電流互感器的應用演示文稿

1、保護用電流互感器的應用（未經(jīng)審核、僅供參考、請?zhí)嵋庖姡┚懊艋?08。10討論內(nèi)容 1.磁路的基本知識 2.電流互感器基本原理及二次回路問題 3.電流互感器的誤差及影響誤差的因素 4.220kv及以下保護用電流互感器選型、校驗、運行中存在問題及解決方法 5.保護裝置抗電流互感器飽和的一些對策 6.事故附錄1.磁路的基本知識 磁滯回線測試示意圖 鐵磁物質(zhì)的磁化過程1.1 1.1 鐵磁物質(zhì)的磁特性鐵磁物質(zhì)的磁特性- - 鐵磁物質(zhì)的磁化過程1.2 極限磁滯回線和局部磁滯回線 1.3 鐵磁物質(zhì)特性的表征 1.4 幾種軟磁材料的典型磁滯回線 1.5 非線性交變磁通磁路1.6 磁滯特性對線圈電流的影響磁滯損

2、失eiiu+-1.8 鐵心中的渦流-渦流損耗 eeUIP 1.9 鐵損 UIIICE交流磁路中各電磁量等值相量圖 磁滯損耗和渦流損耗都是鐵心中的功率損耗，統(tǒng)稱為鐵心損耗。用 表示。cpcmemhehcuivBfkfBkppp)(22. 電流互感器基本原理及二次回路問題電流互感器基本原理及二次回路問題2.1 電流互感器等值電路及相量圖 (DL/T866-4.1.1圖1) 2.2 電流互感器二次決不允許開路電流互感器二次開路時的電壓和鐵芯磁通波形圖2.3 電流互感器的接地電流互感器二次回路必須一點接地。電流互感器二次回路只能有一點接地。電流互感器二次回路的接地點應在何處接地。 國家電網(wǎng)公司十八項電

3、網(wǎng)重大反事故措施（試行）繼電保護專業(yè)重點實施要求6.3.2規(guī)定：公用電流互感器二次繞組二次回路只允許、且必須在相關(guān)保護柜屏內(nèi)一點接地。獨立的、與其他電壓互感器和電流互感器的二次回路沒有電氣聯(lián)系的二次回路應在開關(guān)場一點接地。2.4 電流互感器的極性不能同時倒換使用 反措8.8 多繞組電流互感器及其二次線圈接入保護回路的接線原則如下: (1)裝小套管的一次端子應放在母線側(cè)。 (2)保護接入的二次線圈分配應特別注意避免在停用（為了試驗）一套保護，而線路仍繼續(xù)運行時出現(xiàn)電流互感器內(nèi)部故障時的死區(qū)。3.3.電流互感器的穩(wěn)態(tài)誤差及影響誤差的因素電流互感器的穩(wěn)態(tài)誤差及影響誤差的因素3.1 3.1 穩(wěn)態(tài)誤差相

4、量圖穩(wěn)態(tài)誤差相量圖 電流互感器穩(wěn)態(tài)誤差相量圖 電流誤差的百分數(shù)用下式表示:%100112IIIKni%100)sin(010IIODACODADi 相位誤差（角誤差）： cradIIODBCi%100)cos(%100sin010復合誤差： TncdtiikTI021211100 -一次電流的有效值； -一次電流的瞬時值： -二次電流的瞬時值； -額定電流比；T-一個周波的時間。1I1i2ink3.2 3.2 穩(wěn)態(tài)誤差穩(wěn)態(tài)誤差3.3 GB1208-20063.3 GB1208-2006圖圖C3C3TA一次過電流并進入飽和段時，一、二次及勵磁電流的波形示意圖 如果忽略磁化曲線的非線性，復合誤差就

