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電流互感(gǎn)器10%誤差曲線應用分析

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來源:儀天成電力(lì)  時(shí)間(jiān):2017/12/06  閱讀(dú):
   一、電流(liú)互感(gǎn)器的(de)變比誤差(chà)及10%誤(wù)差曲(qǔ)線
   電(diàn)流互感器的變(biàn)比誤差還(hái)與其(qí)二次(cì)負載阻抗(kàng)有關(guān)。為了便于計(jì)算(suàn),制造廠對(duì)每種電流(liú)互感(gǎn)器提(tí)供了在m10下(xià)允許的二次負(fù)載阻(zǔ)抗值zen,曲線(xiàn)m10=f(zen)就稱為電流互感器(qì)的10%誤差(chà)曲(qǔ)線,通常(cháng)電流互感器(qì)的10%誤差曲(qǔ)線是(shì)由(yóu)制造廠(chǎng)實(shí)驗(yàn)作出,并且(qiě)在産品說(shuō)明(míng)書(shū)中給出。若(ruò)在産(chǎn)品說明書中未(wèi)提供(gòng),或經多年(nián)運行,需重(zhòng)新核(hé)對電流互(hù)感器的特(tè)性時(shí),就要通過試驗的方(fāng)法繪制(zhì)電流互(hù)感器的10%誤差曲(qǔ)線。設ki為(wéi)電(diàn)流互感器的變比,其(qí)一次側(cè)電(diàn)流與二次(cì)電流有i2=i1/ki的關(guān)系,在ki為常數(shù)(電源(yuán)互感(gǎn)器(qì)i2不(bú)飽和)時,就(jiù)是一條直(zhí)線,當(dāng)電流(liú)互感(gǎn)器鐵芯開(kāi)始飽(bǎo)和後(hòu),與i1/ki就(jiù)不再保持(chí)線(xiàn)性關系(xì),而(ér)是(shì)呈鐵芯的磁(cí)化(huà)曲線狀。繼(jì)電保護要求(qiú)電流互感器的一次電流(liú)i1等(děng)于大短路(lù)電流(liú)時,其變比誤差(chà)小于或等于10%。如(rú)果電流互感器(qì)的一次(cì)i1電(diàn)流,其(qí)變比(bǐ)誤差就不(bú)會大于(yú)10%;如果,其(qí)變比誤差就大(dà)于10%。
   二、測(cè)定電流互感器(qì)10%誤差曲線方法(fǎ)

   測定電(diàn)流互(hù)感器(qì)10%誤差(chà)曲線(xiàn)直接方法(fǎ)是二次側通電(diàn)流法(fǎ),此(cǐ)項(xiàng)方法(fǎ)由電(diàn)流互(hù)感器(qì)二次(cì)側通入電流,所需電(diàn)源及(jí)設備容量較小(xiǎo),其結果與一次(cì)電流法所得相同,現場測量很(hěn)易實(shí)現。下(xià)面就(jiù)介紹(shào)用二次側(cè)通電流法,繪制電流(liú)互(hù)感(gǎn)器10%誤(wù)差曲線的方法(fǎ)。

  收集(jí)數據:保護(hù)裝置類型(xíng)、整定值、電流互感器(qì)的變比(bǐ)、接(jiē)線方(fāng)式和流(liú)過(guò)電流(liú)互感器的(de)大故障電流等。

  測量(liàng)電流互感(gǎn)器(qì)二(èr)次繞組的直流(liú)電阻r2

  求(qiú)二(èr)次繞(rào)組漏(lòu)抗(kàng)z2:用經驗(yàn)公式計算(suàn):對于(yú)油浸(jìn)式lccwd型,一般(bān)取z2=(1.3~1.4)r2;對于套管式lrd型電流(liú)互感器(qì),一般取z2=2r2。用電流電壓法測(cè)定大(dà)負荷阻抗:在電(diàn)流互感器(qì)根部(bù)用電流電(diàn)壓法(fǎ),分别(bié)測量電流(liú)互感器二(èr)次回路ab、bc、ca和a0相的(de)阻抗(kàng)。注意測(cè)量(liàng)接線好采用高内阻(zǔ)電壓法。對(duì)于差(chà)動保(bǎo)護接線,由(yóu)于外部故障時(shí),繼電(diàn)器内僅流(liú)過不(bú)平(píng)衡電流(liú),故障(zhàng)電(diàn)流并不流過(guò)繼(jì)電(diàn)器,所(suǒ)以在實測(cè)時,應(yīng)将差(chà)動繼(jì)電器(qì)的線圈短(duǎn)接。計(jì)算公式為:

