刘巧玲

摘要：在电网运行中，电流互感器是重要的设备之一。及时掌握其设备运行状态对整个电网的安全运行具有重要意义。目前，对其运行状态的检测主要包括预测试模式、在线监测和现场检测。这些方法在电网设备状态检测中发挥了重要作用。但在工程实践中，由于在线监测和现场检测是在设备运行状态下进行的，检测设备的抗干扰能力，测量信号的获取方法和测试设备的精度对电流互感器的状态检测结果影响很大，且对地工频泄漏电流小，导致测量误差大，无法进行现场检测或无法获得实际测量值。鉴于此，本文结合作者多年的工作经验，对高压电流互感器运行状态检测的新技术及应用提出了一些建议，仅供参考。

关键词：高压电流互感器;运行状态;检测新技术;应用

引言

关于高压电流互感器运行状态检测新技术及应用方面的研究有许多，但是都各有优缺点，例如：在这些对电流泄漏的测量方法中，零泄漏电流高压电流互感器测量方法具有一定的优越性。对电流泄漏的测量方法和消除方法进行研究，有利于提升对电流的监控管理质量。

1、电流互感器的工作原理

电流互感器通过把交流电路里流动的大电流转换为小电流的方式，来实现泄漏电流测量和提供给继电保护装置。因为在电力运营，例如发电、变电、输电或者配电的过程中，所使用的用电设备存在一定的差异，所以电流的强度也各不相同，有的电流强度可能低至几十安培，有的电流强度可能高达几万安培。在电力工程维护中，经常需要使用电流传感器监控和测量电路中的电流，避免因为高压和高电流而引起安全事故。例如钳形表中的钳，就是一种穿心式的电流互感器。电磁感应原理是电流互感器的应用原理，电流互感器在工作时，其状态类似于电流短路。电流互感器的保护回路的串联线圈以及测量仪表的阻抗比较小，这是因为电流互感器有2条回路，而且这2条回路一直处于闭合状态。在电流互感器状态正常下，时常会出现所有电流流过一次绕组的情况。理论上，在使用电流互感器时，假设空载电流I0=0，则总磁动势I0N0=0，依照能量守恒定律进行运算，二次绕组磁动势和一次绕组磁动势数值相同，则I1NI=﹣I2N2，即电流互感器的电流和电流互感器的匝数成反比，电流互感器的电流比就是一次电流和二次电流的比值，即I1/I2。如果能够测算出二次电流，利用该电流比就可以求出一次电流的强度，在此种情况下，二次电流的相量与一次电流的相量之间的差值是180度。

2、差分法带电检测电容型电流互感器主绝缘电容量等效原理

（1）差分法简述。差分法是在比较两个分数大小时，用直除法或者化同法等其他速算方式难以解决时可以采取的一种速算方式。

（2）电容型高压设备差分式带电检测装置。该装置由两路交流电流测量回路，一路交流电压测量回路和输出显示單元组成。其中：交流电流测量回路，由在电容型高压设备（如：电容型高压电流互感器、高压套管）的末屏地线上获取电流信号的末屏电流取样单元，经差分放大单元进行信号放大、信号整流滤波单元进行信号整流滤波，再放大后输出;交流电压测量回路，由电压取样单元分别取得两路电容型高压器件的末屏端相应点的电压，经差分放大单元进行信号放大、信号整流滤波单元进行信号整流滤波，再放大后输出到显示单元;输出显示单元，由工业单片机和一块液晶屏组成。

（3）使用差分方式，对电容型高压电流互感器设备主绝缘电容量带电检测新技术、缺陷诊断新方法，该测量原理和方法，具有检测灵敏度高，抗干扰能力强，使用方便等特点，是开展电容型变电设备运行状态检测工作又一新方法。使用差分方式，对电容型变电设备主绝缘电容量带电检测，可对电容型变电设备，如电容型电流互感器、高压套管等设备运行状态进行快速综合性评价，可降低预试人员现场测试的安全隐患、提高检测的效率，降低了设备检测成本。

3、电流互感器在线监测技术

本文提出采用SPM-2型容性设备在线监测装置对电流互感器在线监测，该装置在传统监测技术基础上，采用先进的分层分布式系统结构，提升了系统的抗干扰性能及测量的准确性和稳定性。具体工作流程如下：①设备状态量数据采集，通过SPM-2/PT装置将从电流互感器所连接母线段的电压互感器二次侧获取电压数据Un，再通过串联电阻Rn将电压变换成电流In;通过SPM-2/CT装置从电流互感器下端末屏引出线处采集设备运行电压下的电流Ix;②数据同步采集和交互，通过容性设备智能组件IED实现SPM-2/PT和SPM-2/CT2个测量单元同步采集电流互感器监测数据采集;③特征量获取，将采集到的数据利用快速傅里叶变化FFT后，可输出Un和Ix相对于220V工作电源Us的基波相位Ph（n-s）和Ph（x-s），读取SPM-2/PT、SPM-2/CT采集数据的相位信息从而得出Ix相对于母线电压Un的相位差Ph，最终得出电流互感器介质损耗tanδ和电容量Cx状态值。经在线监测装置获取的电流互感器介质损耗tanδ和电容量Cx实时状态值，采用“纵比为主，横比为辅”手段进行数据分析，其中“纵比”是指将实时状态值与历史在线监测值比较，“横比”是指与将实时状态值与同电压等级下同类型电流互感器实时在线监测值进行比较。若实时状态值经“纵比”发现数据出现持续增长、突变时，表明电流互感器主绝缘可能存在某种潜伏性缺陷，再通过“横比”比较同间隔下不同相的实时状态值和规程要求的标准值，从而进一步评估该相电流互感器是否存在故障，并初步判定存在何种潜伏性故障。当电流互感器应用在线监测技术发现监测数据存在异常，评估电流互感器内部可能存在潜伏性缺陷时，应缩短该设备检测周期，继续跟踪监测，并通过油色谱分析、红外测温等带电测试手段进一步诊断，确保设备和电网安全。

4、一种新型电流互感器压力监测系统的研发与应用

新型互感器压力监测系统在某变电站现场应用中，对压力传感器量程、压力及温度准确度、抗电场干扰及传输进行全方位的测试，测试结果表明，传感器的量程、精度可满足现场电流互感器现场压力测试的要求，抗电磁干扰可满足750kV及以下电压等级安装的要求，能够满足不同电压等级的变电站应用。新型互感器压力监测系统的应用表明，该系统能够有效缩短预警时间，增强预警准确性，从而减少因设备故障引起的停电事故，缩短停电时间和非计划检修次数，提高供电的可靠性，具有明显的经济效益和社会效益。

结束语

综上所述，针对当前电流互感器监测日益难以满足电网的安全性发展要求，充分利用先进的传感技术和无线网络技术，研发了一种新型的电流互感器监测系统。该系统能够对电流互感器缺陷劣化发展过程中引起的油气压力变化，进行直接监测，并经通信网络，将传感信息传送到变电站层和主站层进行深入分析和预警。新型电流互感器监测系统的应用，为减少电网因电流互感器事故造成损失提供有力的技术手段，增强了智能电网对突发事故的预警能力和防御能力，提高了电网安全运行水平。

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