电流变化率短路检测保护技术研究河南省科技攻关计划项目申请书

电流变化率短路检测保护技术研究河南省科技攻关 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 项目申请书 电流互感器10%误差曲线的计算 增刊 总第 135 期 山 西 电 力 Supp1 1135 Ser 2006 年 10 月 SHANXI EL ECTRIC POWER Oct12006 电流互感器 10 %误差曲线的计算 赵宇亮 , 田小文 山西省电力公司送变电 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 公司 , 山西 太原 030006 摘要 : 对于运行单位 , 测量电流互感器的 10 %误差曲线较为困难 , 现 场通常进行伏安特性试验 , 并利用它的伏安特性曲线进行 10 %误差校核。 关键词 : 伏安特性曲线 ; 绘制 ; 10 %误差曲线 中图分类号 : TM452 文献标识码 : A 文章编号 : 167120320 2006 增刊20021202 电流互感器 10 %误差曲线是保护电流互感器 的一个重要的基本特性。保护用电流互感器的工作 特点不同于测量电流互感器 , 它要求当电力系统发 生故障时 , 即电流剧增时能正确地反映故障电流的 数值 , 从而正确启动继电保护装置。故障电流要比 系统正常运行时的工作电流大几倍甚至几十倍 , 为 了保证继电保护装置正确动作 , 规定此时电流互感 器的电流误差不允许超过 10 %。 1 10 %误差曲线的作用 图 1 电流互感器的 10 %误差曲线 电流互感器的 10 %误差曲线是指电流互感器 Ω 现为 01 8 图 1 中 A 点 , 已超过允许值。此时 的误差为 10 %时 , 其一次电流 I1 除以额定电流 应设法减小二次负载 , 如增大二次导线截面等 , 使 I1e 的倍数 m , 与其二次侧负载阻抗 Zf 的关系曲线 , Ω Zf ? 01 7 。 即 m f Zf 。由于电流互感器的误差与一次电流 的大小 , 即铁心的饱和程度以及二次侧负载阻抗大 2 绘制 10 %误差曲线的原理 小有关。当一次侧通过很大的短路电流时 , 电流互 电流互感器的伏安特性曲线是指其励磁电流 感器误差增大 , 可能影响保护装置的选择性和灵敏 I0 与感应电动势的关系曲线 , 即 E f I0 。 度。但当电流互感器的误差在 10 %以下时 , 实际 上不会影响保护的正确动作。 故运行中必须按电流互感器一次侧可能通过的 最大短路电流值 , 按 10 %误差曲线 , 校准二次侧 的实际阻抗。例如某电流互感器一次侧可能通过的 最大短路电流为额定电流的 6 倍。电流互感器实测 Ω 的二次负载阻抗为 01 8 , 那么该电流互感器此时 a 原理接线图 b 等值电路图 能否满足保护的要求呢 图 2 电流互感器伏安特性试验时的原理 按电流互感器 10 %误差曲线 图 1 , 当 m 接线图和等值电路图 Ω 6 时 , 其允许的二次负载为 01 7 图 1 中 B 点 。 由图 2a , 试验时测到的伏安特性如下。 U f I , 1 0 收稿日期 : 2006206215 , 修回日期 : 2006208221 作者简介 : 赵宇亮 19722 , 男 , 山西朔州人 , 1996 年毕业于太 式中 : U ?? ?测试电压 , V ; 原工业大学电力系统自动化专业 , 工程师 ; I0 ?? ?测试电流 , A 。 田小文 19712 , 男 , 山西原平人 , 1995 年毕业于上 海交通大学电力系统自动化专业 , 工程师。 由图 2b , 试验时测到的关系如下。 ?21 ?研究与实践 山 西 电 力 2006 年增刊 E U - I0 Z2 , 2 Zf + Z2 Z/ 01 9 〔KZ/ Ke - 01 9 KZ 〕 I0 。 式中 : E ? ??感应电动势 , V ; 14 Ω Z2 ? ??CT 二次阻抗 , 。 当电流互感器二次电流为 5 A 时 , 电流互感器接上二次负载时的等值电路如图 3 m I / 5 K K I /〔 5 K - 01 9 K 〕。 