  采用低内(nèi)阻電流法(fǎ)或采用(yòng)高(gāo)内阻電壓(yā)法均可。試(shì)驗時(shí)要(yào)注意,電(diàn)流互(hù)感器(qì)一次側(cè)開路,斷開二(èr)次側所有負荷(hé)後加電(diàn)壓,由零逐漸上升(shēng),中途(tú)不得降(jiàng)低後再升高以免因磁(cí)滞回線使伏(fú)安特性(xìng)曲線(xiàn)不平(píng)滑,影響到計算的準确性(xìng)。一般(bān)做(zuò)到(dào)5a,有特殊需(xū)要時做(zuò)到飽(bǎo)和(hé)為止。

  根據(jù)u=f(i0)曲線(xiàn),求出勵(lì)磁電壓(yā)、勵磁阻(zǔ)抗、電流(liú)倍(bèi)數與允許負(fù)荷的關系(xì),繪出(chū)10%誤差曲(qǔ)線根據(jù)電工理(lǐ)論,當電流互(hù)感(gǎn)器一次(cì)線(xiàn)圈開(kāi)路,在二(èr)次線(xiàn)圈(quān)加(jiā)電(diàn)壓時,流經二(èr)次線(xiàn)圈的(de)電流即為(wéi)電流互感(gǎn)器的(de)的勵磁電(diàn)流。對(duì)于同一台(tái)電(diàn)流互感器的不同(tóng)二次繞(rào)組(zǔ),在同(tóng)樣的勵(lì)磁電流(liú)下,其鐵芯的的(de)飽和(hé)程度不(bú)相(xiàng)同,反映到(dào)磁通(tōng)的變化率dΦ/dt上也不相同,在(zài)繞組中産生的感應(yīng)電勢e0=w(dΦ/dt)就(jiù)不相(xiàng)同(tóng)(這裡e0又約等于(yú)二次線圈上的(de)電壓值u2)。飽和程(chéng)度深的(de),其dΦ/dt小,e0也小;飽(bǎo)和程度淺(qiǎn)的,dΦ/dt大,e0也大(dà)。根據(jù)等值電(diàn)路圖得(dé):e0=u2-i0z2

  當電(diàn)流(liú)互感器(qì)的變(biàn)比誤差為(wéi)10%時,勵磁(cí)電流應i0為一次側電流變換到(dào)二次側(cè)電流i’1的10%。即(jí)i’1為100%時(shí),i0為10%,i2為(wéi)90%。所以一次(cì)電流變換到(dào)二(èr)次側時為(wéi)勵磁電流(liú)的(de)10倍,二次(cì)側電流為勵磁電流的9倍。為保(bǎo)證電(diàn)流互感器(qì)變比誤差不大(dà)于10%,選用(yòng)的電流互感器一次側能承受的電流對于額定電流(liú)的倍(bèi)數不應小于以下各式計(jì)算值:
  發(fā)電機縱(zòng)差保護:m10=(kkikmax)/i1n

  ikmax:外部短(duǎn)路時,流過電流互感(gǎn)器的大電(diàn)流,即等于(yú)發電(diàn)機出口處三相短路時(shí)的短路(lù)電流;

  i1n:電流互感(gǎn)器的額定一次電流;

  kk:可靠(kào)系數(shù)。考慮到差(chà)動保護中(zhōng)采用帶速(sù)飽和變流器的(de)繼電(diàn)器,保護裝(zhuāng)置對短(duǎn)路開始(shǐ)瞬間(jiān)的短路電(diàn)流中(zhōng)出現的非(fēi)周期性分量是(shì)不靈敏的(de);而當(dāng)可靠系數(shù)取為(wéi)2時,需将控(kòng)制電纜的(de)截面加大(dà)很多(duō),很不(bú)經(jīng)濟,所以(yǐ)可靠(kào)系數(shù)取1.3;

  變壓(yā)器(qì)縱差、發電(diàn)機變壓器組縱差(chà)保護:m10=(kkikmax)/i1n

  ikmax:外部短(duǎn)路時,流過(guò)電流互感器的大電(diàn)流。對于雙(shuāng)繞組變壓器、發(fā)電機雙繞組變(biàn)壓器組,當發(fā)電(diàn)廠與(yǔ)大電(diàn)力系(xì)統聯系時,短路(lù)電流可按系統容量等于(yú)無限(xiàn)大條(tiáo)件來(lái)計算(suàn)。對三繞組(zǔ)變壓器和發電機三(sān)繞組變壓器組(zǔ),短路(lù)電流則按(àn)各種(zhǒng)實際(jì)的系(xì)統容量(liàng)條件來(lái)計算(suàn);

  kk:可靠系數(shù)。取1.3;當(dāng)采用不帶速飽和(hé)變(biàn)流器(qì)的繼電器時取(qǔ)1.5。

  母線縱(zòng)差(chà)保護:m10=(kkikmax)/i1n

  ikmax:外部短路時,流(liú)過電流互(hù)感器的大(dà)電流(liú)。需求(qiú)按電源分(fèn)支線(xiàn)内電流實際分布來(lái)計算(suàn)短路(lù)電流(liú);
  kk:可(kě)靠(kào)系數(shù)。取(qǔ)1.3;當采(cǎi)用(yòng)不帶速飽和(hé)變流器的繼(jì)電器時取(qǔ)1.5。

