电流互感器(精选5篇)

  • 电流互感器(精选5篇)已关闭评论
  • A+
所属分类:文学
摘要

电流互感器的极性与否,将影响保护的正确动作,这一点在距离、差动、功率方向等保护中,已得到继保人员的重视,但在配电网典型接线的无方向过流保护中,如果电流互感器极性接错也可能引起保护误动,这一点还未得到应有的重视。我厂的一条6KV配电线路就发生…

电流互感器的正确使用首先关系到装置和人身的安全。由于电流互感器结构的特殊性,二次电流的大小由一次电流决定:一、二次匝数比很小,当二次回路开路时,一次电流主要用来激磁,二次侧将感应出高电压,威胁装置和人身的安全。所以电流互感器带负载运行时,二次侧决不允许开路。同时,在高压回路应用时,为防止高压传入二次绕组,所以二次侧必须接地使用。这两点作为安全基本知识。一般电工均已知晓。电流互感器在实际使用中除注意以上两点外,还应注意电流互感器的极性和安匝数等问题。

电流互感器的极性与否,将影响保护的正确动作,这一点在距离、差动、功率方向等保护中,已得到继保人员的重视,但在配电网典型接线的无方向过流保护中,如果电流互感器极性接错也可能引起保护误动,这一点还未得到应有的重视。我厂的一条6KV配电线路就发生过一次此种事故。

例:如图1:总变6KVIV段672开关送循环水主变电源,0.4KV侧接有155KW电机的高压水泵5台,110KW电机的低压水泵3台,55KW电机的冷却风机3台,变压器容量2000KVA,672开关装有速断、定时过流、瓦斯等保护。速断整定值为2400A0-,定时过流整定值为360A0.3-。408为ME3200型万能空气断路器,速断16KA。电动机均为直接起动。

后因公司发展需要,须将循环水主变出线由原6KVIII段651开关移至6KVIV段672开关供电,672开关整定值套用651开关整定值,672开关原150/5电流互感器与651开关300/5电流互感器对调使用。完成上述工作后,于当日14时672开关送电,循环水逐渐开泵。当晚18时已开155KW水泵3台(1#、2#、3#)、110KW水泵1台6#、55KW风机2台(1#、2#),672开关电流指示90A。20时因其它系统使用,用水量增加,在增开4#水泵155KW电机时,672开关过流动作跳闸,低总408开关跳闸,各低压分开关未动作。初步分析672开关跳闸是由于4#水泵起动所致,经查看4#水泵现场,未发现异常情况,在确认供电线路无问题后试送电。先开4#水泵,正常,然后停泵。再依次开1#、2#、3#、6#水泵。1#、2#风机,并带上负荷,运行正常,672开关电流指示仍是90A左右。当再起动4#水泵时,672开关依然过流动作跳闸,低总开关408跳闸。由此确定672开关过流动作跳闸系躲不过起动电流所致;低压开关跳闸系失压所致,但令人不解的是,当时672开关运行电流90A,加上4#泵起动电流折算到6KV侧的133A,总和为223A,远小于定时过流动作电流360A,且在651开关运行是一直良好,经仔细检查672开关电流继电器整定值、回路连接线都准确,那么问题会出在哪里?后考虑调换过电流互感器,想从电流互感器上找一找原因,然后打开高压柜,检查电流互感器,仔细核对后发现C相电流互感器上保护级回路接线极性接反,经调整后,672开关送电,循环水再起动各泵,带上负荷运行正常。672开关电流指示为110A。

事故原因分析:672开关锁带变压器出线,采用的是不带功率方向的二段式速断和定时过流保护。电流互感器采用不完全星型接法,速断1LJ、2LJ分别串接在A、C两项电流中,定时电流3LJ、4LJ、分别串接在A、C两相电流中,5LJ、串接在N线上。过负荷6LJ串接在N线上。具体接线如图2:(用老符号表示)

这种接法的基本思想是:一次系统三项电流基本平衡。A、B、C三相相位差1200,二次的中线电流N=a+c=-b.

