電流互感器10%誤差曲線實(shí)際工作中的案例分析

劉卓

摘 要 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障，流過(guò)互感器一次線圈的電流為短路電流時(shí)，其鐵芯會(huì)迅速飽和激磁電流增大，對(duì)用于繼電保護(hù)的電流互感器規(guī)定其最大允許電流誤差不得超過(guò)10%。依據(jù)《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》（GB/T-14285-2006）的規(guī)定，通過(guò)試驗(yàn)對(duì)保護(hù)級(jí)電流互感器的勵(lì)磁特性和誤差曲線對(duì)保護(hù)級(jí)電流互感器進(jìn)行穩(wěn)態(tài)性能計(jì)算，確保電流互感器能夠長(zhǎng)期、安全和穩(wěn)定地運(yùn)行，滿足發(fā)電機(jī)變壓器組及輸變線路繼電保護(hù)的相關(guān)要求。

關(guān)鍵詞 電流互感器；誤差曲線；穩(wěn)態(tài)性能

中圖分類號(hào) TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）17-0211-01

1 工程概述

某新建2×15MW分布式新能源項(xiàng)目，發(fā)電機(jī)組以10.5kV接入系統(tǒng)，出線4回；分別由1#、2#燃機(jī)發(fā)電機(jī)10.5kV母線新建2回10.5kV出線接入110kV萬(wàn)力用戶站的10kV母線的不同分段，經(jīng)萬(wàn)力站主變升壓至110kV接于110kV母線上。

2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)比對(duì)

1）CT型號(hào)：LZZBJ9-10A1；額定變比：1000/5；復(fù)合誤差：10P10；額定負(fù)荷：15（VA）。

2）試驗(yàn)數(shù)據(jù)：測(cè)量繞組直流電阻及二次負(fù)載

阻抗。

互感器二次繞組直阻Rct：0.213（Ω）二次負(fù)載阻抗Rb：0.8234（Ω）。

3 電流互感器穩(wěn)態(tài)性能驗(yàn)算

1）保護(hù)校驗(yàn)故障電流：根據(jù)設(shè)計(jì)院圖紙《設(shè)備選擇結(jié)果表》設(shè)備選擇要求。

2）選擇驗(yàn)算。

（1）電流互感器的額定準(zhǔn)確限值一次電流Ipel應(yīng)大于保護(hù)校驗(yàn)故障電流Ipcf。

（2）電流互感器額定二次負(fù)荷Rbn應(yīng)大于實(shí)際二次負(fù)荷Rb（Rbn>Rb）：

兩相短路ZF+Zφ：0.8153（Ω）單相接地2ZF+Zφ+ZN：1.7451（Ω）。

（3）為保證電流互感器變比誤差不大于10%，選用的電流互感器一次側(cè)能承受的電流對(duì)于額定電流的倍數(shù)不應(yīng)小于以下各式計(jì)算值：

Ikmax：外部短路時(shí)，流過(guò)電流互感器的最大電流（短路電流周期分量有效值26 860（A））；

Kk：可靠系數(shù)，取1.3。I1N：電流互感器的額定一次電流：1 000（A）；

m10=（KkIkmax）/I1N=34.918倍；

查曲線及數(shù)據(jù)m10= =34.918倍下：Rb=1.745 1（Ω） Rbn=0.00Ω。

（4）按額定二次極限電動(dòng)勢(shì)驗(yàn)算，P類電流互感器的額定二次極限電動(dòng)勢(shì)Es1應(yīng)大于保護(hù)校驗(yàn)要求的二次感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Es，即EK≥（K*Ikmax/200）*（Rct+Rb）；EK：拐點(diǎn)實(shí)測(cè)電壓值；Ikmax26860（A）：短路電流周期分量有效值；Rct=0.213（Ω）：電流互感器二次繞組電阻，此處取測(cè)試最大值（按導(dǎo)則應(yīng)校正至75℃或廠家規(guī)定的溫度）K裕度系數(shù)：暫態(tài)系數(shù)，即考慮電流互感器暫態(tài)飽和影響給定的系數(shù)，取較大值取1.3。

Rb實(shí)測(cè)二次負(fù)載阻抗值：1.7451（Ω）EK 最小值：341V拐點(diǎn)電壓：83.15V。

4 分析及結(jié)論

1）電流互感器的額定準(zhǔn)確限值一次電流Ipel應(yīng)大于保護(hù)校驗(yàn)故障電流Ipcf。按此句理解，現(xiàn)場(chǎng)電流互感器為10P10，即10倍額定電流下誤差不超過(guò)10%，電流互感器10倍額定電流即為10kA；查10%誤差曲線10kA下輸出阻抗值為8.69Ω滿足系統(tǒng)要求的1.7451Ω。按設(shè)計(jì)圖紙10kV聯(lián)絡(luò)線（能源站）流過(guò)電流互感器的最大電流達(dá)到（14.37+12.49=26.86kA）；根據(jù)驗(yàn)算結(jié)果CT勵(lì)磁過(guò)飽和后的最大滿足輸出阻抗倍數(shù)為m10=12，所以非周期分量短路輸出值不能達(dá)到計(jì)算要求。

2）按額定二次極限電動(dòng)勢(shì)驗(yàn)算，P類電流互感器的額定二次極限電動(dòng)勢(shì)Es1應(yīng)大于保護(hù)校驗(yàn)要求的二次感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Es；現(xiàn)場(chǎng)電流互感器的試驗(yàn)數(shù)據(jù)極限電動(dòng)勢(shì)Es1為85V左右，而滿足系統(tǒng)故障短路非周期分量的電動(dòng)勢(shì)EK=350V左右；所以短路其輸出值都不能達(dá)到計(jì)算要求。

3）原因分析：由系統(tǒng)一次阻抗計(jì)算選擇表我們可知，系統(tǒng)設(shè)計(jì)短路電流為26.86kA，額定輸出電流為502A，選用CT為1000/5A 10P10；設(shè)計(jì)院在CT選型上只考慮了線路輸出電流，未考慮短路時(shí)CT過(guò)飽和后的準(zhǔn)確輸出極限值，不能滿足實(shí)際短路情況下的

需求。

5 處理辦法及結(jié)果

1）處理方案：考慮到原本是因?yàn)镃T設(shè)備選型容量過(guò)小所導(dǎo)致，其他方案不能本質(zhì)上解決問(wèn)題，經(jīng)業(yè)主、設(shè)計(jì)院及我們統(tǒng)一意見(jiàn)后決定更換CT。但由于是柜內(nèi)CT，尺寸有所要求經(jīng)與高壓柜廠家、CT廠家、線路保護(hù)廠家三方確認(rèn)后確認(rèn)CT更換為1500/1A 10P30的型號(hào)，定值重新按照1500/1進(jìn)行計(jì)算。

2）處理結(jié)果：在更換CT（1500/1 10P30）安裝完畢后對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)及

驗(yàn)算。

（1）m10=（KkIkmax）/I1N=23.279倍 Rbn=42.21Ω m10=45倍（即CT銘牌標(biāo)稱理論輸出誤差值45kA）的最大輸出阻抗值為11.236Ω左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際要求的系統(tǒng)故障短路非周期分量26.86kA下的1.7542Ω要求。

（2）在對(duì)其勵(lì)磁曲線進(jìn)行分析，其拐點(diǎn)電壓為785V左右，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足系統(tǒng)故障短路非周期分量的最大電流所需電動(dòng)勢(shì)EK=355V所需的要求。更換后的CT滿足系統(tǒng)故障短路后保護(hù)動(dòng)作的準(zhǔn)確性及可

靠性。

參考文獻(xiàn)

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