國家電投江西景德鎮(zhèn)發(fā)電廠 方新亮

電流互感器飽和對低壓電動機(jī)保護(hù)的影響及對策

國家電投江西景德鎮(zhèn)發(fā)電廠 方新亮

本文基于發(fā)電廠中低壓電動機(jī)常用綜合保護(hù)原理，通過電力系統(tǒng)軟件仿真計算，分析了電流互感器飽和對低壓電動機(jī)保護(hù)產(chǎn)生的不利影響，并針對具體的影響因素提出針對性的預(yù)防對策。

電流互感器；飽和；低壓電動機(jī)；保護(hù)；對策

1 引言

發(fā)電廠中的輔機(jī)設(shè)備中應(yīng)用了大量低壓電動機(jī)，對廠用低壓電動機(jī)進(jìn)行有效的保護(hù)對發(fā)電廠安全經(jīng)濟(jì)運行有重大意義。電流互感器是將一次回路的大電流按變比轉(zhuǎn)換為二次回路小電流以供給測量儀表、繼電保護(hù)及其他裝置的電氣設(shè)備。故障情況下電流互感器的飽和會影響各種繼電保護(hù)裝置可靠運行，對低壓電動機(jī)保護(hù)也將產(chǎn)生不利影響。需要詳細(xì)分析這些影響的成因，并提出針對性的解決措施。

2 低電動機(jī)保護(hù)裝置模型

發(fā)電廠中常用的低壓（380V）電動機(jī)的綜合保護(hù)裝置原理如圖a所示。本文將串接在電動機(jī)電源回路的一次側(cè)電流互感器稱作大TA，將對電動機(jī)綜保裝置內(nèi)部的二次側(cè)電流互感器叫做小TA。

圖a 低壓電動機(jī)綜合保護(hù)裝置示意圖

3 電流互感器飽和對低壓電動機(jī)保護(hù)的不利影響

本文采用計算機(jī)仿真方法分析電流互感器飽和對電動機(jī)保護(hù)的影響。如圖b所示，電動機(jī)的供電網(wǎng)絡(luò)的中性點接地的方式不同會對電動機(jī)產(chǎn)生不同程度的危害。發(fā)電廠的低圧電動機(jī)一般采用的是中性點接地的方式，如果出現(xiàn)單相接地的問題就會對電動機(jī)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的損害。本文主要是在基礎(chǔ)上觀察電流互感器的波形來判斷定子繞組的具體情況。

圖b 定子繞組故障解析示意圖

研究證明，電流互感器在發(fā)生故障時會對電動機(jī)產(chǎn)生三種不同程度的損害，電動機(jī)的損害程度主要取決于電流互感器的飽和程度。

電流互感器正常工作未飽和。對一次側(cè)保護(hù)用電流互感器的選擇一定要注重變比的選擇，一定要與實際應(yīng)用的情況相結(jié)合。如果電流互感器選擇適當(dāng)，定子繞組發(fā)生故障時電流互感器也不會出現(xiàn)飽和狀態(tài)，可以處于正常工作狀態(tài)，低圧電動機(jī)的綜合保護(hù)裝置可以正常工作，對電動機(jī)的保護(hù)處于正常狀態(tài)。

電流互感器處于輕度飽和狀態(tài)的情況。上文已明示，電動機(jī)保護(hù)的關(guān)鍵在于電流互感器的正確選擇。如果電流互感器與電動機(jī)的運行不符，在選擇的比較小的情況下，電動機(jī)的定子繞組一旦發(fā)生故障，大TA發(fā)生飽和的幾率非常大。輕度飽和狀態(tài)下大TA、小TA電流波形對比示意圖如圖c、圖d所示。

圖c 輕度飽和狀態(tài)下大A電流對比示意圖

圖d 輕度飽和狀態(tài)下小TA電流對比示意圖

由圖c、圖d分析可知。當(dāng)大TA處于輕度飽和狀態(tài)下，電流值會超過小TA的電流限定值，這種情況會造成小TA飽和。同時，在輕度飽和狀態(tài)下，大TA會引起比小TA更大的誤差。由此可見，大TA對電動機(jī)的保護(hù)裝置的影響非常大。在輕度飽和狀態(tài)下，電動機(jī)的保護(hù)裝置可能產(chǎn)生誤動。

