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电流互感器知识简介
【颜色: 绿 发布日期:2019年5月18日   信息来源:互联网   浏览110次 【字体: 】  

电流互感器知识简介

       为了包管电力体系安然经济运行,必须对电力设备的运行情况进行监督和测量.但一般的测量和保护装配不克不及直接接入一次高压设备,而须要将一次体系的高电压和年夜电流按比例变充气式实验变压器是电力设备检测及预防性实验所必备的实验设备。换成低电压和小电流,供给测量仪表和保护装配应用.履行这些变换义务的设备,最常见的就是我们平日所说的互感器.年夜电流实验装配应用于发电厂、变配电站、电器制造厂及科研院所等部分,属于短时或断续工作制,具有体积小、重量轻、应用维修便利等特点。进行电压转换的是电压互感器(voltagetransformer),而进行电流转换的互感器为电流互感器(currenttransformer),简称为CT.本文将评论辩论电流互感器的相干根本常识.1.电流互感器的简单分类       根据用处电流互感器一般可分为保护用和计量用两种。两者的差别在于计量用互感器的精度要相对较高,别的计量用互感器也更轻易饱和,以防止产生体系故障时年夜的短路电流造成计量表计的破坏。       根据对暂态饱和问题的不合处理办法,保护用电流互感器又可分为P类和TP类。P(protection,保护)类电流互感器不特别推敲暂态饱和问题,仅按经由过程互感器的最年夜稳态短路电流选用互感器,可以许可出现必定的稳态饱和,而对暂态饱和引起的误差重要由保护装配本身采取办法防止可能出现的缺点动作行动(误动或拒动)。TP(transientprotection,暂态保护)类电流互感器请求在最严重的暂态前提下不饱和,互感器误差在规定范围内,以包管保护装配的精确动作。        对于其它类型的互感器,比如光互感器,电子式电流互感器等实际应用还很少,是以这里不作介绍。2.电流互感器的饱和       前面我们讲到电流互感器的误差主如果由励磁电流Ie引起的。正常运行时因为励磁阻抗较年夜,是以Ie很小,以至于这种误差是可以忽视的。但当CT饱和时,饱和程度越严重,励磁阻抗越小,励磁电流极年夜的增年夜,使互感器的误差成倍的增年夜,影响保护的精确动作。最严重时会使一次电流全部变成励磁电流,造成二次电流为零的情况。引起互感器饱和的原因一般为电流过年夜或电流中含有年夜量的非周期分量,这两种情况都是产生在变乱情况下的,这时本来请求保护精确动作快速切除故障,但假如互感器饱和就很轻易造成误差过年夜引起保护的不精确动作,进一步影响体系安然。是以对于电流互感器饱和的问题我们必须卖力对待。       互感器的饱和问题假如进行具体分析是异常复杂的,是以这里仅进行定性分析。       所谓互感器的饱和,实际上讲的是互感器铁心的饱和。我们知道互感器之所以能传变电流,就是因为一次电流在铁芯中产生了磁通,进而在环绕纠缠在同一铁芯中上的二次绕组中产生电动势U=4.44f*N*B*S×10-8。式中f为体系频率,HZ;N为二次绕组匝数;S为铁芯截面积,m2;B为铁芯中的磁通密度。假如此时二次回路为通路,则将产生二次电流,完成电流在一二次绕组中的传变。而当铁芯中的磁通密度达到饱和点后,B随励磁电流或是磁场强度的变更趋于不明显。也就是说在N,S,f肯定的情况下,二次感应电势将根本保持不变,是以二次电流也将根本不变,一二次电流按比例传变的特点改变了。我们知道互感器的饱和的本质是铁芯中的磁通密度B过年夜,跨越了饱和点造成的。而铁芯中磁通的若干决定于建立该磁通的电流的年夜小,也就是励磁电流Ie的年夜小。当Ie过年夜引起磁通密度过年夜,将使铁芯趋于饱和。而此时互感器的励磁阻抗会明显降低,从而造成励磁电流的再增年夜,于是又进一步加剧了磁通的增长和铁芯的饱和,这其实是一个恶性轮回的过程。       