如图3所示,由于安装时电工疏忽,未认准极性,造成C项

电流互感器接反极性,使二次回路中电流N由a.c相量和成为a.c相量差,既N’=a-c

取a为参考量:则

?a=I c=-1/2I+j√3/2I

正确接法,二次回路N线电流:

N=a+c=I-1/2I+j√3/2I=1/2I+j√3/2I=I∠60O

当C相电流互感器极性接错时,二次回路N线电流:

N’=a-c=I+1/2I-j√3/2I=√3/2I-j√3/2I=√3I∠-30O

比较N和N’可见:C项电流互感器极性接反时,二次回路N线上电流增加为正确接线时的√3倍,相当于N线电流整定值为原来的1/√3倍,即672定时过流保护一次电流整定值由360A变为360/√3≈207.8A,小于223A,因此造成672开关定时过流动作跳闸。

在使用低压穿心式电流互感器时,他的接线不仅与极性有关,还与一次安匝数有关,也即是一次额定电流与穿心匝数有关。如LMZJ1-0.5型,400安匝电流互感器,当一次穿一匝时,额定电流为400A,穿2匝时额定电流为200A,安匝数应与检测电流表配合使用,安匝数既表示了电流互感器一次侧额定电流的测量范围,也表示了接线方式。如果在使用中忽略了这个问题,就会出现计量不准,保护失灵等问题。

例如脱卤岗位有二台风机,电动机为Y200L1-2型,30KW,选用LM-0.5型100/5A,安匝数为200的电流互感器计量和热继电器中电流回路使用,配用0~100A的电流表和最大值为5A的热继电器。新安装和调试,发现指示电流值偏小约为25A,用钳形表测得一次侧实际工作电流48A,两者明显不符,而且二太电机情况相似。经更换了一台电机的电流互感器、二次线路、电流表后,情况依旧。后经仔细分析,发现一次侧与二次侧指示电流都是相差近2倍,似乎与穿心匝数有关。经仔细查看电流互感器铭牌,发现该电流互感器安匝数为200,即当用于100A线路中应穿心2匝,而不是常规的1匝,我们将一次线路在互感器上穿2匝后运行,电流表指示50A,钳形表测得49A,基本相符,从而保证了电流正确指示与串接在二次回路中热继电器有了过载保护作用。

为防止电流互感器使用失当的情况,应采用以下措施。

(1)明确二次回路电流方向,以一次系统的电流由母线流向线路为正方向,二次回路电流必须与此对应。

(2)新安装电流互感器须做极性试验,应采用减极性。

(3)新安装线路应在轻负荷时检测二次电流和一次电流之比与变比是否符合。特别在计量与保护分开的电流回路更应检测,确保保护正确可靠投入运行。

参考文献

[1]徐崴.《维修电工基本技术》.金盾出版社

电流互感器范文第2篇

关键词:电流互感器;继电保护;电流;影响;措施

中图分类号:TM451 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 24-0000-01

一、前言

在电力系统中,电流互感器的饱和与否对继电保护装置的影响非常大,会直接影响到继电保护装置的安全稳定运行,随着社会工业的不断发展,电力系统的供电容量也不断地增大,但是系统短路电流也在急剧增加,电力系统中的电流互感器饱和问题也日益突出,对继电保护产生重要影响,本文对其进行了简单的论述,并提出了一些具体的解决措施,希望对电力系统的安全、稳定运行提供一定的帮助。

二、电流互感器原理

电流互感器简称CT,其原理是依据电磁感应原理,将一次回路中的大电流变化成二次回路中的小电流,然后供给测量仪器继电保护装置或者其他的类似装置,电流互感器的主要用途是对被测电流进行变换,其优点就是比普通的变压器输出的容量小,按照其性能和用途可以分为两大类,一类是用来测量用电流互感器,另一类是用来保护用电互感器。

