主變壓器220kV側(cè)電流互感器的短路電流遠(yuǎn)小于其母線短路電流，是最不應(yīng)該擔(dān)心電流互感器鐵心飽和的情況。

考慮到斷路器開斷短路電流的能力和可靠性，尤其是主變壓器各側(cè)繞組承受短路電流的能力[8]，220kV母線短路電流預(yù)設(shè)在50kA應(yīng)該是一個(gè)技術(shù)原則。通過分區(qū)供電很容易實(shí)現(xiàn)這一原則[9]。

2 影響電流互感器性能指標(biāo)的因素

鐵心采用高導(dǎo)磁率材料。

鐵心的型式。

盡量縮短磁路的長度。

降低磁通密度，增加鐵心的截面積。

增加二次繞組的匝數(shù)。如果變比不相應(yīng)提高，需增加一次繞組的匝數(shù)。增加一次繞組的匝數(shù)是有限制的，油浸式電流互感器最多為兩匝。

人為使二次繞組的匝數(shù)低于其額定匝數(shù)。只對計(jì)量二次繞組有效，對于提高抗飽和能力無效。

電流互感器二次負(fù)載。

3 變比對電流互感器鐵心飽和特性的決定性影響

LB9-220型電流互感器的5%誤差曲線見圖1。橫坐標(biāo)對應(yīng)著電流互感器二次負(fù)載，對于同樣的二次負(fù)載，變比增大時(shí)電流飽和倍數(shù)顯著提高。

橫坐標(biāo)的起始區(qū)域是實(shí)際二次負(fù)載遠(yuǎn)小于額定值的情況，電流飽和倍數(shù)急劇提高。電磁型電流互感器在現(xiàn)場轉(zhuǎn)變成光信號即屬于這種情況。當(dāng)主變壓器回路需要較小的計(jì)量變比時(shí)，可以合理利用誤差曲線的這個(gè)特點(diǎn)來解決計(jì)量變比與保護(hù)變比的矛盾。

電流互感器變比增大時(shí)，二次繞組容量和電流飽和倍數(shù)都是增大的，具有疊加的效果。

1A的電流互感器如果變比選擇過小，仍然存在鐵心飽和的可能，其二次繞組帶負(fù)載能力強(qiáng)的特點(diǎn)需要扣除本身二次繞組匝數(shù)多電阻大和保護(hù)裝置輸入阻抗大的雙重影響。2500/1電流互感器二次繞組實(shí)測電阻見表1，25攝氏度電阻12.019歐姆，遠(yuǎn)大于表3中2500/5電流互感器的數(shù)據(jù)。

4 現(xiàn)有220kV電流互感器的性能指標(biāo)

常山站2832電流互感器銘牌[10]見圖2。二次繞組1為計(jì)量圈，變比由750/5提高到1250/5后，精度由0.5級提高到0.2級，額定二次輸出由40VA提高到60VA。二次繞組2～6為保護(hù)圈，變比由1250/5提高到2500/5后，電流飽和倍數(shù)由5P20提高到5P30，額定二次輸出容量仍為60VA，所允許的一次側(cè)短路電流提高到3倍。由于二次繞組本身增加了電阻，當(dāng)其他二次回路不變時(shí)，3倍的倍數(shù)會稍微打些折扣。

安托站213電流互感器銘牌[11]見圖3。為了計(jì)量圈在較低變比時(shí)獲得較高的精度，電流互感器的一次側(cè)選用了兩匝。這就與保護(hù)圈所需要的變比相矛盾。

[HTH]5 保護(hù)裝置的分辨率及電流互感器鐵心飽和后對保護(hù)原理的影響[HT]

5.1 保護(hù)裝置的分辨率

當(dāng)?shù)谝淮C(jī)式保護(hù)投入運(yùn)行時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換器的精度（取決于位數(shù)）和速度都達(dá)不到要求，在積分運(yùn)算時(shí)采用了電壓頻率轉(zhuǎn)換計(jì)數(shù)器方式，但是其精度仍然優(yōu)于繼電式保護(hù)裝置。由于微機(jī)式保護(hù)的各段定值只需要一次交流采樣，電流互感器二次負(fù)載有所降低，電流互感器的飽和特性稍好一些。