5、是勵磁電流對一次如果忽略磁化曲線的非線性，復合誤差就是勵磁電流對一次電流的百分比。由于勵磁電流落后二次電流電流的百分比。由于勵磁電流落后二次電流9090( (假若二次負載假若二次負載是電性的是電性的) )，復合誤差比按一次電流與二次電流（兩者歸算到同，復合誤差比按一次電流與二次電流（兩者歸算到同一側(cè)）幅值之差計算出的比差大得多。比如復合誤差為一側(cè)）幅值之差計算出的比差大得多。比如復合誤差為10%10%時，時，比差只有比差只有0.5%0.5%，反過來，若比差為，反過來，若比差為10%10%，復合誤差為，復合誤差為43.6%43.6%。按復。按復合誤差規(guī)定的精度比按比誤差的精度高得多。反之若按比差

6、計算合誤差規(guī)定的精度比按比誤差的精度高得多。反之若按比差計算差動不保護的不平衡電流，保護有失去選擇性的危險。差動不保護的不平衡電流，保護有失去選擇性的危險。當鐵芯未飽和時，復合誤差可以認為是全誤差。全誤差為勵磁當鐵芯未飽和時，復合誤差可以認為是全誤差。全誤差為勵磁電流與一次電流之比的百分數(shù)。電流與一次電流之比的百分數(shù)。 參考高壓電網(wǎng)繼電保護原理與技術(shù)參考高壓電網(wǎng)繼電保護原理與技術(shù)-P289 朱聲石朱聲石3.4 注意3.5 P3.5 P級電流互感器的誤差標定是復合誤差級電流互感器的誤差標定是復合誤差 3.6 3.6 剩磁對電流互感器傳變的影響剩磁對電流互感器傳變的影響 (1)(1)剩磁的產(chǎn)生剩磁

7、的產(chǎn)生 如電流互感器鐵芯中存在剩磁，互感器可能在一次電流遠低于正常飽和值時即早飽和。剩磁取決于上一次電流開斷瞬間鐵心中的磁通，磁通的數(shù)值由對稱一次電流值、直流偏移和二回路阻抗值確定。當一次電流在互感器處于飽和狀態(tài)時斷開剩磁最大。由于斷路器一般在電流過零時開斷，殘留在互感器鐵心中的磁通與其二次負荷的相角有關(guān)。對于純電感負荷，電流為零瞬間電壓最大，而磁通為零，故無剩磁。對于純電阻負荷，電流為零瞬間電壓為零，而磁通最大，故剩磁最大。大多數(shù)機電型繼電器的負荷阻抗角約為60滯后。剩磁約為峰值的50%。靜態(tài)和數(shù)字繼電器一般負荷為電阻型，故障電流斷開后，鐵心中的剩磁可能接近峰值。此外，試驗時在互感器繞組中通

8、過直流也將產(chǎn)生剩磁。 (2)(2)剩磁的產(chǎn)生的統(tǒng)計規(guī)律剩磁的產(chǎn)生的統(tǒng)計規(guī)律剩磁在鐵心中一直保留到有機會去磁才能消除。根據(jù)IEEE Std C.110導則12列舉230kV系統(tǒng)工程41組電流互感器的調(diào)查結(jié)果如表3-2，由于剩磁百分數(shù)分布較分散，不易確定一個典型值。 剩磁系數(shù)表剩磁系數(shù)K r（%）020214041606180互 感 器 百分數(shù)（%）39181627K r 為剩磁通密度（B r）與飽和磁通密度（B S ）之比。即K r = B r / B S 。 (3)(3)鐵心有剩磁時傳變負荷電流的小磁滯回線鐵心有剩磁時傳變負荷電流的小磁滯回線 (4)(4)不同剩磁對短路電流傳變的影響不同剩磁對

9、短路電流傳變的影響 (5)(5)控制電流互感器剩磁的方法控制電流互感器剩磁的方法-選擇不同型號選擇不同型號 閉合鐵心（TPX）；鐵心帶抗剩磁氣隙（TPY）；線性鐵心（TPZ）選擇帶鐵心有氣隙的TP級.或P級的PR型互感器 (6)TA(6)TA鐵心有剩磁和電流有直流分量時傳變說明鐵心有剩磁和電流有直流分量時傳變說明 理想B-H特性 剩磁與電流傳變 （7）剩磁與一次直流分量對互感器傳變的影響圖(8)(8)鐵心有剩磁的互感器在系統(tǒng)故障時的二次電流波形鐵心有剩磁的互感器在系統(tǒng)故障時的二次電流波形3.7 3.7 電流互感器對一次電流含有直流分量的傳變電流互感器對一次電流含有直流分量的傳變（1）研究必要性