15 1 e Z 0 e Z 所示。由图 3 可知 , 通过电流互感器二次负载 Zf 当电流互感器二次电流 为 1 A 时 , 的电流。 m I1 / Ke KZ I0 / Ke - 01 9 KZ 。 16 I2 E/ Z2 + Zf , 3 式 14 、式 15 、式 16 推导过程从略 式中 : I2 ? ??二次电流 , A ; 综上所述 , 有以下 4 种情况。 Z ? ??二次负载 , Ω。 f Ke ? KZ , I2e 5 A , 用式 10 、式 11 ; Ke ? KZ , I2e 1 A , 用式 10 、式 13 ; K ?K , I 5 A , 用式 14 、式 15 ; e Z 2e Ke ?KZ , I2e 1 A , 用式 14 、式 16 。 按伏安特性曲线绘制10 %误差曲线的步骤如下。 a 按图 2 a 接线 , 作 U f I 曲线 , 0 当 I 5 A 时 , I 取值 01 5 , 11 0 , 21 0 , 31 0 , 2e 0 51 0 , 71 5 , 101 0 , 15 , 20 。 当 I2e 1 A 时 , I0 取值 01 1 , 01 2 , 01 5 , 11 0 , 图 3 电流互感器的等值电路 运行中 21 0 , 31 0 , 41 0 。 当电流互感器二次电流为 5 A 时关系式如下。 Ω b 测出电流互感器的二次线圈阻抗 Z2 I1 5 m Ke , 4 如下。 式中 : m ? ??通过电流互感器一次侧的电流除以 2 2 Z R + X , 2 2 2 额定电流的倍数 ; 式中 : R2 ?? ?可用惠斯顿电桥或凯尔文电桥测 ; Ke ? ??电流互感器的额定变比。 X2 ?? ?可用交流电桥测。 若此时误差为 10 %时 , 则 : c 按式 2 作出 E f I0 曲线。 I2 / I1 / Ke 01 9 。 5 d 在 I 不同取值下 , 算出 9 I 或 01 9 ?〔K / 0 0 E 即 I 01 9 I / K 。 6 2 1 e Ke - 01 9 KZ 〕 I0 。 而 I1 归算到二次的电流为 I1′ I1 / KZ , 7 e 按式 10 或式 14 算出 Zf + Z2 值。 式中 : KZ ?? ?电流互感器的匝数比。 f 按式 Z + Z - Z 算出 Z 值。 f 2 2 f 当 K ? K 时 对于线绕式、多匝式电流互感 e Z g 按式 11 或式 13 或式 15 或式 , 式 6 可写为 : 器 16 算出 m 值。 I 01 9 I / K , 而 I I / K - 01 9 × 2 1 Z 0 1 Z h 按同一 I0 时的 Z f 和 m 值作出 10 %误差曲线。 I1 / KZ 01 1 I1 / KZ 。 8 由图 3 Zf + Z2 E/ KZ E/ 〔 01 9 × I / K 〕。 9 1 Z 由式 8 I1 10 KZ I0 ,将其代入式 9 得 : Zf + Z2 E/ 〔 01 9 10 KZ I0 / KZ 〕 Z/ 9 I0 。 10 由式 4 得 : m I/ 5 K 10 K I / 5 K 2 I 。 11 e Z 0 e 0 根据式 10 、式 11 , 即可得出电流互感器 10 %误差曲线 m f Z 。 f a 对数坐标 b 直线坐标 当电流互感器二次电流为1 A 时 ,式 4 变为 : 图 4 不同坐标时的曲线 I m K 。 12 10 %误差曲线可用对数坐标或直线坐标作出。 1 e 但两者的曲线形状不同。一次用时数坐标。作伏安 式 11 变为 : 特性曲线和 10 %误差曲线时的注意事项如下。 m I / K 10 K I / K 10 I 。 13 1 e Z 0 e 0 a 线绕式、多匝式 C , T 、可以认为 Ke ? KZ 此时 ,可按式 10 、 式 13 得出10 %误差曲线。 单匝式、穿心式 C , T , K ?K 。 下转第 26 页 e Z K ?K 时对于穿心式、 单匝式电流互感器 当 e Z ?22 ?