A/D轉(zhuǎn)換器的精度和速度大幅提高后，成套微機(jī)式保護(hù)裝置中的各種保護(hù)只需要交流采樣一次，電流互感器二次負(fù)載再次小幅下降?，F(xiàn)有保護(hù)裝置A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)普遍達(dá)到16位，比最初提高了至少4位，精度至少提高了16倍，允許將保護(hù)變比提高一倍，甚至更多。

現(xiàn)有保護(hù)裝置在負(fù)荷電流很小的情況下就能夠進(jìn)行保護(hù)向量檢查，這也表明現(xiàn)有保護(hù)裝置的分辨率是相當(dāng)高的。

5.2 電流互感器鐵心飽和后對保護(hù)原理的影響

5.2.1 對母線差動保護(hù)原理的影響

220kV母線差動范圍內(nèi)發(fā)生短路時(shí)，電流互感器只在變比選擇過小時(shí)可能發(fā)生鐵心飽和。220kV母線差動范圍外發(fā)生短路時(shí)，電流互感器中最容易飽和的是220kV主變壓器的主進(jìn)回路。

根據(jù)《BP2B型微機(jī)母線保護(hù)裝置技術(shù)說明書》[4]的介紹，差動原件采用和電流制動差電流的復(fù)式比率差動判據(jù)，在通常的整定參數(shù)下，允許的電流互感器誤差極限達(dá)到了80%，即100個(gè)單位的高壓側(cè)電流在二次側(cè)反映出20個(gè)即可。并且，裝置的自適應(yīng)全波暫態(tài)監(jiān)視器可以判斷差電流波形是否畸變，具有極強(qiáng)的抗飽和能力。

500kV變電站的220kV線路發(fā)生近距離短路故障，重合于永久性故障時(shí)，需要考慮剩磁和暫態(tài)飽和的共同作用。此時(shí)流經(jīng)500kV主變壓器220kV側(cè)電流互感器的短路電流僅是主變壓器提供的短路電流，遠(yuǎn)小于流經(jīng)故障線路電流互感器的短路電流（兩臺主變壓器提供的短路電流+220kV系統(tǒng)提供的短路電流）。即使500kV主變壓器提供的短路電流中非周期分量有一定比例和概率，其220kV側(cè)電流互感器所面臨的暫態(tài)飽和問題也比線路電流互感器在近距離出口短路故障時(shí)要輕微許多。500kV變電站的 220kV線路電流互感器是不要求TPY級鐵心的，220kV母線差動保護(hù)使用P級電流互感器就可以了。

5.2.2 對主變差動保護(hù)原理的影響

如果220kV主變壓器與電流互感器之間發(fā)生短路，電流互感器鐵心即使發(fā)生嚴(yán)重飽和，依靠和電流制動差電流的復(fù)式判據(jù)保證保護(hù)動作的正確性，借助差電流中的諧波分量閉鎖穩(wěn)態(tài)比率差動保護(hù)[5]。為了避免穩(wěn)態(tài)比率差動被閉鎖后造成延遲動作，可以專門增設(shè)差動速斷保護(hù)[5]。

我國東北電網(wǎng)早期500kV變電站的中、低壓側(cè)采用的都是P級電流互感器，當(dāng)時(shí)沒有220kV及以下電壓等級的TPY級電流互感器。為了主變壓器差動各側(cè)電流互感器具有相似的飽和特性，出于500kV主變壓器差動保護(hù)可靠性的考慮，后期的500kV主變壓器差動保護(hù)使用的中、低壓側(cè)電流互感器采用了TPY級鐵心。但是，帶有氣隙的鐵心會影響傳變特性，TPY級鐵心互相矛盾的兩個(gè)方面哪一個(gè)效果更強(qiáng)一些，不易判斷。建議有關(guān)方面用大量的錄波數(shù)據(jù)檢驗(yàn)500kV主變壓器差動保護(hù)的復(fù)式判據(jù)，給出可信的對比結(jié)果。

