电压互感器和电流互感器的特点

一、电压互感器
目前电力系统中普遍采用电容式电压互感器，电容式电压互感器最显著的特点是“瞬变响应”。所谓“瞬变响应”是指当电力系统发生短路时，如在线路出口处短路，有两种情况，一是在电压波的峰值处短路，第二种情况是在电压波过零时短路。相当于电压互感器一次电压从额定突然降至零，二次电压随即出现衰减。二次电压的衰减都会有一个延时。这个延时的长短，对继电保护有着较大的影响。有许多保护反应的是电流的增大同时伴随着电压降低，如果二次电压衰减比较慢，势必影响保护的动作时间。因此，IEC标准规定，电容式电压互感器一次侧发生对地短路时（单相），在20mS内，二次暂态电压峰值应衰减至额定峰值的10%以下。
二、电流互感器
电流互感器饱和及误差，一直是我们非常重视的问题。电网容量的增大，提高了短路电流水平，由于在短路开始时，短路电流中含有大量的直流分量，因此，会使电流互感器出现饱和。微机保护的采用大大降低了电流互感器的二次阻抗（但仍然应注意二次电缆的长度），导致电流互感器饱和的原因，除短路电流中的直流分量外，还有一个重要的因素就是电流互感器中的“剩磁”。目前我国220kV以下系统，大多采用根据《GB1208—1997》生产的“P”类电流互感器（5P、10P）。这种互感器对剩磁无限制。当系统发生严重短路后，铁芯会残留剩磁，这个剩磁大小不定。特别是微机保护的采用，使电流互感器的二次负荷由阻感性变为电阻性，使得“P”类电流互感器铁芯中的残留剩磁大大增加。另外一个导致电流互感器饱和的原因就是短路电流中的非周期分量或直流分量。
由于剩磁的存在，导致电流互感器在正常运行时其电流就叠加在剩磁上，当系统发生短路时，会造成短路电流完全偏移，使电流互感器很快饱和。从而使电流差动保护区外产生误动和距离保护I段延时动作。
解决“P”类电流互感器饱和的办法是：
1.尽量减小电流互感器二次负载电阻。如必要时增加电缆截面积。
2.选用“PR”类电流互感器。该类互感器对剩磁规定了限制标准，即不超过10%。
目前，有些厂家的保护装置对电流互感器的饱和采取了许多办法，其中之一就是在饱和之前，就已判断出故障的类型和故障是否在区内。如南瑞继电保护公司的RCS—915以及深圳南瑞的BP—2B等。饱和总是有一个过程的，在CT尚未饱和前就将故障的性质、类型固定。此刻，电流互感器再饱和，也不能影响保护动作。
关于“TPY”电流互感器。用于500kV系统的继电保护中，该类型的电流互感器其铁芯中带有小气隙。抗暂态饱和能力强，对铁芯剩磁的要求也是小于10%。“TPY”电流互感器在目前华北500kV电力系统中运用非常普遍。主要用于线路、变压器的主保护。但是，“TPY”电流互感器在严重短路后，剩磁的衰减比较慢，延时较长，对某些保护不适用。如：失灵保护的电流判别元件。因剩磁衰减慢，导致电流元件返回就必然要慢，为防止误起动失灵保护，保护中的电流判别元件就不能用“TPY”型的电流互感器，仍采用“P”类电流互感器。这一点，设计时就需考虑。
以上所讲的电压互感器和电流互感器的特点，都是对继电保护产生不利影响的方面，要使我们的继电保护装置能够安全可靠的运行，就必须了解这些。如：高压输电线路的后备距离保护，是利用电流增大和电压降低的特点来判断故障，但由于故障开始时，电压不能很快衰减，则保护不能很快动作，当电压衰减到保护能够起动时，电流互感器又饱和了，最终可能导致保护不能正确动作。而目前普遍采用的光纤差动保护，采用单一模拟量判断故障，情况就好多了，加之保护中快速判别故障性质的功能，就能可靠保证快速切除故障。