电流互感器饱和对低压电动机保护的影响及对策

国家电投江西景德镇发电厂 方新亮

电流互感器饱和对低压电动机保护的影响及对策

国家电投江西景德镇发电厂 方新亮

本文基于发电厂中低压电动机常用综合保护原理，通过电力系统软件仿真计算，分析了电流互感器饱和对低压电动机保护产生的不利影响，并针对具体的影响因素提出针对性的预防对策。

电流互感器；饱和；低压电动机；保护；对策

1 引言

发电厂中的辅机设备中应用了大量低压电动机，对厂用低压电动机进行有效的保护对发电厂安全经济运行有重大意义。电流互感器是将一次回路的大电流按变比转换为二次回路小电流以供给测量仪表、继电保护及其他装置的电气设备。故障情况下电流互感器的饱和会影响各种继电保护装置可靠运行，对低压电动机保护也将产生不利影响。需要详细分析这些影响的成因，并提出针对性的解决措施。

2 低电动机保护装置模型

发电厂中常用的低压（380V）电动机的综合保护装置原理如图a所示。本文将串接在电动机电源回路的一次侧电流互感器称作大TA，将对电动机综保装置内部的二次侧电流互感器叫做小TA。

图a 低压电动机综合保护装置示意图

3 电流互感器饱和对低压电动机保护的不利影响

本文采用计算机仿真方法分析电流互感器饱和对电动机保护的影响。如图b所示，电动机的供电网络的中性点接地的方式不同会对电动机产生不同程度的危害。发电厂的低圧电动机一般采用的是中性点接地的方式，如果出现单相接地的问题就会对电动机产生比较严重的损害。本文主要是在基础上观察电流互感器的波形来判断定子绕组的具体情况。

图b 定子绕组故障解析示意图

研究证明，电流互感器在发生故障时会对电动机产生三种不同程度的损害，电动机的损害程度主要取决于电流互感器的饱和程度。

电流互感器正常工作未饱和。对一次侧保护用电流互感器的选择一定要注重变比的选择，一定要与实际应用的情况相结合。如果电流互感器选择适当，定子绕组发生故障时电流互感器也不会出现饱和状态，可以处于正常工作状态，低圧电动机的综合保护装置可以正常工作，对电动机的保护处于正常状态。

电流互感器处于轻度饱和状态的情况。上文已明示，电动机保护的关键在于电流互感器的正确选择。如果电流互感器与电动机的运行不符，在选择的比较小的情况下，电动机的定子绕组一旦发生故障，大TA发生饱和的几率非常大。轻度饱和状态下大TA、小TA电流波形对比示意图如图c、图d所示。

图c 轻度饱和状态下大A电流对比示意图

图d 轻度饱和状态下小TA电流对比示意图

由图c、图d分析可知。当大TA处于轻度饱和状态下，电流值会超过小TA的电流限定值，这种情况会造成小TA饱和。同时，在轻度饱和状态下，大TA会引起比小TA更大的误差。由此可见，大TA对电动机的保护装置的影响非常大。在轻度饱和状态下，电动机的保护装置可能产生误动。

电流互感器处于深度饱和状态下的具体情况。电流互感器的重度饱和时大TA的波形和小TA的波形都会发生较大的变化，对电动机保护装置的可靠性会产生严重的影响。

4 电流互感器饱和状态下电动机保护的主要对策

电流互感器的饱和状态对电动机的保护会产生重要影响，在这种情况下一定要提高电动机保护的快速性和准确性，本文主要从校验、运行维护方面介绍电流互感器饱和状态下电动机保护的主要对策。

4.1 电流互感器的校验

在电流互感器使用之前或者使用的过程中对电流互感器的校验是非常必要的。校验的方法比较多，常用的的主要有极性检查和退磁检查两种。在电流互感器的一次绕组和二次绕组分别设P1、P2、S1、S2标志。使电流从P1处进，从S1处出。这种检验方法操作简便，可以借用电流互感仪进行，也可以直接用直流检验。退磁检验主要利用了电流互感器出现异常，铁芯有剩磁的原理。退磁检验的方法是：让一次绕组处于开路状态，用工频电流通过二次绕组，在此过程中，如果电流增加比较快，这样就可以判断铁芯此时处于饱和状态。电流互感器的校验的主要目的是保证电流互感器的精度，同时，还应该选择抗饱和能力比较好的电流互感器，使电流互感器能正常工作，尽量避免电流互感器异常而产生的电动机的保护装置拒动或误动的情形。

4.2 电流互感器饱和状态下电动机保护的运行维护对策

4.2.1 选择与低压电动机相匹配的电流互感器

低圧电动机的额定电压比较低，因此，在选择电流互感器的时候应该格外谨慎。一定要选择与电动机额定功率匹配的电流互感器。对电流互感器的选择一定要充分考虑到电流互感器的赞太饱和问题和最大短路电流问题。在选择的过程中一定要充分考虑各种因素，选择出最适合的电流互感器，以减少电流互感器饱和对电动机保护造成的伤害。

4.2.2 选择抗饱和能力较强的低压电动机

为了减少电流互感器饱和对电动机保护造成的影响，只在电流互感器上下功夫是不够的。还应该选择抗饱和能力强的电动机。在这种情况下主要要考虑电动机的暂态饱和能力。要选出康宝和能力强的电动机，可以选用时差判别和电流波形判别等方法来识别。

4.2.3 减少电流互感器的二次负担

减少电流互感器的二次负担主要指的是减少电流互感器的二次额定电流。闭合的铁芯和绕组是电流互感器的重要组成部分。在通常情况下，大TA的匝数比较少，小TA的匝数比较多，在此环境下，电流互感器在工作状态下几乎是处于短路状态的。将电流互感器的小TA减小的话，对电动机的综合保护装置的拒动或误动误差会减小。

5 结论

电流互感器的饱和对电动机的保护会产生不同程度的影响。本文主要分析了在电流互感器在未饱和、轻度饱和和重度饱和情况下对电动机保护的影响。阐述了在电流互感器饱和状态时，从电流互感器的校验和运行维护方面提出电动机保护的对策。以提高低压电机保护装置的可靠性。

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