5.2.3 對距離保護(hù)原理的影響

只有當(dāng)220kV線路發(fā)生出口短路，且變比選擇過小時(shí)，電流互感器鐵心才有可能飽和。無論采用絕對值比較原理還是相位比較原理[12]P7782，這種情況下距離保護(hù)一段定值都將啟動，測距結(jié)果比實(shí)際地點(diǎn)要稍遠(yuǎn)，仍然屬于正確動作。

5.2.4 對零序保護(hù)原理的影響

零序功率方向元件只在零序電流較小的條件下需要注意靈敏度系數(shù)[12]P4950。零序保護(hù)一段定值由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的原因早已經(jīng)停用。零序保護(hù)二段定值啟動情況與距離保護(hù)類似，仍然屬于正確動作。

5.2.5 對線路差動保護(hù)原理的影響

線路區(qū)外發(fā)生短路故障，兩側(cè)的電流互感器鐵心都不會飽和。只有當(dāng)220kV線路出口發(fā)生近距離短路，且變比選擇過小時(shí)，線路一側(cè)的電流互感器鐵心才有可能飽和。具體分析如下。

電流相位比較式縱聯(lián)保護(hù)。電流互感器鐵心飽和不至于造成電流相位翻轉(zhuǎn)。

方向比較式縱聯(lián)保護(hù)。功率方向元件在線路出口三相短路時(shí)采用電壓記憶回路解決電壓死區(qū)問題，在其他短路情況下沒有動作死區(qū)并且動作靈敏性很高[12]P3536。

距離縱聯(lián)保護(hù)。距離二段定值完全不受鐵心飽和的影響照常啟動，與通信設(shè)備配合完成保護(hù)功能。

縱聯(lián)電流差動保護(hù)需要具體分析。普遍采用和電流制動差電流的復(fù)式判據(jù)應(yīng)對電流互感器鐵心飽和問題[6]。二分之三接線方式下，同一串的兩個(gè)線路，其中的兆常一線發(fā)生近距離短路故障，許常二線的保護(hù)確實(shí)誤動作過。當(dāng)時(shí)保護(hù)變比采用1250/5，容量60VA，飽和特性5P20。接近50kA的短路電流流過兆常一線的兩組電流互感器，電流互感器二次負(fù)載較大，錄波數(shù)據(jù)中可以明顯看到鐵心飽和對電流波形的影響。許常二線的保護(hù)誤動作是因?yàn)橹虚g電流互感器和邊電流互感器流過的電流很大導(dǎo)致鐵心飽和后產(chǎn)生虛假差流，兩組電流互感器的差值即許常二線的穿越短路電流卻很?。ㄟ@條線路較長且對側(cè)母線短路容量不算大），線路差動保護(hù)中的和電流制動差電流判據(jù)制動效果不佳。改變電流互感器二次抽頭增大變比后，該站未再發(fā)生線路保護(hù)誤動事件。

5.2.6 電流互感器剩磁的影響

《電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊（電氣一次部分）》[13]P868上說，國外的統(tǒng)計(jì)表明，大的開斷電流反而截流值較低。此時(shí)電流互感器二次側(cè)電流也很小。

產(chǎn)生剩磁的機(jī)理在于磁滯曲線[14]。電流互感器鐵心飽和程度越高，電流過零點(diǎn)時(shí)刻磁滯曲線距離原點(diǎn)越遠(yuǎn)，剩磁越大。通過提高電流互感器保護(hù)變比就極大地降低了鐵心飽和的程度。

文獻(xiàn)[15]對電流互感器鐵心剩磁做了模擬試驗(yàn)。試驗(yàn)條件為高壓側(cè)繞組和其他二次繞組開路，用1A的直流電流向試驗(yàn)二次繞組通流30秒，靜置一小時(shí)后進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果為，鐵心剩磁使測量二次繞組產(chǎn)生0.1%至0.2%的誤差；對于保護(hù)二次繞組，如剩磁與短路電流中的非周期分量方向相反則有利于飽和特性，如剩磁與短路電流中的非周期分量方向一致則加重飽和問題。