三、电流互感器饱和对继电保护影响的基本原理

电流互感器的饱和对继电保护装置影响非常大,想要继电保护装置能够安全稳定运行,电流互感器就必须要真实的反应一次电流的波形,尤其是当出现故障的时候,电流互感器不仅要反映出故障电流的大小,还要反映出电流的波形和相位,以及电流的变化率。电流互感器的饱和分两种,一种是稳态饱和,另一种是暂态饱和,而使电流互感器饱和的原因有很多,如电流非周期分量的大小、二次侧负荷大小及铁芯剩磁、一次系统的时间常数的大小等。

(1)稳态饱和主要是由于一次电流的值过大,致使二次电流不能正确传变一次电流。

(2)暂态饱和主要是由于大量的非周期分量进入电流互感器饱和区造成的。

电流互感器的饱和,严重影响了继电保护装置的稳定运行,使其不能安全、快速的进行工作,使其保护拒动、延迟动作等,极大的降低了继电保护装置的测量故障的准确性。

四、电流互感器对继电保护装置的影响

(一)电流互感器对电流保护的影响

等效动作判断依据为:I J>I p;

I J:是继电器短路的电流二次值;

I p:是电流继电器的定值;

根据以上式子可知,当电流互感器处于饱和状态时,二次侧的等效动作变小,使得保护产生拒动。

(二)电流互感器饱和对速断保护的影响

电流速断保护是指当电流增大时的瞬时保护动作,当被继电保护的区域出现短路时,短路电流中的非周期分量变大,电流互感器处于饱和状态,使得继电保护装置的电流小于实际电流,达不到速断保护的动作值,这样就极大的影响到了速断保护的工作,只有当电流互感器恢复正常时速断保护才能正常工作。

(三)电流互感器饱和对母线的影响

电流互感器的饱和使得母线保护在设计和整定时面临许多困难,电流互感器的母线多数都采用电流差动式保护,利用对CT二次测电流瞬时值差动的原理,可以实现对母线的快速保护,当电流互感器出现饱和状态时,使得二次测电流差动原理遭到破坏,导致保护误动作,由此可见,电流互感器的饱和对母线的影响非常严重,我们必须认真研究保护闭锁和开放时刻,尽量避开CT饱和对保护的不良影响。

(四)电流互感器对方向纵联保护的影响

当电流互感器处于饱和状态时,只要电流方向不发生故障,方向纵联保护一般不会出现故障,除非出现区外故障,此刻的测保护检测到的故障电流超过了方向纵联保护启动电流,而线路负荷端的保护却因为电流互感器处于饱和状态而未持续发出区外故障闭锁信号,使得方向纵联保护出现误动。

五、防治电流互感器饱和对策

电流互感器对继电保护装置影响非常大,继电保护装置能否正常、安全工作取决于电流互感器的饱和与否,避免电流互感器的饱和,具体措施如下:

(1)避免CT饱和:CT饱和也受电流互感器二次负载阻抗的大小影响,所以,要选用额定阻抗和额定容量较大的电流互感器,减少电流互感器的二次阻抗,因为电流互感器的额定二次电流是5A和1A,相同容量下的二次电流5A要比1A的允许二次阻抗差25倍,所以要尽量提高CT的允许二次阻抗值。

(2)采用TP类电流互感器:这类的电流互感器适用于短路电流中非周期分量暂态影响的情况,TP类电流互感器一般在最严重的暂态条件下不饱和,二次电流的误差在规定范围内。

(3)采用抗饱和的继电保护装置:应该采用对电流饱和不敏感的保护原理和对电流互感器饱和不敏感的数字保护装置。

(4)尽量将继电保护装置就地安装:继电保护装置就地安装可以缩短二次电缆的长度,减少互感器负担,避免饱和。

此外,目前国内外的主要抗饱和方法有很多,比如:波形判据法、局部测算法、使用饱和发生器、增大保护级CT变比、限制短路电流、减少CT的二次额定电流等等。

六、结束语

综上所述,电流互感器的选择与配置不当,会直接引起继电保护装置的不正确动作,造成电力故障,在继电保护装置中,电流互感器对继电保护的正确、快速动作起着决定性作用,所以,电流互感器的饱和也直接影响着继电装置的可靠运行,本文对电流互感器的原理进行介绍,分析了电流互感器对继电保护装置的影响,也提出了一些解决措施,希望对电力系统的安全稳定运行提供借鉴。

参考文献:

[1]李升健,黄灿英,谌争鸣.保护用电流互感器的性能验算方法及实例分析[J].电工技术,2013(10):59-60.

