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1、2006-07-30|电流互感器的选择 保护我一般选1.5倍额定电流,(短路电流大的情况要查10%误差曲线) ,计量按额定电流选相等并按照靠近的规格（大的） 比如90A额定电流，只有选100/5的，因为没有90/5这个规格！（最新说法）另一个说法是按照额定电流为电流互感器的7080%来选，现在互感器过载能力加强了，按相等选好象可以。新国标规范规定：按70%100%选择。 老国标规范规定：按1/32/3选择。 DL/T448-2000电能计量装置技术管理规程5.4电能计量装置的配置原则，i)电流互感器额定一次电流的确定，应保证其在正常运行中的实际负荷电流达到额定值的60%左右，至少应不小于30%
2、。否则应选用高热稳定互感器以减小变比。保护用电流互感器准确级选择分析了由于保护用互感器铁心非线性特性，当互感器一次侧电流很大时，二次侧电流未能按线性变化，造成互感器复合误差。同时介绍了准确级和准确级限值的概念，并在此基础上，结合工程实例对保护用互感器进行选择，结果满足要求。保护用电流互感器准确级选择摘要 分析了由于保护用互感器铁心非线性特性，当互感器一次侧电流很大时，二次侧电流未能按线性变化，造成互感器复合误差。同时介绍了准确级和准确级限值的概念，并在此基础上，结合工程实例对保护用互感器进行选择，结果满足要求。关键词保护用电流互感器准确级选择1问题的提出保护用电流互感器(TA)主要与继电保护装
3、置配合，在线路发生短路过载等故障时，向继电装置提供信号切断故障电路，保护电力系统的安全。它的工作条件与测量用互感器完全不同，后者正常一次电流工作范围有合适的准确度即可，当通过故障短路电流时，希望互感器尽早饱和，以保护测量仪表不受短路电流损害。而前者在比正常电流大几倍或几十倍电流时才开始工作，其误差(电流和相位误差)要求在误差曲线范围内，而同时考核电流误差和相位差时用复合误差。保护用TA一次电流i1较小时，二次电流i2线性变化；当i1增大到一定时，互感器铁心中的磁密很高。由于铁磁材料的非线性，励磁电流i0中高次谐波含量很大，波形呈尖顶形，与正弦波相去甚远，即使il是理想的正弦波，i2也不是正弦的
4、(其波形见图l)。非正弦小波不能用相量图分析，需采用复合误差的（概念分析)，这使i0迅速增大，相当于部分i1未能转换成i2，i2与i1不再成正比变化，从而增加TA误差。当电力系统发生短路故障而引起继电保护动作时，短路电流i很大，一般为额定电流的10几倍，使误差增大，危及保护装置的灵敏性和选择性。另外，从原理上讲，TA本身是个特殊的变压器，变压器都有在额定负荷下运行的要求。因此，如TA二次侧负荷超过其额定二次负荷值，同样会增加其误差。2解决的思路如上所述，TA误差不可避免，其大小与TA铁心励磁特性及二次侧负荷有关。要控制好这个误差，须处理TA所在位置最大故障i、该电流与额定i1的比值、额定电流比
5、及额定二次负荷的关系。因此需准确了解准确级及与其相关的准确级限值、额定电流比和额定负荷的概念。要解决此问题，就要根据变电站的实际情况选择合适的准确级。对保护用TA，准确级以该级在额定准确限值i1下的最大允许复合误差的百分数标称，其后标以字母P表示保护1，它实际上是人为规定的TA制造的误差等级要求。准确限值系数指能满足复合误差要求的i1max与额定i1的比值。额定电流比则指额定i1与i2的比值。额定负荷是确定互感器准确级所依据的二次负荷值1。在早期国家标准电流互感器(GBl208-75)中规定，TA保护准确级为B和D级。在选择保护用TA准确级时，应校验10误差曲线，以保证在短路时电流误差不超过规
6、定值2。目前新版中规定准确级为5P和10P，分别表示在额定准确限值i1时的复合误差限值为5%、10%；其准确限值系数标准值系列为5、10、15、20、30等，表示在短路故障下，若短路电流i与额定i1，相比的倍数小于该值，则误差控制在准确级范围内。因此，得到2个结论：1)选择保护用TA的准确级须同时选择准确限值系数，如5P20及1 2005A，表示i20倍额定i1,即201 20024 kA范围之内时，复合误差5%；2)选择双方向，即可根据已给定的ilmax、二次负荷值和10误差曲线，准确限值系数，选择额定电流比；也可根据给定的i1max、额定电流比和10误差曲线选择准确限值系数，根据10误差曲
7、线选择额定二次负荷和二次电缆截面。在稳态运行时，TA二次负荷应满足10%误差曲线的要求，只要TA二次实际负荷10误差曲线允许的负荷，其测量误差在10%以内。二次负荷越大，铁心越容易饱和。图2为该曲线P级铁心准确限值系数与二次负荷的关系。3实例说明某110kV变电站110kV母线i1max25 kA，TA二次侧负荷40 VA。首先根据继电保护装置的要求，保护用TA的稳态误差103，根据工程建设控制设备造价选择准确级为10P。根据实例查图2曲线，得到准确限值系数为24。根据ilmax。为25kA除以准确限值系数得到1042A。考虑到准确限值系数应尽量l为1250A。 10KV电流互感器的选择在10
8、kV配电所设计的过程中，10kV电流互感器变比的选择是很重要的，如果选择不当，就很有可能造成继电保护功能无法实现、动稳定校验不能通过等问题，应引起设计人员的足够重视。10kV电流互感器按使用用途可分为两种，一为继电保护用，二为测量用；它们分别设在配电所的进线、计量、出线、联络等柜内。在设计实践中，笔者发现在配变电所设计中，电流互感器变比的选择偏小的现象不在少数。例如笔者就曾发现：在一台630kVA站附变压器(10kV侧额定一次电流为3*A)的供电回路中，配电所出线柜内电流互感器变比仅为50/5（采用GL型过电流继电器、直流操作）,这样将造成电流继电器无法整定等一系列问题。 对于继电保护用10k