按照規(guī)定在電流互感器投運(yùn)前都要進(jìn)行鐵心去磁。忘記去磁的情況是不可能完全避免的，多年來沒有因?yàn)橥涬娏骰ジ衅魅ゴ旁斐杀Ｗo(hù)誤動的通報(bào)。每次短路電流被開斷的時(shí)候，剩磁有可能相互疊加也有可能相互抵消，多年來也沒有剩磁造成保護(hù)拒動的通報(bào)。這些電網(wǎng)實(shí)踐表明，鐵心剩磁在量級上遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于短路電流所感應(yīng)的磁通，不會影響保護(hù)裝置的動作情況。因此，電流互感器技術(shù)規(guī)范[16]沒有對P級保護(hù)用電流互感器提出剩磁方面的要求，也就沒有必要采取那些無謂的剩磁消除措施了。

6 電流互感器二次負(fù)載實(shí)測數(shù)據(jù)

許營站220kV旁路202舊電流互感器二次負(fù)載實(shí)測值見表2。

451編號的AN相，盤上0.381歐姆，盤下2.149歐姆，總阻抗2.53歐姆（在后面串入了錄波器等裝置）。441編號的AN相，盤上0.091歐姆，盤下2.245歐姆，總阻抗2.336歐姆。即使保護(hù)二次圈的容量為60VA（對應(yīng)的二次額定阻抗為2.4歐姆），電流互感器實(shí)際的二次負(fù)載也超過了額定負(fù)載。202間隔是距離主控室最近的一個(gè)220kV間隔。其他間隔的電流互感器二次負(fù)載會更大，甚至大很多。

許營站202新更換電流互感器變比增大到2500/5，容量為50VA（對應(yīng)的二次額定阻抗為2歐姆），保護(hù)二次圈本身的電阻也相應(yīng)增大，實(shí)測為1.728歐姆，見表3。

電流回路二次輸入為5A的保護(hù)裝置輸入功耗通常是1VA，裝置內(nèi)部的等效阻抗為0.04歐姆。1A的保護(hù)裝置輸入功耗通常是0.5VA，裝置內(nèi)部的等效阻抗為0.5歐姆。

許營站在安裝繼電式保護(hù)裝置的時(shí)候，電流互感器二次實(shí)際負(fù)載比表2的數(shù)據(jù)還要大一些，超過了其額定二次負(fù)載。在換裝微機(jī)式保護(hù)裝置后，表2的數(shù)據(jù)依然超過了其額定二次負(fù)載。新電流互感器提高保護(hù)變比后，實(shí)際二次負(fù)載超過額定值更多。這種狀況在傳統(tǒng)的半高型布置的變電站是常態(tài)。新的電流互感器幾乎都采用了額定容量50VA，不是60VA，在大量的電網(wǎng)實(shí)踐中沒有帶來絲毫的惡劣后果。這說明電流互感器鐵芯飽和的主要因素是變比，二次負(fù)載只是次要因素。這與對圖1的分析結(jié)果是一致的。

7 應(yīng)對電流互感器鐵心臨界飽和狀態(tài)的技術(shù)措施

某些文獻(xiàn)中提到的電流互感器鐵心極端飽和狀態(tài)在實(shí)際工程中是不會發(fā)生的。

7.1 電流互感器能夠采取的技術(shù)措施

電流互感器變比應(yīng)足夠大。提高變比不應(yīng)有任何疑慮。

7.2 二次回路能夠采取的技術(shù)措施

當(dāng)電流互感器二次負(fù)載過大時(shí)，實(shí)質(zhì)是容量不足問題?！峨娏こ屉姎庠O(shè)計(jì)手冊（電氣一次部分）》[13]P248上說，可將兩個(gè)二次繞組串聯(lián)使用。

電流互感器的二次負(fù)載包括其二次繞組的電阻、設(shè)備區(qū)到保護(hù)室的二次電纜的雙向總電阻、保護(hù)裝置的內(nèi)電阻、多個(gè)保護(hù)共用一個(gè)二次圈增加的二次電纜電阻。其中從設(shè)備區(qū)到保護(hù)室的二次電纜電阻占了相當(dāng)份額，這一部分的二次電纜可以并聯(lián)使用。這是在運(yùn)電流互感器變比調(diào)至最大后解決鐵心飽和問題的便捷措施。