电流互感器范文第3篇

【关键词】变电运行;电流互感器;运用

为了对电力设备的运行进行实施监控和检测,我们就需要电流互感器把一次系统的大电流经过转化,成为小电流,以供保护装置以及测量仪表的使用。在其运行过程中,一定要注意互感器中配置还有接线的过失,要严格加强电流互感器的验收工作,尽一切可能防止故障的产生,避免安全事故的发生,提高供电的安全性、稳定性以及可靠性。

1 电流互感器概述

1.1 电流互感器的内部构造

电流互感器是应用在电力系统中的,电流互感器的主要组成是闭合铁芯以及绕组。绕组区分为一次绕组还有二次绕组,被测电流与一次绕组相连接,匝数只有 1~2 匝,匝数相对较少,通常和所测电路串联而成,所以,电流流经也比较多;测量仪器通常与二次绕组相连接,匝数比一次绕组较多,保护回路与之相串联,例如:电流互感器的变比是 400/5,这就表示可以把 400A 的电流转变为 5A 的电流。这是因为,在运行过程中,二次回路始终处于闭合的状态,保护回路中的阻抗得以降低,这也就让电流互感器在运行时和短路的时候相像。在电流互感器的运用过程中,接线方式必须运用串联的方法,二次侧时要保持闭合的状态,如果在实验过程中开路,这就会致使铁芯磁化,使的线圈被烧坏或者导致误差增加;在进行选择变比的时候,一定要与被测电流的大小相结合后在做出合适的选择,并且二次侧一端一定要接地,以免增大误差。

1.2 产生误差分析

在电流互感器中,内部的铁芯会产生励磁电流,所产生的励磁阻抗的性质为电抗,然而,二次负载的性质是阻抗,在电路中,不同的电阻在经电流流过后,因为二次电动势的原因,其产生的相位以及幅值各不相同。根据相关人士研究分析,在变电的运行过程中,如果是纯电阻,角误差最大,若是二次负载是纯电感,那么角误差达到最小值,是零。如果二次阻抗为定值,那么励磁阻抗与比误差成反比,即随着励磁阻抗的降低,比误差随之增大;若是励磁阻抗为定值,那么二次阻抗与比误差成正比,即随着二次阻抗的增大,比误差随着增大。

1.3 电流互感器饱和原因以及特征

由于电流互感器内部的铁芯通常是不饱和的,因此励磁阻抗就比较大,而负载电阻和励磁电流就比较小,在这种情况下,便可以把励磁电流忽略,这样,一次绕组和二次绕组就处于此时平衡的状态。而然,当铁芯磁通密度逐渐增大直至饱和时,Zm 就会随着饱和度的增加而快速下降,这就会打破不同励磁电流之间的比例。而由于一次电流较大会引起铁芯的磁通密度过大或者是由于二次负载过大从而导致铁芯磁通密度多大,这些都是导致电流互感器饱和的原因。饱和电流互感器会有以下特点:①内阻减小,甚至接近于零;②在发生一次系统故障时,电流互感器不是随机便可以达到饱和状态,一般会停滞 3~5ms; ③饱和电流互感器早一次故障电流波形经过零点左右,会复原成线性传递的关系;④当二次电流降低,并且波形出现畸变,就会出现加大的高次谐波分量。

