电流互感器的接线方式、饱和及伏安特性

电流互感器（CT）是电力系统重要的电气设备，它承担着高、低压系统之间的隔离及高压量向低压量转换的职能。在系统的保护、测量、计量等设备的正常工作中扮演着极其重要的角色。本期小编整理了关于CT的相关知识点与大家分享，具体内容包括以下四个方面：

1.电流互感器二次回路接线方式

2.电流互感器的饱和

3.电流互感器伏安特性

4.电流互感器回路接线错误案例分析

注： 有关电流互感器的种类、名牌参数以及CT极性测定等相关内容可以参考以下两篇文章。

【知道】新员工变电专业扫盲专辑 | 电流互感器

【知道】新员工变电专业扫盲专辑之“CT极性测定”

      三相星形接线 又叫 全星形接线 ， 这种接线 由三只互感器按星形连接而成，相当于三只互感器公用零线。这种接线中的零线在系统正常运行时没有电流通过(3I 0 =0)，但该零线不能省略，否则在系统发生不对称接地故障产生3l 0 电流时，该电流没有通路，不但影响保护正确动作，其性质还相当于电流互感器二次开路，会产生很高的开路电压。三相星形接线一般应用于 大接地电流系统的测量和保护回路接线 ， 它能反应任何一相、任何形式的电流变化。

三角形接线 ，这种接线将三相电流互感器二次绕组按极性头尾相接，像三角形， 极性一定不能搞错 。这种接线主要 用于保护二次回路的转角或滤除短路电流中的零序分 量 。 在微机形差动保护中，常常将各侧电流互感器的二次回路均接为星形，在保护装置中通过软件计算进行电流转角与电流的零序分量滤除，这样就简化了接线。

电流互感器饱和将导致电流测量出现偏差，影响继电保护的正确动作，特别是对 差动保护 影响较大， 接下来，让我们认识一下电流互感器饱和。

实际上， 电流互感器的饱和指的是电流互感器铁芯的饱和 ， 因为一次电流在铁芯上产生了磁通，缠绕在同一铁芯上的二次绕组中产生电动势U=4.44f*N*B*S，式中f为系统频率；N为二次绕组匝数；S为铁芯截面积；B为铁芯中的磁通密度。在N、S、f确定的情况下， 当电流互感器正常工作时 ， 铁芯磁通密度B很小，励磁电流I 0 也很小，根据电流互感器等值电路图可知，二次电流I 2 =I 1 -I 0 ，偏差很小； 当一次电流I 1 变得很大时 ， 铁芯磁通密度B也很大， 在电流互感器的铁芯磁通密度达到饱和点后，B随励磁电流或是磁场强度的变化不明显，二次感应电势将基本维持不变，二次电流几乎不再增加，此时励磁电流I 0 却显著增加，I 2 =I 1 -I 0 出现较大偏差，导致电流互感器出现大的传变误差。

电流互感器等值电路图

一般将铁芯的饱和分成两种情况： 稳态饱和 、 暂态饱和 。

稳态饱和 主要是因为一次电流值太大，进入了电流互感器饱和区域，导致二次电流不能正确的传变一次电流。 稳态饱和多因电流互感器选型不合适或者短路电流过大而引起，不会自行消失。

稳态饱和的谐波分量： 以3、5、7次等奇次谐波为主。

暂态饱和 主要是因为大量非周期分量的存在，进入了电流互感器饱和区域。 暂态饱和多由衰减直流或者电流互感器剩磁引起，在暂态分量逐渐衰减后，饱和逐渐消失。

暂态饱和的谐波分量 ： 除了3、5、7等奇次谐波，还有直流、2次等谐波。

2007年8月5日某220kV变电站10kV新生4号线光纤分相电流差动保护动作，开关跳闸，经巡线人员检查、故障点在新联线出口0号杆处保护人员检查两侧保护装置，模拟区内外故障保护均反应正确，如下图所示，试分析跳闸原因。

分析： 电厂侧保护人员误将计量电流互感器绕组接入保护回路。正常运行时，新生4号线负荷电流不至于造成电流互感器饱和，不会产生差流，即保护也不会误动作。当新联线10kV出口处发生故障时，故障电流较大造成电厂侧的电流互感器饱和，电流互感器不能正常传变故障电流，进而产生差流，两侧光纤纵差保护动作。同时，因为ISA-353型微机保护比电磁型保护动作速度快，所以10kV新生4号线保护先于10kV新联线跳闸。

原因：

1.电厂侧保护人员误将计量电流互感器绕组接入保护回路，故障时，两侧电流不一致产生差流，是新生4号线纵差保护动作的主要原因。

2.电厂侧新联线保护使用电磁型保护、动作速度相对微机保护慢，不能及时切除故障， 是新生4号线纵差保护动作的次要原因。

要点 ： 在电流互感器回路验收试验中，一定要核对好，所使用绕组的准确级，否则对于距离、过流等保护将拒动，对于线路纵差主变差动保护将误动作。