7.3 保護(hù)裝置能夠采取的技術(shù)措施

母線差動保護(hù)受電流互感器鐵心飽和的影響很嚴(yán)重，采用復(fù)式比率差動判據(jù)即可[4]。

主變壓器保護(hù)受電流互感器鐵心飽和的影響較小，增設(shè)差動速斷保護(hù)即可[5]。

線路保護(hù)裝置受電流互感器鐵心飽和的影響較小。為了提高線路差動保護(hù)靈敏性其定值較小，依靠復(fù)式比率差動判據(jù)即可避免誤動[6]。對于二分之三接線要特別注意，電流互感器變比不能錯得太離譜。

7.4 有關(guān)規(guī)程的規(guī)定

《電流互感器和電壓互感器選擇及計(jì)算導(dǎo)則》[17]6.1.2.2規(guī)定，解決電流互感器飽和對保護(hù)動作性能的影響，可采用下述兩類措施：

a）選擇適當(dāng)類型和參數(shù)的互感器，保證互感器飽和特性不致影響保護(hù)動作性能，對電流互感器的基本要求是保證在穩(wěn)態(tài)短路電流下的誤差不超過規(guī)定值。對短路電流非周期分量和互感器剩磁等引起的暫態(tài)飽和影響，則應(yīng)根據(jù)具體情況和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，妥當(dāng)處理。

b）保護(hù)裝置采取減輕飽和影響的措施，保證互感器在特定飽和條件下不致影響保護(hù)性能。保護(hù)裝置采取措施減輕電流互感器飽和影響，特別是暫態(tài)飽和影響，對降低電流互感器造價(jià)及提高保護(hù)動作的安全性和可信賴性具有重要意義，應(yīng)成為保護(hù)裝置的發(fā)展方向。特別是微機(jī)保護(hù)具有較大的潛力可資利用。當(dāng)前母線差動保護(hù)裝置一般都采取了抗飽和措施，取得了良好效果，對其他保護(hù)裝置也宜提出適當(dāng)?shù)目癸柡鸵蟆?/p>

《電流互感器和電壓互感器選擇及計(jì)算導(dǎo)則》[17]6.2.2.3規(guī)定，220kV系統(tǒng)保護(hù)、高壓側(cè)為220kV的變壓器差動保護(hù)，暫態(tài)飽和問題及其影響后果相對較輕，可按穩(wěn)態(tài)短路條件進(jìn)行計(jì)算選擇，并為減輕可能發(fā)生的暫態(tài)飽和影響而給定適當(dāng)?shù)臅簯B(tài)系數(shù)，宜選用P類、PR類或PX類電流互感器。PR類能限制剩磁影響，有條件時(shí)可推廣使用。

規(guī)程中的這些規(guī)定是電網(wǎng)實(shí)踐的成果。這些電網(wǎng)實(shí)踐表明，現(xiàn)有的電流互感器性能指標(biāo)和微機(jī)式保護(hù)工作原理的配合關(guān)系已經(jīng)能夠可靠地切除各類短路故障。

8 220kV電流互感器參數(shù)選擇建議

盡可能地將電流互感器的保護(hù)變比使用到最大。

已經(jīng)安裝到位的電流互感器在采用最大保護(hù)變比后，如果仍然處于嚴(yán)重的飽和狀態(tài)，可以減少二次負(fù)載以緩解鐵心飽和問題。具體方法是從設(shè)備現(xiàn)場到保護(hù)室并聯(lián)使用二次電纜，就如同解決電壓互感器二次壓降問題一樣。多并聯(lián)幾根二次電纜可以徹底解決鐵心飽和問題。

220kV線路和母聯(lián)（分段）間隔的電流互感器變比達(dá)到1600/5（或者1600/1），5P30即可，已經(jīng)能夠滿足50kA的母線短路電流需要，不會造成保護(hù)差動功能誤動作。

220kV主變壓器高壓側(cè)的電流互感器。如果220kV母線短路電流接近50kA，也不必急于更換變比較小的電流互感器。二次回路從現(xiàn)場到保護(hù)室并聯(lián)二次電纜后，保護(hù)變比可以小一些，以照顧計(jì)量變比的需求。