2 电流互感器饱和状态下的影响及对策

2.1 对变压器保护的影响

2.1.1 电压保护的依据

变压系统中的重要设备就是变压器,变压器这种核心设备在变电运行中有举足轻重的作用,意义重大。从我国变电运行现状来看,对变压器的容量要求较小,但是在安全性与可靠性方面对其要求极为严格。变压器通常安装在 35kV 或者是10kV 的母线上,出现低压或者是短路的情况,电流会变大 ,系统短路电流和高压一侧的短路电流相等。变压器保护工作在实际应用中有非常重要的地位,稍有差错,变压器的正常运行就有可能受到很大的阻碍,故障严重时可以危及整个变压系统的稳定。以前安装使用的变压器大多数装有熔断保护设备,其对设备的安全保护方面有良好的保障,近些年来,随着自动化技术的应用不断更新换代同时系统短路容量逐步增加,这种情况下以往的变压器工作受到了较大的影响,只有对其加以改造,才能现代化运行的需求。为了达到电力系统正常运行的目的,现阶段我国许多变电站都增设了变压器开关柜设备,系统保护装置在安装的过程中也尽可能与 10kV 线路一致,以此同时,或多或少的在电流互感器的饱和问题上有一定程度的忽略。因为变压器自身容量较小,导致了其一次电流也较小,这就需要使用共用互感器,这样方可对计量准确性的提高起到促进作用,这样变比就很大程度降低。此时若是变压器发生故障,电流互感器非常容易达到饱和,这样二次电流速度将会减慢,形成保护拒动。

2.1.2 解决保护拒动问题

要解决使用变压器保护拒动问题,首先要解决合理配置保护问题,要对变压器故障时的饱和问题进行估量然后再进行电流互感器的选择;然后,一定要将保护用电流互感器与计量用电流互感器分离,在高压侧装设保护用电流互感器,这样方可对所用变压器进行保护,在所用变压器低压侧装设计量用电流互感器,从而确保计量的精确度;在进行定值整定时,用变压器容量确定过负荷,依据该变压器的低电压那端的出口短路电流确定电流速断保护。

2.2 对电流保护的影响

2.2.1 电流保护的判据依据

据相关资料表明,电流互感器在处于饱和状态时引起二次侧电流很大程度的减小,非常容易造成保护拒动。对于10kV 线路来说 ,线路短路电流比较小 ,在离电源比较远或者是在阻抗系数很大时更为严重。当扩大系统的规模时,随之增加还有短路电流,短路电流将远远超过一次额定电流,从而导致正常运行的系统中的互感器有可能到达饱和状态。另一方面,短路故障是暂态过程,在短路电流中含有很多的非同期分量,它会使互感器的饱和速度大大提高。在这种情况下,在饱和状态下假如发生短路现象,产生的二次侧的电流微小,导致保护装置拒动。主变低压侧以及母线的开关将会被切除,这就进一步导致故障影响变大,故障发生时间延长,系统的正常供电受到了极大的阻碍,供电可靠性受到极大的影响,这对运行设备安全产生极大的威胁。

2.2.2 对策

我们依据前几部分的分析可知,有两种情况可导致电流互感器出现饱和的情况,在电流互感器饱和特别严重的时候,励磁电流全部由一次电流转化而来。二次感应电流基本消失,所以在电流继电器中流过的电流接近于零,导致保护装置出现拒动。技术人员需要从以下两点人手避免这种情况:(1)在进行电流互感器的选择时 ,选择合适的变比 ,充分考虑到线路短路可能出现的电流互感器饱和问题。一般而言,选择 10kV 线路的保护电流互感器的变比要大于 300/5。(2)尽可能的降低电流互感器的二次负载阻抗,避免计量与保护最好不要共用同一个电流互感器,将二次电缆长度最大限度的缩短同时二次电缆的截面积尽可能的加大。

3 电流互感器绕组的布置

布置电流互感器绕组需要牢牢把握两个基本原则,一方面是要避免出现保护死角,另一方面是要避开互感器比较容易发生故障的部位,为避免出现不可控制的区域,一般情况下要使多种保护的保护区域之间有一定的重合,还需要在母线侧安装电流互感器的一次侧极性端。以互感器的一次极性端当做互感器的二次绕组排列的参考依据。若是放置错误一次极性端,尽管在进行二次绕组的分配问题上充分考虑到交叉现象,保护范围的死区依然会出现。