9、V电流互感器变比的选择，至少要按以下条件进行选择:一为一次侧计算电流占电流互感器一次侧额定电流的比例; 二为按继电保护的要求; 三为电流互感器的计算一次电流倍数mjs小于电流互感器的饱和倍数mb1; 四为按热稳定; 五为按动稳定。而对于测量用10kV电流互感器的选择,因其是用作正常工作条件的测量，故无上述第二、第三条要求；下面就以常见的配电变压器为例，说明上述条件对10kV电流互感器的选择的影响，并找出影响电流互感器变比选择的主要因素。 一 按一次侧计算电流占电流互感器一次侧额定电流的比例 根据(GBJ63-90)的规定，在额定值的运行条件下，仪表的指示在量程的70%100%处,此时电流互感器
10、最大变比应为: N=I1RT /(0.7*5); I1RT -变压器一次侧额定电流, A； N-电流互感器的变比； 显然按此原则选择电流互感器变比时，变比将很小,下面列出4001600kVA变压器按此原则选择时,电流互感器的最大变比： 400kVA I1RT =23A N=6.6 取40/5=8 500kVA I1RT =29A N=8.3 取50/5=10 630kVA I1RT =3*A N=10.4 取75/5=15 800kVA I1RT =46.2A N=13.2 取75/5=15 1000kVA I1RT =57.7A N=16.5 取100/5=20 1250kVA I1RT =
11、72.2A N=20.6 取150/5=30 1600kVA I1RT =92.4A N=2* 取150/5=30 从上表可以看出, 对于630kVA变压器,电流互感器的最大变比为15，当取50/5=10时,额定电流仅占电流量程3.64/5=72.8%。这可能是一些设计人员把630kVA变压器的供电出线断路器处电流互感器变比取50/5的一个原因,另外在许多时候，设计时供电部门往往不能提供引至用户处的电源短路容量或系统阻抗，从而使其他几个条件的校验较难进行,这可能是变比选择不当得另一个原因。从下面的分析中，我们将发现按此原则选择时，变比明显偏小,不能采用。 二按继电保护的要求 为简化计算及方便讨
12、论，假设：(1) 断路器出线处的短路容量，在最大及最小运行方式下保持不变； (2) 电流互感器为两相不完全星型接线；（3）过负荷及速断保护采用GL-11型过电流继电器；（4）操作电源为直流220V，断路器分闸形式为分励脱扣。 图1为配电变压器一次主接线图，B,C两处短路容量按200,100,50MVA三档考虑其影响。 配电变压器的过负荷保护及电流速断保护对变比的影响分析如下： 1. 过负荷保护 过负荷保护应满足以下要求: IDZJ=Kk*Kjx*Kgh*I1RT/(Kh*N) IDZJ-过负荷保护装置的动作电流;. Kk -可靠系数,取1.3； Kjx -接线系数,取1； Kgh -过负荷系数
13、； Kh-继电器返回系数,取0.85； a. 对于民用建筑用配电所,一般可不考虑电动机自启动引起的过电流倍数,为可靠起见，此时Kgh取2,为满足继电器整定范围要求，电流互感器变比最小应为：N=Kk*Kjx*Kgh*I1RT/(Kh* IDZJ)（GL-11/10型继电器整定范围410A）。 Kgh=2时，各容量变压器满足上式要求的电流互感器的最小变比如下： 400kVA I1RT =23A N=7.0 取40/5=8 IDZJ取9A 500kVA I1RT =29A N=8.9 取50/5=10 IDZJ取9A 630kVA I1RT =3*A N=11.1 取75/5=15 IDZJ取8A
14、800kVA I1RT =46.2A N=14.1 取75/5=15 IDZJ取10A 1000kVA I1RT =57.7A N=17.6 取100/5=20 IDZJ取9A 1250kVA I1RT =72.2A N=22.1 取150/5=30 IDZJ取8A 1600kVA I1RT =92.4A N=28.3 取150/5=30 IDZJ取10A 注意:按上表选择变比一般都不能满足电流继电器的瞬动电流倍数NS要求（详见以下分析）。 b.对于工厂用配电所,一般需考虑电动机自启动引起的过电流倍数, 为可靠起见,此时Kgh取3,显然电流互感器变比为满足要求,其值最小为N=Kk*Kjx*Kg
15、h*I1RT/(Kh* IDZJ)。 Kgh=3时，各容量变压器满足上式要求的电流互感器的最小变比如下： 400kVA I1RT =23A N=10.6 取75/5=15 IDZJ取8A 500kVA I1RT =29A N=13.3 取75/5=15 IDZJ取9A 630kVA I1RT =3*A N=16.7 取100/5=20 IDZJ取9A 800kVA I1RT =46.2A N=21.2 取150/5=30 IDZJ取8A 1000kVA I1RT =57.7A N=26.5 取150/5=30 IDZJ取9A 1250kVA I1RT =72.2A N=33.1 取200/5=40 IDZJ取9A 1600kVA I1RT =92.4A N=42.3 取250/5=50 IDZJ取9A 注意: 按上表选择变比一般可以满足电流继电器的瞬动电流倍数NS要求（详见以下分析）, 但还需要进行灵敏度