對于極少數(shù)需要更換的220kV電流互感器，采取增大變比的方法，不必采用5P40。

9 220kV電流互感器選購建議

因?yàn)?20kV短路電流較大的原因，電流互感器已經(jīng)很少使用高壓側(cè)串聯(lián)接線方式。并聯(lián)接線方式對設(shè)備安裝有額外的要求，有時(shí)被施工人員遺忘后帶來局部放電的隱患。并聯(lián)接線方式下等電位機(jī)構(gòu)銹斷后也會造成異常放電現(xiàn)象。因此，應(yīng)盡量選購高壓側(cè)只有一匝的電流互感器，30年前用于繼電式保護(hù)的進(jìn)口電流互感器已是如此。

以SF6絕緣代替油絕緣的獨(dú)立式電流互感器價(jià)格高出30～40%，且需要監(jiān)視SF6壓力，增加了二次設(shè)備的負(fù)擔(dān)。因此，不建議選購SF6絕緣獨(dú)立式電流互感器。

從設(shè)計(jì)部門獲悉，國家電網(wǎng)公司已經(jīng)不再對5A的電流互感器有所限制。220kV電流互感器購置指導(dǎo)價(jià)已經(jīng)不分5A的還是1A的。對于擴(kuò)建工程和舊設(shè)備更換，不同制式的電流互感器接入母差保護(hù)不會有任何障礙，保護(hù)說明書[4][1820]中對此有明確的說明。文獻(xiàn)[21]應(yīng)該是遺漏了這方面的內(nèi)容。

新建工程220kV電流互感器保護(hù)變比統(tǒng)一選用2500/5或者2500/1，5P30，有利于二次裝置的統(tǒng)一化和定值計(jì)算。計(jì)量變比根據(jù)實(shí)際情況確定。

10結(jié)語

磁光型電子式電流互感器已經(jīng)被電網(wǎng)實(shí)踐證明缺乏穩(wěn)定性，目前基本上已經(jīng)被淘汰，近些年以來，已經(jīng)很難找到這方面的文獻(xiàn)。羅氏線圈型電子式電流互感器很少進(jìn)入電網(wǎng)運(yùn)行，存在的主要問題是測量精度不夠，尤其是受環(huán)境溫度影響的難題不易克服[22] ，一些新的應(yīng)對措施還在探索中[23]。

智能變電站目前廣泛采用電磁型電流互感器在現(xiàn)場轉(zhuǎn)換成光信號再傳輸?shù)奖Ｗo(hù)室的方式。在室外環(huán)境中工作的合并單元需要溫度控制設(shè)備，提高了設(shè)備復(fù)雜程度。光電轉(zhuǎn)換器件是半導(dǎo)體器件中相對脆弱的一類。合并單元成了故障率最高的部分，嚴(yán)重影響了智能變電站保護(hù)測控系統(tǒng)運(yùn)行可靠性[24]。智能變電站已經(jīng)令一線工作部門叫苦不迭，所節(jié)省的二次電纜遠(yuǎn)遠(yuǎn)抵不上其維護(hù)工作中所付出的不必要代價(jià)。

在微機(jī)式保護(hù)如此普及的今天，還有文章撇開和電流制動差電流判據(jù)討論電流互感器鐵心飽和的危害[25]。我們應(yīng)該正本清源，糾正這類簡單的錯誤，也應(yīng)該下更大的力氣糾正那些在原有技術(shù)條件下曾經(jīng)正確的觀念。

由于微機(jī)式保護(hù)的精度和啟動判據(jù)所帶來的附加效果，使得我們可以采取提高變比的簡便方法解決電流互感器鐵心飽和問題。對于在運(yùn)設(shè)備則可以采用并聯(lián)二次電纜的方法來消除那些本來不存在的擔(dān)憂。這就徹底避免了從二次側(cè)補(bǔ)償鐵心飽和的那些復(fù)雜方法[26]。在新的技術(shù)背景下，傳統(tǒng)的電磁型電流互感器煥發(fā)了新的青春，它本身應(yīng)該有全新的使用方式和全新的外觀形態(tài)。

