電流互感器二次負載阻抗校核實例

1、電流互感器二次負載阻抗校核實例摘 要：利用實例詳細說明了用計算法和測試法校核電流互感器二次負載阻抗的方法和過程，對兩種校核結果進行了分析比較，找到了誤差產生的主要原因，并說明了兩種方法的適用范圍和注意事項。關鍵詞：電流互感器；準確級；負載阻抗；校核1引言在高壓電網(wǎng)中，利用電流互感器把一次電流變換后通入電測儀表和繼電保護裝置中，以監(jiān)視電網(wǎng)運行狀態(tài)和及時切除電網(wǎng)故障。為保證運行參數(shù)的準確測量和繼電保護裝置正確動作，電流互感器必須滿足一定的準確級要求。同時，電流互感器的一次電流在正常運行中不應超過其額定電流，在故障情況下不應超出與其額定準確限值系數(shù)相對應的電流值。電流互感器在標稱的準確級下，有其對應

2、的額定二次容量S2e(VA)或額定二次負載阻抗 Z2e (Q),只有當二次實際阻抗 Z2滿足0. 2 Z2eWZ20Z2e時，電流互感器才能達到其標稱的準確級。如果 Z2>Z2e,則電流互感器實際的準確級就會低于其標稱值，這將會影響電測儀表指示和電能計量的準確性，嚴重時可能會造成繼電保護裝置誤動或拒動，甚至形成系統(tǒng)事故。因此，有必要校核電流互感器的二次實際負載阻抗值是否在允許范圍內。最近，我局新建一座110 kVGIS(全封閉組合電器)變電站，其中用于主變差動保護的110 kV 電流互感器主要技術參數(shù)為： 變比300 . 400 . 600 /5 A,準確級5P30 ,額定容量20 VA

3、 。由此可計算出，該電流互感器額定二次負載阻抗為 3. 一 一0. 8Q。但電流互感器實際的二次負載阻抗是多大，能否滿足準確級要求呢？我們采取計算和測試兩種方法，對其進行了校核。以下是計算和測試的過程。2用計算法確定電流互感器的最大二次負載阻抗如圖1所示，用于主變差動保護的電流互感器二次回路，從電流互感器的接線盒起，經(jīng)斷路器機構柜 中的端子排后，再用電纜連接到差動保護柜IM一機內用內蠲步禧；I電一革助保護他內戰(zhàn)了指：4.,- -次導櫻網(wǎng)1匕CJ一汽動端也器圖I主變差動保護11。k德交流電流回路示意圖卜吟 11% At. 1,iuTfiifl cnoiil tm 110 k Mik (nr nu

4、i»inutdiimuT 小fkmilnil pn-fTtig由于采用全封閉組合電器，一次設備到繼電保護柜的距離較近，二次導線(電纜)全長約25 m ,采用截面為4 mm2的多股或單股銅芯線，這樣可計算出導線阻抗為Z/，之代 1. = “九=!/57 x 25/4 二。J F 口接觸電阻凡取為oj n根據(jù)繼電保護裝置廠家提供的技術數(shù)據(jù)，差動繼電器交流電流回路功率損耗不大于0. 8VA/相，若取為0. 8VA/相，則每相差動繼電器的交流阻抗為乙二 S=0.8/5: = O+O32 Q式中S、Ie =5A ,分別是差動繼電器的功耗和額定電流。當電流互感器和二次負載的接線方式一定時，在不同

5、的短路形式下， 電流互感器的二次負載是不同的。在三相電流互感器完全星接的情況下，當單相接地短路時，接地相的電流互感器二次負載阻抗最大，其值為1鼠，2x(Ll1 +0.032 + 0.1 =0,352 0當相間短路和三相對稱短路時，電流互感器二次負載阻抗為2產 =九 十 Z# =0J1 + 0.032 + 0,1 = 0.2420由這些計算結果可以看出，差動保護用電流互感器的實際二次負載阻抗是在其允許范圍內的。如果采用截面為 2. 5 mm2 的銅導線，則可計算出 Zdx =0. 175Q , Z2 ( 1 ) = 0 . 482Q , Z2 (2) =0. 307Q ,也是可以滿足要求的。3

6、用測試法確定電流互感器的最大二次負載阻抗3.1 實測導線電阻和接觸電阻如圖1所示，測t前先在 GIS電流互感器的接線盒中，拆除三相電流互感器S1端子的引出線，在差動保護柜的端子排上把從電流互感器來的二次線短接，用數(shù)字式萬用表的2Q電阻檔實測每相S1端子的引出線和N端(實際為每相的S6端子)間的直阻，再實測每兩個S1端子引出線間的直阻，其結果如下：從這些測試數(shù)據(jù)可以看出，在被測回路同為兩段導線的情況下，測得的阻值并不相同，這主要是因為在兩次測試回路中各連接導體接觸面數(shù)量不同，也就是說接觸電阻不同。利用上面已計算出的Zdx的值，可計算出兩次測試回路中接觸電阻的值，Rjc1 =0. 18Q , Rj

