保護用電流互感器的選擇

電氣設計 2010-07-30 17:29:15 閱讀113 評論0 字號：大中小 訂閱

隨著電力系統(tǒng)的不斷擴大，35 kV、10 kV變電站系統(tǒng)短路電流越來越大，而有的工作電流卻不大，電流互感器的額定一次電流通常按負荷電流選擇，以便于測量和保護整定。這樣確定的電流互感器在短路狀態(tài)，需要承受足夠大的短路電流，可能產(chǎn)生嚴重飽和而影響其性能。為解決該問題，對于額定電流遠大于負荷電流的TA，難于實現(xiàn)保護整定及保證測量誤差。通過以下分析提出按保護最大值，確定保護用的TA準確限值系數(shù)，以代替按

常規(guī)短路電流選擇TA參數(shù)，是可行的選擇保護用互感器的方法。

保護用電流互感器（TA）主要與繼電保護裝置配合，在線路發(fā)生短路過載等故障時，向繼電保護裝置提供信號切斷故障電路，保護電力系統(tǒng)的安全。它的工作條件與測量用互感器完全不同，后者正常一次電流工作范圍有合適的準確度即可，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。而前者在比正常電流大幾倍或幾十倍電流時才開始工作，其誤差（電流和相位誤差）要求在誤差曲線范圍內(nèi)，而同時考核電流誤差和相位差時用復合誤差。保護用TA，一次電流I1較小時，二次電流I2線性變化；當I1增大到一定時，互感器鐵芯中的磁密很高。由于鐵磁材料的非線性，勵磁電流i0中高次諧波含量很大，波形呈尖頂形，與正弦波相去甚遠，即使I1是理想的正弦波，I2也不是正弦的。非正弦波不能用相量圖分析，需采用復合誤差分析，這使i0迅速增大，相當于部分I1未能轉(zhuǎn)換成I2，I2與I1不再成正比變化，從而增加TA誤差。當電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障而引起繼電保護動作時，短路電流很大，一般為額定電流的十幾倍，使誤差增大，危及保護裝置的靈敏性和選擇性。另外，從原理上講，TA本身是個特殊的變壓器，要求在額定

負荷下運行。

TA誤差不可避免，其大小與TA鐵芯勵磁特性及二次側(cè)負荷有關。 要控制好這個誤差，應處理TA所在位置最大故障電流與額定一次電流I1的比值、額定電流比及額定二次負荷的關系。因此需正確了解準確級及與其相關的準確級限值、額定電流比和額定負荷的概念。要解決此問題，就要根據(jù)變電站的實際情況選擇合適的準確級。 對保護用TA，準確級以該級在額定準確限值I1下的最大允許復合誤差的百分數(shù)標稱，其標以字母“P”，表示保護，它實際上是人為規(guī)定的TA制造的誤差等級要求。準確限值系數(shù)指能滿足復合誤差要求的一次電流最大值與額定一次電流的比值。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(jù)的二次負荷值，在早期國家標準《電流互感器》中規(guī)定，TA保護準確級為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(guī)定值。目前新版中規(guī)定準確級為5P和10P，分別表示在額定準確限值一次電流時的復合誤差限值為5%、10%；其準確限值系數(shù)標準值系列為5、10、15、20、30等，表示在短路故障下，若短路電流與額定值相比的倍數(shù)小于該值，則誤差控制在

準確級范圍內(nèi)。

對于中壓系統(tǒng)線路和變壓器一般采用電流保護(包括電流速斷和過電流保護)，對于電流保護，以往某些規(guī)定要求在該回路區(qū)內(nèi)出現(xiàn)最大短路電流時，電流互感器不應出現(xiàn)飽和，在短路電流很大的情況下，電流互感器參數(shù)很難滿足要求。根據(jù)互感器高壓試驗基地和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心和微機保護裝置進行不同短路電流、不同整定值下的系列試驗，要求電流互感器在飽和時的輸出和復合誤差特性，以及與保護動作之間的關系，找出規(guī)律。

因此，按保證保護裝置正確動作，確定電流互感器準確限值系數(shù)。其準確限值電流應大于最大整定電流值(電流速斷定值)，可保證保護裝置正確動作，當短路電流進一步增大時，即電流互感器出現(xiàn)飽和后，二次電流繼續(xù)保持增大趨勢，保護可靠動作，一般電流互

感器最大整定電流系數(shù)為15～20即可滿足要求。

原則上應根據(jù)實際負荷要求修正電流互感器準確限值系數(shù)。

常規(guī)電流互感器選型一般電流互感器可以滿足要求，從根本上解決某些中壓系統(tǒng)短路

電流大，電流互感器參數(shù)不能適應的問題。