暂态饱和,是指产生在故障暂态过程中,由暂态分量引起的互感器饱和。我们知道,任何故障产生时,电气量都不是突变的。故障量的出现必定会伴跟着或多或少的非周期分量。而非周期分量,特别是故障电流中的直流分量是不克不及在互感器一二次间传变的。这些电流量将全部作为励磁电流出现。是以当变乱产生时伴有较年夜的暂态分量时,也会造成励磁电流的增年夜,从而造成互感器饱和。       3.电流互感器的误差分析和计算       当我们知道电流互感器的误差主如果因为励磁电流Ie引起的之后,就有须要根据实际运行情况来考验所应用的电流互感器的误差是否相符请求。互感器的误差包含角度误差和幅值误差。就继电保护专业而言,角度误差的测量过于繁复且实际情况下误差也极少出现超标的情况,我们更存眷的是幅值的误差。我们一般请求一次电流Ip等于保护安装处可能的最年夜短路电流时,幅值误差小于等于10%,这也就说我们日常平凡所说的10%误差分析中的请求。       根据一般的电路道理我们可知,在图一中,为知足10%误差的请求(Ie小于等于10%的Ip/Kn),则必须包管励磁阻抗Ze年夜于等于9倍的二次回路总负载阻抗(Xct+Rct+Zb)。是以为了进行10%误差分析,我们必须知道保护安装处的最年夜短路电流、对应于该电流的互感器励磁阻抗值和电流互感器的二次回路总负载阻抗。下面我们分别进行评论辩论。3.1.励磁阻抗的测量4.互感器实际二次包袱的测量       互感器的实际二次包袱就是每只互感器实际承载的交换阻抗。可用下式表示:       电流互感器实际包袱=单互相感器绕组两端电压/测试电流互感器绕组内流过的电流测试应当在电流互感器输出端测量(实际工作中多在端子箱出进行,如许会产生误差,没有计及端子箱到互感器输出端子出电缆)。应当留意,算作差动保护回路阻抗测试时应将差动线圈短接。这是因为,我们上面说过差动保护的┞符定一般均以躲过外部故障产生的不均衡电流,而此时理论上是不产生差动电流的,也就是说差动回路中不流过差动电流,是以差动回路的阻抗也可以忽视。5.分析结论       我们计算出潦攀励磁阻抗,那么加倍10%误差的请求,就可以求出知足误差请求的最年夜的二次许可负载。在3.4中我们又测得了互感器的二次实际负载。假如实测负载年夜于许可最年夜的二次负载,则互感器误差不相符请求。反之则相符误差请求。假如10%误差不相符请求一般的做法有:       增年夜二次电缆界面积(削减二次阻抗)       串接同型同变比电流互高压实验变压器是指为高压实验产生高电压的一类变压器。高压实验变压器,具有电压高、容量小、持续工作时光短、绝缘层厚和平日高压绕组一端接地的特点感器(削减互感器励磁电流)       改用伏安特点较高的绕组(励磁阻抗增年夜)       进步电流互感器变比(增年夜励磁阻抗)       在这里有一点必须明白,上面进行的所有计算均为稳态量的计算。即使计算成果完全相符误差请求,当故障量中暂态量很年夜时,仍然会产生很年夜的误差。也就是说对于暂态饱和和暂态误差,上面的计算是无意义的。因为对于暂态分量的情势和年夜小我们无法把握和预知。对于因为暂态分量造成的误差,一般要采取暂态特点的互感器以及在保护中采取响应的办法以避免对保护动作行动的影响。       最后还有一点须要解释,如今我们经常会碰到伏安特点很高的互感器。我们在进行伏安特点实验时,现有的仪器根本不克不及将励磁电流升到足够高的程度。下面是一组实际测得的某互感器的伏安特点数据:       I(A)0.0150.020.0250.040.08       U(V)7007808209701230       从上表中我们可以看到,励磁电流还不到0.1A,电压就已经跨越1000V。即使互感器二次额定电流为1A,那么我们推敲到短路电流倍数,将励磁电流升到一个足够的值显然是弗成能的。