  35~110kv線路星形接線的電(diàn)流(liú)速斷保(bǎo)護、3~220kv線路星(xīng)形接(jiē)線的(de)過電流(liú)保護、廠(chǎng)用變(biàn)壓器(qì)的速斷和過流(liú)保護(hù)(含零序過(guò)流(liú)保護):m10=(kkidz2)/in

  idz2:保護裝置的動作電流(liú);
  in:電流互感(gǎn)器額定電流(liú)

  kk: 可(kě)靠系(xì)數。考(kǎo)慮到電流互(hù)感(gǎn)器(qì)的(de)10%誤差(chà);取1.1。
  具有方(fāng)向性(xìng)的保(bǎo)護裝(zhuāng)置:m10=(kkikmax)/i1n

  ikmax:當保護(hù)安(ān)裝(zhuāng)處的(de)前方(fāng)或後(hòu)方引出線短(duǎn)路(lù)時,流(liú)過電流互感(gǎn)器(qì)的大電流(liú)的周期分(fèn)量;
  kk:可靠系(xì)數。當保護動作(zuò)時限為0.1s時取2;0.3s時(shí)取1.5;大于(yú)是(shì)1s時取(qǔ)1。

  非方(fāng)向性(xìng)的阻抗保(bǎo)護:

  線(xiàn)路差(chà)動保護(縱差、橫(héng)差和(hé)方向橫差(chà)):m10=(kkikmax)/i1n

  kk:可靠(kào)系(xì)數。考(kǎo)慮(lǜ)短路(lù)電流(liú)非周(zhōu)期分量對(duì)電流互感(gǎn)器勵(lì)磁的影響(xiǎng),當差動保(bǎo)護不采(cǎi)用速飽(bǎo)和變(biàn)流器(qì)時取(qǔ)2;采用速(sù)飽(bǎo)和變(biàn)流器(qì)時取1.3。

  ikmax:外部(bù)短路時,流過所(suǒ)接電(diàn)流互感器(qì)的大電流(liú)的周(zhōu)期分(fèn)量(liàng);對(duì)于雙(shuāng)回線(xiàn)橫差保護(hù),因雙回(huí)線阻抗(kàng)相等,在外部短(duǎn)路時,流(liú)過每回(huí)線的短(duǎn)路(lù)電流隻是ikmax的一半。

  結(jié)語(yǔ):

   将(jiāng)實測(cè)阻抗(kàng)值按(àn)嚴重的短(duǎn)路類型(xíng)換(huàn)算成(chéng)z;然後(hòu)根據(jù)計算(suàn)出的電流倍數m10,找出與m10倍數相(xiàng)對應的允(yǔn)許阻(zǔ)抗值(zhí)zfh,如果z≤zfh時為(wéi)合格。當電流互感器(qì)不(bú)滿(mǎn)足10%誤(wù)差(chà)要求時(shí),應采(cǎi)取以(yǐ)下措施(shī):①改(gǎi)用伏安特(tè)性較(jiào)高的電流互感器二次繞阻,提(tí)高代負(fù)荷的能(néng)力;②提(tí)高電(diàn)流互感器(qì)的變比,或(huò)采用(yòng)額定電流(liú)小的電流互感(gǎn)器(qì);以減小電流(liú)倍數m10;③串聯備用(yòng)相同級别電流互感(gǎn)器(qì)二次繞(rào)組,使(shǐ)負荷能力增大一倍;④增大(dà)二次電纜截面,或采(cǎi)用消(xiāo)耗功(gōng)率小的繼電器;以減(jiǎn)小二次側(cè)負荷zfh;将電(diàn)流互(hù)感器(qì)的不完全星形接線(xiàn)方式改為完(wán)全(quán)星形(xíng)接線方式;差電(diàn)流接(jiē)線方式改(gǎi)為不完全星形(xíng)接線(xiàn)方式;改變(biàn)二次負荷元件(jiàn)的接線方式,将(jiāng)部(bù)分(fèn)負荷移至(zhì)互感器備(bèi)用繞(rào)組,以減小計算(suàn)負荷(hé)。

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