4 结束语

通过本文可以看出,电流互感器在电力系统中的作用就是将一次系统的大电流经过转化,成为二次小电流,以供保护装置以及测量仪表的使用。本为主要介绍了电流互感器的构造、工作原理、饱和问题等等,说明变电运行中电流互感器的运用。

参考文献:

电流互感器范文第4篇

关键词:保护电流互感器;测量及计量电流互感器,二次负荷;阻抗;

中图分类号:O361.4 文献标识码:A 文章编号:

1前言

变电站电流互感器的正确选择,是关系到整个电网保护和计费准确的重要设备。多年来,大家都不太重视这个问题,在选型过程中不把容量要求作为设备选型依据,许多工程依赖工程完工后实测负载进行补救措施,这都会影响工程的正确运行,怎么在设计阶段就把好关,选择好设备是至关重要的。本文通过两个具体工程实例说明电流互感器的选型应用,以供设计人员参考。

2选择原则

2.1保护用互感器二次负荷计算依据

2.1.1接线方式:

中性点直接接地 中性点非直接接地

中性点直接接地系统,短路类型按最严重的形式即单相短路时二次负荷最重,计算公式为Zfh=Zk+2Rdx+Rjc(单相);

中性点非直接接地系统,短路类型按最严重的形式即二相及单相短路时二次负荷最重,计算公式为Zfh=2Zk+2Rdx+Rjc(二相及单相);

其中:Zfh:电流互感器的实际二次负荷,Ω;

Zk:继电器的阻抗,Ω;

Rdx:连接导线的电阻,Ω;

Rjc:接触电阻,Ω,一般取0.05-0.1Ω;

2.1.2选型原则

根据互感器允许二次负荷,比较实际二次负荷大小,如果小于允许二次负荷,则满足电流互感器10%误差曲线。

2.2测量及计量用互感器二次负荷计算依据

2.2.1接线方式:

三相四线接线三相三线接线

测量及计量电流互感器的实际二次负荷按下式计算(根据国网公司通用设计):

Zfh=Zcj+2Rdx+Rjc Ω

其中:Zfh:电流互感器的实际二次负荷,Ω;

Zcj:测量与计量仪表线圈的阻抗,Ω;

Rjc:接触电阻,Ω,一般取0.05-0.1Ω;

Rdx:连接导线的电阻,Ω;

(部分厂家给出的二次负载是电流互感器的容量,可以根据公式S2=I22r Zfhry,推出电流互感器的允许二次负荷,电流互感器的二次额定电流I2r一般为5A,因此Zfhry = S2/25A。)

2.2.2选型原则

根据互感器允许二次负荷,比较允许二次负荷和实际二次负荷的大小,若实际二次负荷的大小小于允许二次负荷,则满足计量误差要求。

3、例题

例题一、某新建220kV变电站,建设规模:主变2台,220kV出线5回、110kV出线10回、220kV及110kV为双母接线,35kV为单母分段接线。某110KV出线系统,互感器变比600/5,10P20,额定二次负载为1.2Ω,保护为南瑞RCS-941A产品。

经查:保护装置每相小于0.5VA,控制电缆单位长度阻抗为6.88m /mΩ(2.5mm),电缆长度为70米(110KV合闸电源),则:

Zfh=0.02+2*70*6.88*10-3+0.05=1.02 Ω<1.2Ω,满足要求。

经查:计量装置每相小于0.5VA,控制电缆单位长度阻抗为4.3mΩ/m(4mm),电缆长度为70米(计量回路),则:

Zfh=0.02+2*70*4.3*10-3+0.05=0.67Ω<0.8Ω,满足要求。

结论:因此110kV系统二次容量一般控制在保护30VA,计量20VA即可。

完全满足通用设计规定保护50VA,计量30VA。

例题二、某新建110kV变电站,建设规模:主变2台, 110kV出线4回、35kV出线6回, 10kV出线6回,35、10kV户外布置, 35KV出线系统,内置互感器变比400/5,10P20,保护额定二次负载为0.8Ω(20VA), 计量额定二次负载为0.6Ω(15VA),保护为南瑞RCS-941A产品。