站在現(xiàn)有技術(shù)條件的角度，220kV及以上電壓等級毫無疑問地會廣泛使用組合電器[27]。在組合電器中，電流互感器只是一個(gè)澆筑線圈而已，便于批量生產(chǎn)、工廠化組裝，成本與電子式電流互感器沒有多少差別。

參照日本同行的經(jīng)驗(yàn)，其275kV在使用組合電器后就摒棄了雙母線接線方式，大大簡化了二次設(shè)備。在我國大多數(shù)地區(qū)現(xiàn)有變電站布點(diǎn)密度的情況下，220kV采用單母線分段接線方式，原有的雙母線接線方式不論是否采用組合電器都可以拆成單母線分段接線方式，就徹底避免了全站停電的情況，供電可靠性和靈活性只會提高不會降低。

在這樣的背景下，所有電壓等級的電流互感器最多只需要兩個(gè)保護(hù)二次繞組和一個(gè)計(jì)量二次繞組，都串帶多個(gè)二次裝置。保護(hù)裝置稍作改進(jìn)就可以防止同一串上其他地點(diǎn)的工作造成二次回路被異常短接和開路，可以發(fā)出報(bào)警信號。

保護(hù)室下放。每個(gè)間隔單元的各類二次裝置由現(xiàn)行的并排布置改為縱列布置，嚴(yán)格與一次設(shè)備的布置順序保持一致。故障錄波器功能下放到保護(hù)裝置上。只有母線差動保護(hù)需要各支路的二次電纜歸攏。這些簡單措施將使二次電纜的數(shù)量大大減少，二次電纜條理清晰且減少了交叉，從而徹底改變了變電站二次設(shè)備的面貌。每當(dāng)我們改變工作面貌的時(shí)候，才證明我們對設(shè)備的認(rèn)知和對技術(shù)條件的利用達(dá)到了新高度。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐承德.電流互感器的飽和及其影響[J].黑龍江電力，1991，（1）：47.

Xu Chengde.Current transformer saturation and its effect[J].Heilongjiang Electric Power，1991，（1）：47.

[2]李志武.電流互感器飽和對繼電保護(hù)的影響及解決措施[J].電力學(xué)報(bào)，2009，24（2）：137139.

Li Zhiwu.The Influence and Solution to the Saturated State of the Electric Current Mutual Inductance Machine on Relay Protection[J].Journal of Electric Power，2009，24（2）：137139.

[3]陳宏山，余江，周紅陽.繼電保護(hù)受電流互感器飽和的影響及防誤動措施[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2013，7（1）：6567.

Chen Hongshan，Yu Jiang，Zhou Hongyang.The Effect of Current Transformer Saturation on Relay Protection and Related Countermeasures[J].Southern Power System Technology，2013，7（1）：6567.

[4]BP2B型微機(jī)母線保護(hù)裝置技術(shù)說明書[Z].深圳南瑞科技有限公司，2004.

[5]RCS978變壓器成套保護(hù)裝置技術(shù)說明書[Z].南京南瑞繼保電氣有限公司，2006.

[6]RCS931系列超高壓線路成套保護(hù)裝置技術(shù)和使用說明書[Z].南瑞繼保電氣有限公司，2006.

[7]李力，李愛民，吳科成，等.廣東電網(wǎng)短路電流超標(biāo)問題分析和限流措施研究[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2009，3（Z1）：2024.

Li Li，Li Aimin，Wu Kecheng，et al.Analysis of ShortCircuit Current Exceeding Standard of Guangdong Power Grid and Research on Limitation Measures[J].Southern Power System Technology，2009，3（Z1）：2024.

[8]郭偉，韓玉停，徐旭初，等.一臺220kV主變在繞組故障分析與處理過程中引發(fā)的思考[J].中國電力，2015，48（10）：107112.

Guo Wei，Han Yuting，Xu Xuchu，et al.Analysis and Treatment of a 220 kV Main Transformer Winding Fault[J].Electric Power，2015，48（10）：107112.

