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【互感器信息】保護用電(diàn)流互感(gǎn)器正確級選擇的探討

電流互感器正(zhèng)確級選擇 / 2014-05-21
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電流(liú)互感(gǎn)器正確級選擇

電流互感器正確級選擇

1 問題的(de)提出
保(bǎo)護用電(diàn)流互感器(qì)(TA)主要與繼電保護裝置配合,在線(xiàn)路發生短路過載等故障時,向繼電裝置提供信號切斷故障電路,保護電力係統的安全。它的工作條件與測量用(yòng)互感器完全不同(tóng),後者正常一次電(diàn)流工作範圍有合適的準確度即可(kě),當通過故障短路電流時,希望互感器盡早飽和,以保護測量儀表不受短路電流損害。而前者(zhě)在比正常電流大幾倍或幾十(shí)倍電流時才開始(shǐ)工作(zuò),其誤差(電流和相位誤差)要(yào)求在誤差曲線範圍內,而同時考核電流誤差和相位差時用(yòng)複合誤差。
保護用TA一次電流i1較小時,二次電流i2線 性變(biàn)化(huà);當i1增大到一定時,互感器(qì)鐵心中的(de)磁密很高。由於鐵磁材料的非線性,勵磁電流(liú)i0中高次諧(xié)波含量很大,波形呈尖頂(dǐng)形,與正弦波相(xiàng)去甚遠,即使il是理想的正弦波,i2也(yě)不是正弦(xián)的。

非正弦小波不(bú)能用相量圖分析,需采用複合誤差的(de)(概念分析),這使i0迅速增大,相當於(yú)部分i1未能轉換成i2,i2與(yǔ)i1不再成正比變化,從而(ér)增加TA誤差。
當電力係統發生(shēng)短路故障而引起繼電保護動(dòng)作時,短路(lù)電流i很大,一(yī)般(bān)為額定電流的(de)10幾倍,使誤差(chà)增大,危及保護裝(zhuāng)置的靈敏性和選擇(zé)性。
另外(wài),從原理上講,TA本身是個特殊的變壓器(qì),變壓(yā)器都有在額定負荷下運行的要求。因此(cǐ),如TA二次側負荷超過其額定二次負荷值,同樣會增加其誤差(chà)。
2 解決的思(sī)路
如上所述,TA誤差(chà)不可避免,其大小與(yǔ)TA鐵心勵磁特性及二次側負荷有(yǒu)關。
要(yào)控製好這個誤差,須處理TA所在位置最大故障i、該電流與(yǔ)額定i1的比值、額定電流比及額定二次負荷的關係。因此需準確了解準確級及與(yǔ)其相關的準確級限值、額定電流比和額定(dìng)負荷的概念。要解決此問題,就要(yào)根據變電站的實際情況(kuàng)選擇合適的準確級(jí)。
對保護用TA,準確級以該級在額定準確限值i1下的最大允許複合誤差的百分數標稱,其後標以字母"P"表示保護[1],它實際上是人(rén)為規定的TA製造的誤差等級要求。準確限值係數指能滿足複合誤(wù)差(chà)要求的i1max與額(é)定i1的比值。額定電流比則指額定i1與i2的比值。額定負荷是確定互感器準確級所依據的二次負荷值[1]。
在早期國家標準《電流互感器》(GBl208-75)中(zhōng)規定,TA保護(hù)準確(què)級為B和D級。在選擇保護用TA準確級時,應校驗10%誤差曲線,以保證在短路時電流誤差不超過規定值[2]。目前新版中規定準確級為5P和10P,分別表示在額定準確限值i1時的(de)複合誤差限值(zhí)為5%、10%;其準確限值係數標準值係列為5、10、15、20、30等,表示在短路故(gù)障(zhàng)下,若短路電流i與額定i1,相比的倍(bèi)數小於該值,則誤差控製(zhì)在準(zhǔn)確級範圍內。
因此,得到2個結論:1)選擇保護用TA的準確級須同時選(xuǎn)擇準確限值係數,如5P20及1 200/5A,表示(shì)i≯20倍額定i1,即≯20×1 200=24 kA範圍之內時,複合誤差≯5%;2)選擇雙方向,即可根據(jù)已給(gěi)定的ilmax、二次(cì)負荷值和10%誤差曲線,準確限值係(xì)數(shù),選擇額定電流(liú)比;也可根據(jù)給定的i1max、額定電流比和10%誤差曲線選擇準確(què)限值係數,根據10%誤差曲線選擇額定二次負荷和二次電(diàn)纜截麵。
在穩態(tài)運行時,TA二次負荷應滿足10%誤差曲線的要求(qiú),隻要TA二次(cì)實(shí)際負(fù)荷<10%誤差曲(qǔ)線允許的負荷,其測量誤差在(zài)10%以內。二次負荷越大,鐵心越容易飽和。
3 實例說明
某(mǒu)110kV變電站110kV母線i1max25 kA,TA二次側負(fù)荷40 VA。
首先根據繼電保護裝置的要求,保護用TA的穩(wěn)態誤差(chà)≯10%[3],根據工程建(jiàn)設控製設備造價(jià)選擇準確級為10P。根據實(shí)例查圖2曲線,得(dé)到準確限值(zhí)係數為24。根據ilmax。為25kA除以準確限值係數得到(dào)1042A。考慮到準確限值係數應盡量<l0%誤差曲線上對應(yīng)的二次負荷數值的因素,取額定(dìng)il為1250A。
 

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