電流互感器處于深度飽和狀態(tài)下的具體情況。電流互感器的重度飽和時大TA的波形和小TA的波形都會發(fā)生較大的變化，對電動機(jī)保護(hù)裝置的可靠性會產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。

4 電流互感器飽和狀態(tài)下電動機(jī)保護(hù)的主要對策

電流互感器的飽和狀態(tài)對電動機(jī)的保護(hù)會產(chǎn)生重要影響，在這種情況下一定要提高電動機(jī)保護(hù)的快速性和準(zhǔn)確性，本文主要從校驗、運行維護(hù)方面介紹電流互感器飽和狀態(tài)下電動機(jī)保護(hù)的主要對策。

4.1 電流互感器的校驗

在電流互感器使用之前或者使用的過程中對電流互感器的校驗是非常必要的。校驗的方法比較多，常用的的主要有極性檢查和退磁檢查兩種。在電流互感器的一次繞組和二次繞組分別設(shè)P1、P2、S1、S2標(biāo)志。使電流從P1處進(jìn)，從S1處出。這種檢驗方法操作簡便，可以借用電流互感儀進(jìn)行，也可以直接用直流檢驗。退磁檢驗主要利用了電流互感器出現(xiàn)異常，鐵芯有剩磁的原理。退磁檢驗的方法是：讓一次繞組處于開路狀態(tài)，用工頻電流通過二次繞組，在此過程中，如果電流增加比較快，這樣就可以判斷鐵芯此時處于飽和狀態(tài)。電流互感器的校驗的主要目的是保證電流互感器的精度，同時，還應(yīng)該選擇抗飽和能力比較好的電流互感器，使電流互感器能正常工作，盡量避免電流互感器異常而產(chǎn)生的電動機(jī)的保護(hù)裝置拒動或誤動的情形。

4.2 電流互感器飽和狀態(tài)下電動機(jī)保護(hù)的運行維護(hù)對策

4.2.1 選擇與低壓電動機(jī)相匹配的電流互感器

低圧電動機(jī)的額定電壓比較低，因此，在選擇電流互感器的時候應(yīng)該格外謹(jǐn)慎。一定要選擇與電動機(jī)額定功率匹配的電流互感器。對電流互感器的選擇一定要充分考慮到電流互感器的贊太飽和問題和最大短路電流問題。在選擇的過程中一定要充分考慮各種因素，選擇出最適合的電流互感器，以減少電流互感器飽和對電動機(jī)保護(hù)造成的傷害。

4.2.2 選擇抗飽和能力較強的低壓電動機(jī)

為了減少電流互感器飽和對電動機(jī)保護(hù)造成的影響，只在電流互感器上下功夫是不夠的。還應(yīng)該選擇抗飽和能力強的電動機(jī)。在這種情況下主要要考慮電動機(jī)的暫態(tài)飽和能力。要選出康寶和能力強的電動機(jī)，可以選用時差判別和電流波形判別等方法來識別。

4.2.3 減少電流互感器的二次負(fù)擔(dān)

減少電流互感器的二次負(fù)擔(dān)主要指的是減少電流互感器的二次額定電流。閉合的鐵芯和繞組是電流互感器的重要組成部分。在通常情況下，大TA的匝數(shù)比較少，小TA的匝數(shù)比較多，在此環(huán)境下，電流互感器在工作狀態(tài)下幾乎是處于短路狀態(tài)的。將電流互感器的小TA減小的話，對電動機(jī)的綜合保護(hù)裝置的拒動或誤動誤差會減小。

5 結(jié)論

電流互感器的飽和對電動機(jī)的保護(hù)會產(chǎn)生不同程度的影響。本文主要分析了在電流互感器在未飽和、輕度飽和和重度飽和情況下對電動機(jī)保護(hù)的影響。闡述了在電流互感器飽和狀態(tài)時，從電流互感器的校驗和運行維護(hù)方面提出電動機(jī)保護(hù)的對策。以提高低壓電機(jī)保護(hù)裝置的可靠性。

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