[9]劉樹勇，孔昭興，張來.天津電網(wǎng)220 kV短路電流限制措施研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2009，37（21）：103107.

Liu Shuyong，Kong Zhaoxing，Zhang Lai.Application of measures of limiting 220 kV short circuit currents in Tianjin power grid[J].Power System Protection and Control，2009，37（21）：103107.

[10]LCWB220W型電流互感器銘牌[R].醴陵電瓷廠，1989.

[11]LB9220W3型電流互感器銘牌[R].保定天威互感器有限公司，2010.

[12]張保會，尹項(xiàng)根.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)[M].北京：中國電力出版社，2009：7782，4950，3536.

[13]電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊（電氣一次部分）[M].水利電力部西北電力設(shè)計(jì)院，1989.868，248.

[14]鄭濤，馬玉龍，黃婷，等.保護(hù)用電流互感器鐵芯剩磁衰減規(guī)律分析[J].電力自動化設(shè)備，2017，37（10）：126131.

Zheng Tao，Ma Yulong，Huang Ting，et al.Attenuation law analysis of core residual magnetism for protective current transformer[J].Electric Power Automation Equipment，2017，37（10）：126131.

[15]梁仕斌，文華，曹敏，等.鐵心剩磁對電流互感器性能的影響[J].繼電器，2007，35（22）：2732.

Liang Shibin，Wen Hua，Cao Min，et al.The effects of remanent in CT core[J].Relay，2007，35（22）：2732.

[16]電流互感器[Z].GB12082006.

[17]電流互感器和電壓互感器選擇及計(jì)算導(dǎo)則[Z].DL/T8662004.

[18]WMZ41A微機(jī)母線保護(hù)裝置技術(shù)和使用說明書[Z].國電南京自動化股份有限公司，2003.

[19]RCS915AB型微機(jī)母線保護(hù)裝置技術(shù)和使用說明書[Z].南京南瑞繼保電氣有限公司，2006.

[20]WMH800微機(jī)母線保護(hù)裝置技術(shù)說明書[Z].許繼電氣股份有限公司，2005.

[21]CSC150數(shù)字式母線保護(hù)裝置說明書[Z].北京四方繼保自動化股份有限公司，2006.

[22]張士文，何曉雄.羅氏線圈互感分析與仿真計(jì)算[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，39（8）：10721076，1102.

Zhang Shiwen，He Xiaoxiong.Analysis and simulation of Rogowski coil mutual inductance[J].Journal of Hefei University of Technology （Natural Science），2016，39（8）：10721076，1102.

[23]劉志恒，段雄英，廖敏夫，等.羅氏線圈電子式電流互感器積分特性研究[J].電力自動化設(shè)備，2017，37（3）：191196.

Liu Zhiheng，Duan Xiongying，Liao Minfu，et al.Research on integral characteristic of ECT with Rogowski coil[J].Electric Power Automation Equipment，2017，37（3）：191196.

[24]馬凱，汪溢，黃曙，等.基于常規(guī)采樣的合并單元可靠性分析[J].廣東電力，2017，30（11）：6771.

Ma Kai，Wang Yi，Huang Shu，et al.Analysis on Reliability of Merging Unit Based on Conventional Sampling[J].Guangdong Electric Power，2017，30（11）：6771.

[25]牛利濤，彭金寧，兀鵬越，等.電流互感器鐵心飽和對繼電保護(hù)的影響和處理方法[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2012，35（24）：191194.

Niu Litao，Peng Jinning，Wu Pengyue，et al.Influence of current transformer saturation on relay unit and processing method[J].Modern Electronics Technique，2012，35（24）：191194.

[26]張新剛，王澤忠.電流互感器鐵心飽和引起二次電流畸變的補(bǔ)償研究[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2006，26（3）：3642.

Zhang Xingang，Wang Zezhong.Research on Compensation of the Distortion in Secondary Current Caused by TA Saturation[J].Proccedings of the CSEE，2006，26（3）：3642.

[27]220kV～750kV變電站設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[Z].DL/T52182012.

作者簡介：底賀軍（1968），男，大學(xué)，工程師，長期從事變電設(shè)備管理工作。