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电流互感器变比选择.docx内容摘要:保护用电流互感器(TA)主要与继电保护装置配合，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。 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。 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，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。 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定值。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 1 200／5A，表示 i≯20 倍额定 i1,即≯20×1 200＝24 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。 某 110kV 变电站 110kV 母线 i1max25 kA，TA 二次侧负荷 40 VA。保护用 TA 的稳态误差≯10％[3]， 首先根据继电保护装置的要求，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。关于电流互感器额定一次电流的选择，对于计量、测量和保护，应该选取不同的额定电流。计量和测量用的主要精度有：0.2，0.5，0.2S，0.5S 对于前两者，精度要求是分别在额定电流的 5％，20％，100％，120％下的，其它点的要求应该在这几个点的连线以下。 对于后两个，精度要求是分别在额定电流的 1％，5％，20％，100％，120％下的，其它点的要求应该在这几个点的连线以下。因此，选取原则应该是：在一段时期内，需要关注的电流最小，最大值的范围，然后选取合适的一次电流，同时根据其它要求选取精度、负荷等参数。对于长期后的扩容，通过理论预测及计算后类似解决，就可以得到另外一个一次电流。对于保护线圈： 普通保护线圈，额定电流可以选取的大一些，毕竟，保护线圈在额定电流下的输出，是不怎么关注的。关键是看其在要求的保护电流下的反映。这样操作时，保护线圈也比较好作一些，成本也会下降一些。比如，你要作 100/5，5P30，30VA,内径 300mm 的二次保护线圈，可能是很难作到的，即使做到，其尺寸重量可能也太难以令人接受。同样，如果作 300/5，5P10，30VA，内径 300mm，其难度就会降低很多，实现起来也会容易很多。 对于，用作差动保护的线圈，其相关参数最好和另一侧的一致。同时，如果是两侧都是新建，最好用一个厂家的，否则，应该提供另一侧差动保护线圈的伏安特性，本侧线圈的伏安特性应该要求与另侧基本吻合。 1、实际上，现在的微机保护装置的功耗应该是非常小的，对于电流互感器而言，主要的负载应该是信号电缆的电阻值和接触电阻等。比如：二次 5A 的 CT，如果距离控制室 100m，采用 4 平方的线（每千米约 4.5 欧），则，线路上电阻就为：2×0.1×4.5＝0.9 欧，线路的损耗就达到了：22.5VA，很厉害的。 2、准确限值系数主要是看过电流的能力，即，在多少倍的额定一次电流下，要求其复合误差不得大于 10％（10P），或 5%(5P)。选择容量时，对其不需要过多的关注！
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发表于 2023-4-13 18:42:18
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