经查:保护装置每相小于0.5VA(0.02Ω),控制电缆单位长度阻抗为6.88mΩ/m(2.5mm),电缆长度为120米(35KV合闸电源),则:

Zfh=2*0.02+2*120*6.88*10-3+0.05=1.74Ω>0.8Ω,不满足要求。由于内置互感器工艺要求,增大额定二次负载几乎不可能,只能改成外置互感器以增大额定容量或增大电缆线径。本题可以增大电缆线径采用2*4mm导线,计算后

计量电缆单位长度阻抗为2.15mΩ/m(2*4mm),则:

Zfh=0.02+2*120*2.15*10-3+0.05=0.586Ω<0.6Ω,满足要求。

结论:因内置互感器厂方提供容量较小(一般为保护20VA,计量15VA),由此得出35kV系统在户外时,电流互感器建议选用外附CT或选择内附但在设计中增加电缆截面,以保证保护及计量都能满足要求。

参考文献

《工业与民用配电设计手册》

电流互感器范文第5篇

关键词:电网,短路电流,电流互感器

 

随着我国的电力系统的传输容量越来越大,系统的短路容量快速增加。以10kV系统为例,短路容量从以前的几千安增大到了几十千安。,电网。我国以前生产的电流互感器的额定动稳定电流和额定短时热电流(以下简称动稳定电流和短时热电流)是按照当时电力系统短路容量设计的,其值都比较小,目前,这种变化给电力系统的安全运行带来的隐患没有引起有关人员的高度注意,更没有及时对运行中的电流互感器的动、短时热稳定电流进行校核,及时更换不满足要求的电流互感器,各电网经常发生电流互感器的爆炸事故,造成不必要的损失。这种爆炸事故不但会造成电流互感器本身的损坏,而且还会引起断路器等其它设备的损坏,每次事故的损失都比较严重。因此,大家应十分重视电流互感器的动、短时热稳定电流的选择和校核工作。,电网。

1.电流互感器额定动稳定、短时热电流和试验方法

电流互感器的短时热电流(Ith)是在二次绕组短路的情况下,电流互感器在一秒钟内承受住且无损伤的最大一次电流方均根值。而额定动稳定电流(Idyn)是在二次绕组短路的情况下,电流互感器能承受其电磁力的作用而无电气或机械损伤的最大一次电流峰值。并且,动稳定电流通常为短时热电流的2.5倍。在电流互感器的型式试验中,需试验电流互感器的动稳定电流和短时热电流是否达到铭牌值,其短时热电流的试验方法:对于短时热电流(Ith)试验,互感器的初始温度应在5~40℃之间,本试验应在二次绕组短路下进行,所加电流I 和持续时间t应满足(I2t)不小于,且t在0.5~5s之间。动稳定试验应在二次绕组短路下进行,所加一次电流的峰值,至少有一个峰不小于额定动稳定电流(Idyn)。动稳定试验可以与上述热试验合并进行,只需试验中电流第一个主峰值不小于额定动稳定电流(Idyn)。

2.电力系统短路电流计算

在电力系统中,一般三相短路电流数值较大,产生的电动力和发热也最严重。在确定电流互感器动稳定和短时热电流时,可以只根据三相短路电流来选择,而不必考虑系统中的中性点是否接地。

当三相短路时,并设短路发生在Um=0时:

式中ik 短路全电流瞬时值;

Um 系统母线电压;

上式右边第一部分为正弦电流,是短路电流的周期分量。第二部分是一个按指数衰减的直流分量,又叫非周期分量或自由分量。ik=ip+inp某一瞬时的短路全电流有效值Ik(t)是以t为中点的一个周期内的ip有效值Ip(t)与inp在t瞬时值inp(t)的方均根值,即