这里弗成能有两个,一是现有的常用实验仪器的容量不敷;二是推敲到二次回路的耐压程度也就是2000KV罢了,真的经由过程其它方法将电压升高,不仅可能造成二次设备的破坏,并且也并不相符实际运行情况。对于这种情况,我们其实并不须要知道某个我们应当计算的励磁电流对应的电压。这是因为在励磁特点曲线中,即使互感器已经饱和,跟着励磁电流的增长,励磁电迅荷饲在增长的(只不过趋于平缓罢了),至少是不会降低的。是以,以上表为例,我们年夜可以经由过程短路电流倍数的计算肯定励磁电流值,然后用1230V,甚至是700V作为电压值进行计算。这显然是比惯例的算法对互感器的请求加倍苛刻了,是以不会造成缺点的计算。而计算成果中,我们会发明,即使是采取这种加倍苛刻的算法,这种高伏安特点的互感器许可的实际二次负载往往仍远远小于实际负载。6.其它相干常识6.1.继电保护应采取保护级绕组。故障录波一般应零丁采取保护级绕组以防止故障电流年夜时出现录波掉真。前提不许可时可和保护共用一个绕组,但要安排在保护装配后面。表计应采取测量计绕组,一是包管精度,而是在故障时互感器轻易饱和以保护表计不破坏。6.2.电流互感器的安排要把握两个原则,一是要防止出现保护逝世区,二是要躲过互感器易产生故障的部分。为防止逝世区,一般请求各类保护的保护范围之间要有交叉,同时请求电流互感器的一次测极性端必须安装咱母线侧。这是因为互感器二次绕组的分列是以互感器一次极性端为参考的,假如一次极性端放置缺点,那么尽管在二次绕组的分派上推敲到了交叉问题,仍然会出现保护范围的逝世区。别的,因为互感器底部最易产生故障,而母线保护动作停电范围太年夜,是以一般要留意母线保护要尽量躲开互感器底部。6.3.电流互感器的选择一般有如下原则须要遵守:       应知足一次回路的额定电压、最年夜负荷电流及短路时的动、热稳定电流的请求;       应知足二次回路测量、主动装配的精确度要乞降保护装配10%误差的请求;       应知足保护装配对暂态特点请求(如500KV保护);       用于变压器差动时,各侧电流互感器的铁芯宜采取雷同的铁芯型式。各互感器的特点沂攀雷同。以防止区外故障时,各互感器特点不一致产生差流,造成误动。 7.电流互感器类型选择       为包管保护装配的精确动作,所选择的互感器至少要包管在稳态对称短路电流的下的误差不跨越规定值。至于故障电流中的非周期分量和互感器剩磁等问题带来的暂态影响,则只能根据互感器地点体系暂态问题的严重程度、保护装配的特点、暂态饱和可能引起的后果和运行情况进行综合推敲定性分析,至于精确的暂态特点计算因为过于工频实验变压器铁芯为单相芯式,采取优质冷轧取向硅钢片叠制而成,紧固方法采取钢材作夹件。复杂且现场工作情况很难进行,是以不进行评论辩论。7.1.330-500KV体系保护、高压侧为330-500KV的变压器保护用的电流互感器,因为系同一次时光常熟较年夜,互感器暂态饱和较严重,由此可能导致保护缺点动作的后果。是以互感器应包管实际短路工作轮回中不致暂态饱和,即暂态误差不跨越规定值。一般选用TP类互感器,尤其是线路保护推敲到重合闸的问题,要推敲双工作轮回的问题,是以推荐应用TPY型。7.2.220KV体系保护、高压侧为220KV的变压器保护互感器其暂态饱和问题及其影响较轻,可按稳态短路前提计算互感器稳态特点,进而选择互感器。当然,为减轻可能产生的暂态饱和影响,我们有须要留有恰当的裕度。220KV体系保护的暂态系数一般不小于2。7.3.110KV体系保护用互感器一般按稳态前提推敲,采取P类互感器。7.4.高压母线差动保护用电流互感器,因为母线故障时故障电流很年夜,并且外部故障时流过互感器的电流差别也很年夜。即使各互感器特点一致,其暂态饱和的情况也可能差别很年夜。是以母线差动保护用的电流互感器最好要具有抗暂态饱和的才能。实际工程应用中,一般按稳态前提选择互感器,而抗饱和的问题更多的由保护装配进行处理。


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