7、c2 =0. 08Q 。由此看到，接觸電阻 Rjc1的值甚至比導線電阻 Zdx還要大，兩次測試僅接觸電阻的差值就達 0. 1Q ,基本上就等于Zdx的值。因此， 當電流互感器的二次回路距離較短時，接觸電阻在其二次阻抗所占比重較大，其影響是絕對不能忽略的。3. 2 模擬不同短路方式，實測并計算電流互感器的最大二次負載阻抗在差動保護柜上恢復電流回路正常接線，模擬單相接地短路，在三個相地回路中各通入5A電流，實測相應的外加電壓，數(shù)據(jù)見表1。表I模報單相接地短路的窩試數(shù)據(jù)I 1 hitii id 出產 inintir s|k>rt-rin'(ii| 疝】51代|0甲/通通回熔油人電流小逋

8、人電壓八452由表1計算出單相接地短路時接地相的電流互感器所負擔的二次負載阻抗為:Z/1 = 2/5 = 0.40表2模擬相間短路的窩試數(shù)據(jù)Tab. 2 Duca of I he niiinic 4wrt-ciTmit bctwern lines通澈同路詡人電施，A通人電壓八IH52J1或5(：A52.10表2是模擬相間短路時的測試數(shù)據(jù)。因為相間短路時的二次負載是由兩相電流互感器共同負擔的，所以相間短路時每相電流互感器的負載阻抗應為實測計算值的一半。因此，若取實測的最大值來計算，則有測試結果也表明，電流互感器的實際負載阻抗能夠滿足其準確級的要求。4兩種方法所得負載阻抗值的分析從以上采用兩種方法

9、所得到的電流互感器實際負載阻抗來看，與測試值相比，用計算法求出的值偏小,值偏大，這主要是因為在計算法中將兩種短路方式下的接觸電阻均取為0. 1Q，而實際上經(jīng)過測試和計算,已求得Rjc1 =0. 18Q , Rjc2 =0. 08Q ,若用這些接觸電阻的實際值對用計算法求得的負載阻抗進行修 正，則有=2x0.11 + 0,032+= 0.432 flZ/: =0.11 + 0.032 + 0.OH = 0.222 Q這樣計算值就與測試值比較接近了。表3給出了用計算法和測試法所求得數(shù)據(jù)的對比情況。費3計算法和測試法數(shù)據(jù)對比Tuh, 3(liiiiu inf rnlt?ulaLion Aiid DH

10、uniTic ni汁雷桃 惻 ul泣 訂書侑君=0.352 口右；二也工心口實始后悔正nnfi即”支nZ/2r =0,222 n我君什算值=oj»n心=o.osa實surwjft(Z= t Hl-0 40Z:1:, = 0.215 fl從表 3 可以看到，通過測試計算出的電流互感器實際負載阻抗有的與實測所得到的二次回路導線電阻 （含接觸電阻）相等，這是為什么呢？這一方面是因為差動繼電器的交流阻抗非常小，與導線電阻和接觸電阻相差一個數(shù)量級，它在整個二次負載阻抗中所占的比例相當小，它所產生的壓降之小甚至可以忽略不計；另一方面，測試儀表的準確級、儀表的使用和數(shù)據(jù)獲得的方法（直接測得還是經(jīng)測

11、試后計算求得）等對計算數(shù)據(jù)造成的影響也是不能忽略的。在測試導線電阻（含接觸電阻）時，我們用的是數(shù)字式萬用表的電阻檔，直接顯示出測量結果。而通過測試U 和 I 在計算出二次負載阻抗值時，要同時采用電壓表和電流表進行測量，電流表用的是繼電保護校驗裝置中的數(shù)字式電流表，測電壓用的是滿刻度為10V 的指針式交流電壓表。一般來說，數(shù)字式表計的準確級較高，指針式表計的準確級較低。同時，因被測電壓較低，指針示數(shù)在起始值附近，測試精度又要打折扣，若考慮到讀數(shù)時也存在一定偏差。這樣，通過測量計算出來的數(shù)據(jù)就會產生一些誤差。但即使是按照計算和測試所得到的最嚴重的情況來看，二次負載阻抗也是可以滿足要求的。5 結論（ 1 ）為保證電流互感器按標稱的準確級工作，有必要對其二次負載阻抗進行校核，校核可采用計算和測試兩種方法。計算法適用于在設計階段選擇電流互感器參數(shù)時采用，測試法用于對在裝的電流互感器容量進行校核。（ 2 ） 由于微機保護裝置交流電流回路的功耗也可以說是交流阻抗非常小，因此在選用微機保護的情況下，電流互感器的負載阻抗主要是二次回路中導線的電阻和接觸電阻，這一點與以前的電磁式保護裝置有很大不同，在設計中根據(jù)負載阻抗選擇電流互感器參數(shù)時應考慮到。（ 3 ）當電流互感器二次回路電纜較短時，接觸電阻可能和導線阻抗為同一數(shù)量