零序电流互感器主要技术性能探讨

2019-01-18欧阳斌

通信电源技术 2018年11期

欧阳斌

(中国电建集团青海省电力设计院有限公司，青海西宁 810008)

0 引言

零序电流互感器是指在线路发生接地故障后会产生零序电流。零序电流互感器能够灵敏地感应零序电流信号。当动作值达到整定值时，断路器的开关会及时跳开，可以对电缆起到一定的保护作用。电缆产生故障时，会使电网在运行中产生波动。为了保证电流的稳定性，可以将零序电流互感器安装到一次电缆上，从而提取出零序电流。因此，需要充分了解零序电流互感器的技术性能，确保其发挥良好的保护作用。图1为零序电流互感器。

图1 零序电流互感器

1 零序电流互感器的特征

电力系统运行中，需要保证系统运行的安全和电流传输的稳定。因此，采用了电流互感器。它的电流信号主要依靠电磁感应进行传输。在测量区域，电流产生所需要的条件与普通的互感器不同。零序电流互感器所具体的特征如下。

1.1 可以起到隔离效果

当电力线路处于运行状态时，零序电流互感器的保护作用主要体现在隔离方面。电气设备被零序电流互感器实时监控，当电气设备产生故障或者系统运行不畅时，零序电流互感器可以及时准确地做出判断，同时发出警报。随着保护系统的启动，会有自动跳闸指令产生，此时线路停止运行。零序电流互感器采用隔离的方式发挥保护设备和系统的作用，从而保证配电网的稳定性。

1.2 降低事故发生率

在电气自动化系统运行中，零序电流互感器的应用对设备和系统起到了很好的保护作用，有效降低了电力系统故障的发生率，确保其发挥保护作用而不会产生误动作[1]。

零序电流互感器有很好的故障判断能力。故障发生时，它能够在很短的时间内发现故障，并且对故障点做出判断，发出警报，使维修人员及时赶到现场消除故障。

当配电网处于高效运行状态时，应用零序电流互感器具有很好的灵活性，对极小的故障也可以做出判断，准确故障发生的范围、故障发生的类型和故障的时间等，降低故障产生的损失。

1.3 对各种设备起到很好的保护作用

零序电流互感器主要发挥保护作用。当电力系统设备和系统自身运行发生故障时，零序电流互感器可以将产生故障的设备和系统自动隔离，启动保护装置，同时发出警报。维修人员接到通知后，会立即到现场维修，从而排除故障。可见，零序电流互感器对各种型号的设备和系统都可以起到很好的保护作用。

配电时，零序电流互感器还可以发挥监督作用，实时监督电力系统和所安装的设备及时解决出现的问题，保证系统处于安全可靠的运行状态[2]。

互感器的运行可以通过设定程序来实现，确保操作人员的操作及时且准确。监控系统的运行中可以互动，实现人性化操作。当有突发事件发生时，互感器能够自主应对，切实发挥保护作用。

2 零序互感器的重要技术性能

2.1 提高灵敏度

在有剩余电流的情况下，零序互感器的电势会增加，灵敏度也会随之变高。当输入电流恒定时，二次线圈的匝数越多，零序互感器的灵敏度会越高。所以，可以采用增加二次线圈匝数的方法来提高零序互感器的灵敏度。

确定了互感器的规格，相当于确定了磁路的长度和截面积。从空间角度出发，确定二次线圈的匝数，二次线圈将会对零序互感器的性能产生一定影响。所以，提高零序互感器的灵敏度，增加二次线圈的匝数是较好的方法[3]。

2.2 平衡性能

零序互感器具有平衡性能。当零序互感器处于理想运行状态时，二次侧不会输出感应电动势。在过电流环境下，要明确规定电流。但是，在零序互感器的实际运行过程中，线圈缠绕在铁芯上，由于缠绕不均匀，加之空间有限，会导致一次导体穿过零序互感器时不存在剩余电流，从而输出感应电势。随着感应电势的增加，零序互感器会缺乏平衡性能，电能供应也会缺乏可靠性，导致零序互感器产生误动作，影响电能供应的可靠性。所以，要想改善零序互感器的平衡性能，在绕制二次线圈时要均匀排列一次导体，保证其对称排列[4]。如果条件允许，要确保二次线圈从零序互感器的中间穿过，控制好屏蔽罩，注意不能产生漏磁现象。在屏蔽罩的选择上，要控制好规格，避免受到周围磁场的影响。特别是强电场，对零序互感器的影响非常大，要尽量避免干扰。图2为二次线圈。

2.3 过载性能

零序互感器具备过载性能。当一次侧产生短路电流时，所流过的电流非常大。当零序互感器受到大电流冲击时，铁芯的磁状态会在短时间内出现饱和，之后恢复电流状态，此时并不会影响零序互感器的运行状态。当零序互感器的运行状态很差时，有大电流对零序互感器产生冲击，性能参数将无法恢复，零序互感器会产生拒动[5]。要改善零序互感器的过载性，需要对铁芯进行二次热处理。