电流互感器是变电站乃至电力系统的关键设备,其准确性和可靠性对于电力系统的安全稳定运行至关重要。电流互感器的准确性保证了电力系统中电能计量和继电保护等功能的安全可靠。铁芯线圈是电流互感器中的关键传感部件,其性能优劣关系着整个测量互感器的可靠性。目前对于电流互感器铁芯线圈的故障研究较少,在运电流互感器线圈的轻微变形不易被发现,且变形具有累积效应。随着线圈变形的加剧,一旦发生故障,很可能会损坏设备,影响电力系统正常运行。基于此本文开展了对电流互感器铁芯线圈故障诊断的研究,主要内容如下:1.对电流互感器铁芯线圈的等值电路进行分析。解析公式法是基于理想的电磁场分布进行推导,仅适用于健康线圈,故障线圈无法适用,因此需要借助有限元软件ANSOFT对故障线圈进行电感和电容参数矩阵的计算。本文依据电流互感器相应的物理尺寸、线圈匝数和绝缘介质在电磁场仿真软件中进行建模仿真,建立健康线圈和故障线圈的电流互感器模型,仿真得出等值电路中的各项RLC参数。2.运用PSPICE电路仿真软件建立相应的线圈等值电路,分别得出健康和故障下的频谱图对比。结果显示:1)线圈匝间短路故障相比于健康线圈的频谱分析,其频率和幅值都有影响。频响曲线整体右移,发生谐振的频率更高,变化率随故障等级递增;10%匝间短路故障下谐振频率增幅为3.71%,而50%匝间短路故障下的谐振频率增幅达到28.93%。幅值方面,故障状态下的频响曲线整体向下偏移,偏移率随故障等级递增。2)扭曲变形故障对频谱图的谐振频率和幅值都有影响,但低频阶段无影响,主要改变在300k Hz以上,且主要影响频率,对幅值的影响较小。3)径向位移故障相比于正常线圈频谱图,只改变幅值大小,不改变谐振频率。两者的区别主要在高频段,0k Hz～350k Hz之间曲线没有明显的偏移和扭曲。而在350k Hz以上的区域,故障情况和正常情况下的频谱图相比有明显的变化规律,谐振发生的频率几乎没有变化,唯一变化的是其幅值,频谱图下移,并且故障越严重,下移的程度越大。3.采用基于形态学图像处理法对故障频谱图进行相应的故障类别和等级的识别。基于图像填充理论,将故障曲线与已知曲线进行对比,通过填充面积的大小得出故障类型的吻合程度,填充的面积越小,故障吻合程度越高。并得出故障等级的上限和下限,识别出电流互感器的故障类型。由于上文得出正常、10%故障、30%故障和50%故障下的频谱图库,接下来对7%匝间短路故障频谱图进行故障识别。结果显示:待识别曲线与扭曲变形和径向位移故障曲线的图像填充面积分别为1684和2681,而与匝间短路故障的图像填充面积仅为332,因此识别出故障类别是匝间短路。并得出该故障曲线位于0%和10%匝间短路故障曲线之间,判别出故障等级。