10、）研究必要性現(xiàn)代微機型保護，動作速度很快，當保護跳閘時一 次系統(tǒng)還有相當?shù)闹绷鞣至看嬖?。為此需要研究電流互感器對含有直流分量的一次電流的傳變?短路的暫態(tài)電流中含有非周期性分量。大容量電廠在高壓母線出口短路時，短路電流中非周期性分量（簡稱直流分量）的衰減時間常數(shù)T1達150300ms。單獨500線路本身的T130 ms。大容量變壓器T1130 ms甚至更大。 電路名稱時間常數(shù)備注電力系統(tǒng) 500kV系統(tǒng) 220kV系統(tǒng) 110kV系統(tǒng)約100ms約4060ms約4060ms包括電源阻抗和線路阻抗大中型發(fā)電機組國產(chǎn)300600MW汽輪機組國產(chǎn)200210MW汽輪機組國產(chǎn)100125MW汽輪機組約

11、150300ms約260ms約180ms約140ms國產(chǎn)個別100MW機組時間常數(shù)達400 ms 與發(fā)電機配套的升壓變壓器360750MVA120260MVA約210280 ms約100170 ms與發(fā)電機配套的升壓變壓器500/220/35kV降壓變高壓-中壓高壓-低壓中壓-低壓220kV降壓變110kV降壓變約180220ms約120200ms約80120ms約80120ms約6090ms輸電線路500kV線路 X/R=1016 220kV線路 X/R=3.38.3約3050ms約1026ms實際上系統(tǒng)不同點短路時,一次時間常數(shù)是變化的,通常離電源點愈近,時間常數(shù)愈大。電力回路時間常數(shù)表（

12、2）求解一次有直流分量時的勵磁電流變化112NNkn22RLTm在TA未飽和時求解勵磁電流和二次電流如下高壓電網(wǎng)繼電保護原理與技術(shù)P290tTIeeTTTItiSCTtTtSCmsin122)(21121112tIeTTTIeTTTItiSCTtSCTtSCcossin22)(112111221221式中:1sin2222TT。勵磁電流說明 高壓電網(wǎng)繼電保護原理與技術(shù)P290勵磁電流出現(xiàn)最大值的時間及最大值（3）電流互感器的暫態(tài)飽和系數(shù)-高壓電網(wǎng)繼電保護原理與技術(shù)P291暫態(tài)飽和系數(shù)的最大值瞬態(tài)保護用電流互感器的重要參數(shù) maxtfK（4）非線性勵磁特性對TA勵磁電流的影響（5）一次直流分量對

13、互感器傳變圖例說明 一次電流有直流分量時，電流互感器的傳變情況a)鐵心中的磁通密度 b)一次與二次電流（6）飽和互感器一、二次電流波形圖飽和的電流互感器一、二次電流波形3.8 TP類保護用電流互感器TP類電流互感器的應用 保護用暫態(tài)互感器的誤差 互感器原理與設(shè)計基礎(chǔ)P105 TP電流互感器誤差限值摘自GB/T1684719974.4.保護用電流互感器保護用電流互感器類型及額定參數(shù)選擇原則類型及額定參數(shù)選擇原則 4.1 保護用電流互感器的類型保護用電流互感器的類型4.2 電流互感器類型選擇原則電流互感器類型選擇原則1 摘自摘自DL/T866-2004電流互感器類型選擇原則電流互感器類型選擇原則2

