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做繼電保護檢測之前必須了解的常識

發布日期:2015-03-27 |
責任編輯:一只前進的蝸牛

  從事電力行業的朋友都知道,變電所內一定會有的一種裝置,那就是電流互感器。變電所內為什么要有電流互感器:

  我們變電所內的二次設備(如繼電保護測試儀、自動裝置、測量儀表等)需要對一次系統的電流測量與控制。但是電力系統一次電壓很高,電流也很大,且運行的額定參數千差萬別。有了電流互感器就可以對一次系統的大電流進行隔離,從而能準確安全地獲取電氣一次電流信息。

  對電流互感器的要求。

  一、電流互感器的一次額定電壓應與所用電網的額定電壓等級相同,其絕緣水平應能承受長期運行及可能出現的短時過電壓。

  二、變換精度高,應能滿足測量精度,確保繼電保護動作可靠。

  三、變比適當,其變比應能保證系統在額定工況下測量儀表、繼電保護及自動裝置的測量精度要求及工作在線性區。

  四、容量足夠大,應滿足正常及電力系統短路故障時,繼電保護及自動裝置的測量精度要求。

  五、滿足熱穩定及動穩定的要求,飽和倍數足夠大。

繼電保護測試儀
TP-60A微機繼電保護測試儀

  電流互感器的構成及工作特點:

  電流互感器的作用是將電力系統的一次大電流變換成與其成正比的二次小電流,然后輸入到測量儀表、繼電保護及自動裝置中。其構成及工作特點如下:

  1、一次匝數少,二次匝數多

  用于電力系統中的電流互感器,其一次繞組通常是一次設備的進、出導線,只有1匝或2匝;其二次匝數卻很多。如:變比為1250/1的電流互感器,其一次為1匝,二次匝數有1250匝。

  2、鐵芯中工作磁密很低,系統故障時磁密大

  正常運行時,電流互感器鐵芯中工作磁密很低,其一次與二次保持安匝平衡。當系統故障時,由于故障電流很大,二次電壓很高,勵磁電流增大,鐵芯中磁密急劇升高,甚至使鐵芯飽和。

  電流互感器的構成及工作特點:

  3、高內阻,電流源

  正常工況下,鐵芯中的磁密很低,勵磁阻抗很大,而二次匝數很多。從二次側看進去,其阻抗很大。負載阻抗與電流互感器的內阻相比,可以忽略不計,故負載阻抗的變化對二次電流的影響不大,可稱之為電流源。

  4、需要二次負載小(相對電壓互感器)

  電流互感器的二次負責如果很大,運行時其二次電壓很高,勵磁電流必然增大,從而使電流變換的誤差增大。特別是在系統故障時,電流互感器一次電流可能達額定電流的數十倍,致使鐵芯飽和,電流變換誤差很大,不滿足繼電保護的要求,甚至使保護誤動。

  5、二次回路不得開路

  電流互感器的二次回路不得開路。如果在運行中二次回路開路,二次電流消失,去磁作用也隨之消失,鐵芯中的磁密很高;又由于二次匝數特多,二次電壓會很高,有時可達數千伏,危及二次設備及人身安全。

  電流互感器的極性

  為什么電流互感器一、二次要標出極性:

  因為電力系統負荷方向的存在,二次設備用的二次電流必須和一次潮流相對應,故需要一、二次標出極性。任何一側的引出端子出錯,都會使二次電流相位變化180度,影響二次設備的正常工作。

  電流互感器的極性一般采用減極性的標注方法:

  電流互感器一、二次側一般都標有“*”或腳注(如1作頭,2作尾等)。

  所謂“減極性”

  一、二次側引出端子上同一符號或同名腳注為同極性端子。采用的是減極性標注:當一次繞組從標1的端子通入交流電流時,在二次繞組回路中感應的電流應從標1端流出。從兩側同極性端觀察時,一、二次側電流的方向相反。

  電流互感器的誤差

  在具有鐵芯的電流互感器中,由于勵磁電流IM的存在(呈感性),電流互感器二次電流I2與一次實際電流I1幅值不同,相位也不同。

  所以反映電流互感器測量誤差的由變比誤差和相位誤差構成。設變比為Y。

  變比誤差=100%*(I1–I2*Y)/I1

  一般我們要求變比誤差不大于10%,相位誤差不大于7度

  電流互感器10%誤差的校核

  其方法主要是計算出在最大短路電流時二次回路的最大允許阻抗ZMAX,與該二次回路的實際阻抗ZL(二次負載)進行比較,該實際阻抗必須小于最大允許阻抗,即ZL小于等于ZMAX。

  電流互感器的負載阻抗

  電流互感器實際負載阻抗的測量

  電流互感器二次回路的負載阻抗一般通過實際測量后得出。

  負載阻抗測量注意事項

  1、測量電流二次回路負載阻抗時,必須包括連接電纜與所有可能接入的負載。

  2、必須使用50HZ的交流試驗電源。

  3、在無法判定哪一相或哪一種接線二次負載最大時,應測量所有方式下的二次負載,取其中最大值。

  電流互感器的準確度

  1、測量、計量用的電流互感器繞組

  為了保證計量、測量的準確性,保證保護裝置動作可靠、正確,電流互感器必須達到一定的準確度。

  在國標GB1208-1997中,規定測量用的電流互感器的準確度等級分為0.1、0.2、0.5、1、3、5等六個標準,這是一個相對誤差標準。

  1.0-1的四個標準其二次負荷應在額定負荷的25%-100%之間,3、5兩個標準其二次負荷應在額定負荷的50%-100%之間,否則準確度不能滿足要求。

  由于現實應用當中,負荷范圍比較廣,有時候對準確度要求較高。

  我們會采用經補償的0.2S和0.5S電流互感器,該電流互感器在1%-120%額定負荷間均能滿足準確度要求。

  2、保護用的電流互感器繞組

  保護用的電流互感器的準確度要求一般沒有測量的高,但其不僅要求在額定一次電流誤差不超過規定值,由于其要求在故障電流最大時有較好的傳變特性,所以在一定短路電流倍數下誤差不超過規定值:

  P類:要求在給定的短路電流下復合誤差不超過規定值。一般用aPb的形式表示誤差等級。如5P10,其含義是在10倍互感器額定電流下的短路電流時,其誤差不超過5%。a:是準確度等級。b:保證準確度的允許最大短路電流倍數。

  TP類:這類保護用電流互感器要求在規定工作環境的暫態條件下保證規定的準確度;如TPY級在鐵芯中設置了一定的非磁性間隙,其相對非磁性間隙長度(實際非磁性間隙長度與鐵芯磁路長度的比值長度)大于0.1%。從而限制了剩磁,TPY級適用于帶重合閘的線路保護,單不宜用于斷路器保護。

 

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