短路电流经过半个周期(t=0.01s),短路电流瞬时值达到最大值,这一瞬时电流为短路冲击电流,用ish表示。,电网。式中ksh 短路电流冲击系数

短路全电流ik的最大有效值是短路后第一个周期的短路全电流有效值,用Ish表示,也叫冲击电流有效值。

式中 短路次暂态电流有效值,是短路后第一周期的短路电流周期分量ip的有效值

对于一般的高压电力网而言,电抗均较电阻值要大得多, 值一般取 =0.05s,相应的ksh=1.8,因此ish=2.55短路暂态过程在经过0.2s后就衰减完毕,这时的短路电流达到稳定状态,称为短路稳态电流,用Ik表示。在无限大容量系统中,由于系统电压在短路过程中是恒定的,所以可以认为暂态过程以后,所有时间短路电流完全相同,即Ip==Ikish=2.55Ik短路冲击电流ish用来校验电流互感器的动稳定度。短路稳定电流Ik=用来校验电流互感器的短时热稳定。在电力系统中,一般都知道母线的短路容量,根据下式,可以方便地计算出系统的三相短路电流(三相短路电流的周期分量有效值)为:

式中Um 短路点的计算电压(母线电压的平均值),对于不同的母线电压,可取对应取0.4、10.5、37、115、230、525kV;

3.电流互感器的动、短时热稳定电流的选择

电流互感器的额定动稳定电流应满足下面的条件:Idyn ish=2.55Ik

电流互感器的额定短时热电流应满足以下条件:式中Ith 设备的短时热稳定的电流铭牌值;T 电流互感器铭牌的短时热稳定电流值持续的时间。Ik 短路电流稳态值tk 短路电流持续时间,短路发生到开关切断电流的时间,一般用保护动作时间代替;在电流系统中,电流互感器安装地点不同,流过的短路电流不同,10kV线路都为单电源,短路电流情况最为简单,便于分析说明选择原则,以下就以10kV出线电流互感器为例,分析说明电流互感器的动、短时热稳定电流的选择方法,其分析方法也同样适用于其它安装地点的电流互感器的选择。对于10kV出线的电流互感器,线路的任一点发生短路,短路电流都会流过该电流互感器,短路电流随短路点离母线距离越远短路电流而变小,当短路点发生在出线端时,短路电流最大,其值与母线短路电流基本一样。,电网。对于负荷侧变电站母线,流过进线电流互感器的短路电流也是与负荷侧母线的短路电流基本相同,应此,在选择电流互感器动、短时热稳定电流时,可以取临近的母线短路电流Ik。,电网。 短路电流持续时间越长,电流互感器发热越严重。在计算短路电流持续时间时,应考虑到断路器可能发生拒动的情况,由后备保护动作切断短路电流。另外,当断路器重合闸时,由于断路器两次动作时间间隔很短,电流互感器的热量来不及散发,温度不会发生明显变化,应该将两次短路电流持续时间相加作为短路电流持续时间tk。一般情况下,后备保护动作时间比重合闸叠加时间更长,应此,应以该断路器的后备保护动作时间作为tk。根据上面的分析结果,很容易地计算出Ik和tk,在根据上面电流互感器动、短时热稳定电流的应满足的条件,可以方便地确定电流互感器动、短时热稳定电流值。

4.电流互感器动、短时热稳定电流的一般规定

电流互感器额定动稳定电流通常为额定短时热电流的2.5倍。如与此值不同,应在铭牌上标明。从上面对电力系统的短路电流分析可知,短路时的冲击电流也基本上是稳态短路电流的2.5倍,因此,当电力互感器的短时热电流满足安装地点的短路电流的要求时,动稳定电流一般都能满足要求。但在实际选择中,还是要注意电流互感器铭牌短路电流持续时间对结果的影响。电流互感器额定短时热电流的交流分量应从下列数值中选取:3.15,6.3,8,10,12.5,16,20,25,31.5,40,50,63,80,100kA。,电网。短路持续时间应在下列数值中选取:1,2,3,4,5s。

参考文献:

1、《电流互感器》GB1208-1997

2、《电力用电流互感器定货技术条件》GB/725-2000