14、摘自摘自DL/T866-20044.3 4.3 電流互感器額定參數(shù)選擇電流互感器額定參數(shù)選擇-略略 4.4.電流互感器二次負載的計算 4.5.電流互感器的性能驗算摘GB/T-866-2004 4.6.失靈保護用電流互感器 摘電網(wǎng)繼電保護應用P278 王梅義5.P級電流互感器應用中存在的問題及解決方法 5.1. 存在問題 自從我國的制造業(yè)熔入國際化以來，電流互感器IEC標準早已成為我國的標準，P級電流互感器在220KV系統(tǒng)中，已廣泛使用。由于P級電流互感器的鐵心是閉合的，在嚴重故障后可能有剩磁，將嚴重影響互感器的性能，故近期IEC關(guān)于電流互感器標準的修正單規(guī)定了PR類電流互感器，規(guī)定這類電流互感

15、器的剩磁系數(shù)小于10%。自從微機保護廣泛使用以來，繼電器負荷大大減小，二次負荷電阻性分量大大增加，幾乎不再考慮電感分量，加之斷路器過電流零點斷開，至使剩磁更加嚴重。 快速動作的微機保護，可能在一次系統(tǒng)含有直流分量時出口跳閘的斷開斷路器。 為適應以上形勢的變化，04年出臺新的電流互感器選擇及計算導則。由于出臺較晚，還未能被廣泛學習和貫徹，社會上廣泛流傳的還是老的蘇聯(lián)式資料，因此在運行中出現(xiàn)了不少問題。突出表現(xiàn)在縱聯(lián)保護停用時，距離保護的延時動作和差動保護的區(qū)外故障誤動和誤選相。這些后面均有事例說明。 5.2.從二次回路解決差動保護誤動問題 關(guān)于差動保護由于電流互感器特性不一致線起誤動問題，雖已引

16、起高度注意，但具體施實仍有困難。主要是變壓器低壓側(cè)的電流互感器不容易選取。國家電網(wǎng)公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施（試行）繼電保護專業(yè)重點實施要求8.3.3指出：應對已運行的母線、變壓器和發(fā)變組應對已運行的母線、變壓器和發(fā)變組差動保護電流互感器二次回路負載進行差動保護電流互感器二次回路負載進行10%10%誤差計算和分析，校核主設(shè)誤差計算和分析，校核主設(shè)備各側(cè)二次負載的平衡情況，并留有足夠裕度。不符合要求的電流互感備各側(cè)二次負載的平衡情況，并留有足夠裕度。不符合要求的電流互感器應安排更換。器應安排更換。對各側(cè)二次負載的平衡情況如何理解和操作，這里談談自已的看法：即在正常額定負荷運行時，應使各側(cè)互感器

17、磁感應電勢與各側(cè)飽和電勢的比例應相等，我們則認為是達到了負荷平衡。對三側(cè)變壓器，可只考慮短路電流量大的兩側(cè)負載的平衡，另一短路電流量小側(cè)能平衡則好。5.3 RCS-900保護裝置的應對措施 RCS-978變壓器保護 lRCS-978變壓器保護靈敏的差動特性，選各側(cè)各相電流中的二次和三次諧波閉鎖。lRCS-978變壓器保護高值差動特性用差電流定值躲過不平衡電流。lRCS-978變壓器保護工頻變壓器差動沒有抗TA飽和措施，因為它的制動量選取各側(cè)電流的絕對值和，沒有1/2系數(shù)，且制動量比較大時，比率制動系數(shù)高，不會誤動；當高阻接地或小匝間故障時，特性工作在起始的靈敏段，也是我們的應用段，電流不會飽和。RCS-915母線差動保護 l 對工頻變化量差動元件: 采用自適應加權(quán)阻抗TA飽和閉鎖，故障起始時間段，差電流元件動作出口權(quán)力大，隨后的差電流元件動作，出口權(quán)力減小。區(qū)外故障后只要有2ms的線性段時間，即可保證不誤動作。區(qū)內(nèi)故障快速出口。l 對電流差動選取諧波抗區(qū)處故障TA飽和閉鎖。RC985發(fā)電機差動保護