电子式电流互感器的变压器差动保护研究

张力

【关键词】电子式 电流互感器 变压器差动保护

在现代化工生产企业中，大多数都使用电弧炉这种变压器来供电。因为此种变压器不同于普通变压器，可以组成三相变压器，大范围的调度电压，使其可以大幅度的供电，促使化工生产持续的、高效的进行。尽管电弧炉具备多种优点，但是其变压器将高伏特电压直接调变降壓，存在很大的危险性，所以需要电子式电流互感器来形成差动保护，促使变压器安全运行。但是，电子书电流互感器有效应用，形成差动保护，就需要对电子式电流互感器的工作原理和差动保护原理予以了解，科学、合理的规划电子式电流互感器的实施方案，如此才能够使电子式电流互感器在机器故障时对变压器予以差动保护。

1 电子式电流互感器工作原理

1.1 罗氏线圈原理

电子式电流互感器所应用的工作原理之一就是罗氏线圈原理。罗氏线圈是指把一横截面积并且匀称的导线环绕在非铁磁性的圆柱型线圈上。采用罗氏线圈的方式来将导线环绕成圆柱型线圈，并将其连接到线路上，再利用测量仪器，可以测量出导体上的电流，运用法拉第电磁感应定律，即：

E=BLV

基于以上定律，可以计算出罗氏线圈中导体的电动势，进而合理调节线圈，使其可以有效应用。总之，罗氏线圈原理的运用，使得电子式电流互感器线圈设置简单、合理、有效，为使其可以有效应用做铺垫。

1.2 低功率小铁心线圈原理

简单来讲，低功率小铁心线圈原理是绘制一个简单的电流图，即将低功率小铁心线圈式的电流互感器与其他元件串联形成一个简单电路，那么这个电路中就会产生一次电流和二次电流，两者呈正比关系，由此可以得到一次电压和二次电压在利用纯电路中电功率的计算公式，即：

P=UI

计算出低功率小铁心线圈式的电流互感器的电功率，再依据电子式电流互感器设置要求，合理的调整小铁心线圈，如此可以提高电子式电流互感器的电流调节作用。

1.3 电阻分压原理

电阻分压原理是在并联的两个电阻之间，利用一根导线来连接，使两个电阻可以分压。利用电阻分压原理来设置电子式电流互感器，则是将均压电级与低压电阻串联，将高压电电阻与低压电阻并联，如此可以使低压电阻和高压电阻在低功率小铁心线圈的作用下分压，那么电路中的一次高压电就会转变为二次低电压，这利于提升电子式电流互感器对变压器予以差动保护。

1.4 阻容分压原理

阻容分压原理的应用是在一个线路外面套上一个圆柱状的电容圆环，进而形成电容分压。在设置电子式电流互感器时，对于阻容分压原理的运用，则是按照电阻分压的方式制成圆柱状的电容圆环，将其接地的电容相连接，如此可以形成电路的回路，并且此回路中的电阻可以分压，那么通过电子式电流互感器的高电压就会降低，利于保护变压器。当然，在利用此原理来设置电路的回路时需要注意测量和调整电路，避免电路短路，导致电子式电流互感器无法有效应用。

1.5 串联感应分压器原理

串联感应分压器原理是将多种不同级的电抗器串联在电路中。利用此原理，将抗电器串联在电子式电流互感器的电路中，可以获得电抗器输出的电压信号，技术人员可以依据电压信号来合理设置电子式互感器的线圈，如此可以改变电路中的电流和电压，这对于保护变压器有很大帮助。

2 差动保护原理分析

2.1 差动保护整合算式

对于电子式电流互感器差动保护的整合计算，首先是对电子式电流互感器差动保护运行的电流定值进行计算，这可以明确电子式电流互感器差动保护形成的电流条件。公式内容为：

I=Kel（ker+U+m）Ie

注：Kerl表示为差动保护的可靠系数；Ker表示为电流互感器的额定电流下的变化误差。

基于此公式，可以计算出电子式电流互感器的额定电压。以此为依据，对电路中的电子式电流互感器进行调节，可以使其形成差动保护，使电压器得到保护。

2.2 差动保护动作特性

电子式电流互感器差动保护产生，差动保护动作将会表现出多种特性，其中包括差动保护硬压板的投入、差动保护软压板的投入、差动保护启动元件动作、CT异常检测等。

2.3 运行差动保护方案

在科学技术发展迅猛的社会背景下，电子式电流互感器应用日益广泛。为了使电子式电流互感器有效的连接在电弧炉的变压器线路中，使变压器可以得到电子式互感器产生差动保护的有效保护，应当科学设置运动差动保护方案。具体的做法就是从线圈设置着手，即依据罗氏线圈原理，并结合电弧炉的变压器安全性，合理设置线圈，再结合电阻分压原理，科学规划电阻的连接，使线圈可以有效的调节线路电压和电流，促使电子式电流互感器可以在线路中形成差动保护，对变压器予以保护。另外，因为电弧炉变压器的高压侧与中压侧采用了常规电流互感器，为了使电子式电流互感器与常规电流互感器协调应用，还应当在变压器主体上安装数据采集装置，通过此装置来采集电抗器所输出的高压信号，进而对电子式电流互感器的线圈数进行调整，使其满足变压器保护要求，在机器故障时可以给予变压器差动保护，同时不影响常规电流互感器的应用。

3 结束语

在我国科学技术迅猛发展的情况下，电子式电流互感器应用越来越广泛，尤其是在工业化生产中，可以将电子式电流互感器与电弧炉的变压器相连接，在变压器运行的过程中给予保护，一旦有机器故障，电子式电流互感器会形成差动保护，以保证变压器安全。所以，基于罗氏线圈原理、低功率小铁心线圈原理、阻容分压原理、串联感应分压器原理的电子式电流互感器具有较高的应用价值，值得推广和应用。

参考文献

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