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    電流互感器極性那點事

    2017-6-21 17:13| 編輯:電工學習網| 查看: 29541| 評論: 0|原作者: 張牧|來自: 獨家原創 謝絕轉載

    摘要: 最近,筆者聽聞一些新投的風電場、光伏電站、檢修技改后的水電站等,又出現電流互感器極性錯誤而引發的保護誤動作、測量不準確的問題。以至于一些電工好友在問我關于電流互感器極性的很多問題。我也是初學者、理解還 ...
         最近,筆者聽聞一些新投的風電場、光伏電站、檢修技改后的水電站等,又出現電流互感器極性錯誤而引發的保護誤動作、測量不準確的問題。以至于一些電工好友在問我關于電流互感器極性的很多問題。我也是初學者、理解還很膚淺,只能結合自己的實際,拋磚引玉的給他們一點啟發,希望他們在以后工作實際中慢慢領會,在電工學習和工作的征程上少走一些彎路。古語說“寶劍鋒從磨礪出,梅花香自苦寒來”,相信只要始終有“質疑”的氣節和勇于實踐的精神,各位電工總會悟出來的,總會有一片屬于自己的藍天白云。本文和各位同行,簡單聊一聊電流互感器極性那點事,希望對各位有所啟發,不足之處,忘指正。
         搞電氣二次或電氣設備維護的同行,對電流互感器似乎都不陌生,而電流互感器的“極性”則一定要深深印入每位電氣二次人員(尤其是繼電保護)的內心深處。首先我們簡單理解三個關于電流互感器的概念。什么是電流互感器?電流互感器有什么作用?什么是電流互感器的極性標志(同名端?減極性?)?電流互感器,電工習慣稱為為其“TA”或“CT”。作為電工設備的重要一員,CT簡單一點可以理解為一個“變流器”,即實現大電流變換為小電流,滿足繼電保護、熱工儀表、監控系統(或測控裝置)數據采集、電能計量等要求,實現“以小電監視大電,以弱電控制強電”的目的。以繼電保護舉個例子,繼電保護及安全自動裝置,絕大多數是根據故障時電流增大、電壓降低(短路的典型特征)的電氣量的變化而工作的,這些電氣量的“源頭”在哪里?一般都是通過電流互感器、電壓互感器二次繞組(也叫副線圈)加到繼電保護裝置及安全自動裝置上的。明白了互感器的概念和作用,我們再來理解電流互感器的“極性”。這個概念很抽象,筆者悟性很差,也是花了幾年才茅塞頓開的。書本上一般是這樣定義的:“電流互感器的極性是它的一次繞組和二次繞組間電流方向的關系。在實際接線中,一般采用同極性端(同名端)標注。電流互感器,除特殊情況外,均采用減極性。”其實寥寥數語,卻濃縮了互感器的精華,是開啟電流互感器大門的鑰匙。徹底理解了它的內涵,那電流互感器的難題也隨之破解。如下圖所示:


    圖1:電流互感器的極性標注(減極性)          

    圖2:電流互感器的極性檢測
         那如何理解呢?如圖所示,L1和K1 、 L2和K2就叫同名端。為什么叫同名端?我的理解有點粗糙:它們兩組都是反應電流的流入流出關系,所以反應相同的名字,故稱為“同名”。而電流互感器的極性則是反應在同一瞬間(假設0點),一次電流流入和二次繞組流出的關系,即電流從CT的一次繞組流入(L1→ 一次繞組→L2),在二次側感應出的電流也在瞬間流出(K1→二次繞組→二次負荷 →K2)的關系,這種“復雜的瞬間實現的一一對應關系就叫極性”。為什么要是“減極性”?我的粗糙理解:一次側為負(電流流入),二次側為正(電流流出),這種不對應的關系就叫“減”效應。再補充點,什么叫電流互感器的同極性端子?就是在同一瞬間,一次電流流入的端子和二次電流流出的端子。至于為什么要用“減極性”,我也是沒有徹底搞明白,應該是行業的一種“習慣”。
    就目前全國轟轟烈烈的安全生產月活動,我們也再說點題外話,算是老生常談的科普一下了吧(如圖:)。自偉大的科學家發現電磁感應以來,“電生磁,磁生電”就一直是電氣設備的根。電氣設備,如發電機、變壓器、電動機、電壓互感器、電流互感器等等,都是以電磁感應為基礎的。理解并應用電磁感應的知識對電工加強專業理論學習有事半功倍的效果。而發電機、電動機等一、二次繞組中都有“減效應”的問題,如電流互感器的“減極性”、發電機電樞(定子)繞組的“去(削)磁”反應、發電機定子和轉子的“同步”、發電機的進相問題等等,熟悉電氣設備“減”(或削弱)的感念,對于更深入的熟悉和了解設備,很重要。希望各位同行慢慢琢磨,且行且思。
    附圖3:偉大的電工科學家法拉第


    (備注:關于電流互感器案例的知識分享,我會查閱今年的筆記和手稿,再淺嘗輒止的寫點東西,下回再敘……)
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