電流互感器10%誤差

1、電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)電力系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù) 電流互感器10誤差校驗(yàn)電流互感器的誤差及負(fù)載電流互感器的誤差及負(fù)載 誤差包括變比誤差及相角誤差。繼電保護(hù)要求綜合誤差不超過10%，即勵(lì)磁電流不超過一次電流的10，相角誤差不超過7 產(chǎn)生測(cè)量誤差的原因一是電流互感器本身造成的，二是運(yùn)行和使用條件造成的 CT的二次負(fù)載阻抗大小對(duì)CT準(zhǔn)確度有很大影響。原是CT二次負(fù)載阻抗增加的越多，超出所容許的二次負(fù)載阻抗時(shí)，勵(lì)磁電流的數(shù)值就會(huì)大大增加，使鐵芯進(jìn)入飽和狀態(tài)，在這種情況下，一次電流很大一部分將用來提供勵(lì)磁電流，從而使互感器的誤差大為增加。電流互感器電流互感器10誤差校驗(yàn)誤差校驗(yàn) 對(duì)于保護(hù)用電流互感器，必

2、須按實(shí)際的二次負(fù)載大小及系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最大短路電流進(jìn)行10誤差校核。電流互感器10誤差是繼電保護(hù)裝置的電流互感器的最大允許誤差，也是各類保護(hù)裝置整定計(jì)算依據(jù)。 所以10誤差測(cè)試及計(jì)算非常重要，特別是對(duì)母差保護(hù)、變壓器及發(fā)電機(jī)保護(hù)，由于這類保護(hù)的定值較靈敏，它們的整定依據(jù)之一就是躲過各側(cè)電流互感器按10誤差計(jì)算出來的最大綜合誤差。 電流互感器等值電路電流互感器等值電路 電流互感器電流互感器10%10%誤差的物理含義：誤差的物理含義： 流到電流互感器二次側(cè)電流與一次側(cè)的電流不成比例，二次側(cè)電流只有一側(cè)電流的90（標(biāo)幺值），另外10（標(biāo)幺值）流到了勵(lì)磁回路。電流互感器電流互感器10誤差校驗(yàn)誤差校驗(yàn)I

3、IIIII 即：即： 當(dāng)出現(xiàn)10%誤差時(shí)，我們可以根據(jù)上述等效電路列出如下一個(gè)電壓方程：0.10.9 ()IIIIfhIZIZZ9()IIfhZZZ 推導(dǎo)可得：推導(dǎo)可得： 可以看出，10%誤差與勵(lì)磁阻抗、二次漏抗和所帶負(fù)載阻抗。與求負(fù)載阻抗需事先測(cè)出勵(lì)磁阻抗、二次漏抗9fhIIZZZ電流互感器電流互感器10誤差校驗(yàn)誤差校驗(yàn) 如果能測(cè)量或計(jì)算出勵(lì)磁阻抗和二次漏抗，則容許的負(fù)載阻抗就可以得到。 這兩個(gè)參數(shù)我們可以通過試驗(yàn)得到。試驗(yàn)可分三步進(jìn)行。 第一步：二次漏抗測(cè)量 由于現(xiàn)場測(cè)試電流互感器漏抗比較困難，一般可按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，ZII=（13）R2，R2二次繞組內(nèi)阻，可用萬用表直接測(cè)量得到。 第二步：

4、勵(lì)磁阻抗測(cè)量 作電流互感器伏安特性曲線 方法：互感器一次側(cè)開路，在二次側(cè)加電壓，開始加壓時(shí)互感器端口電壓線性增加，電流（勵(lì)磁電流）很小，當(dāng)電壓加到互感器接近飽和時(shí)，互感器端口電壓變化較緩慢，電流增加特快，其典型曲線如圖所示。電流互感器電流互感器10誤差校驗(yàn)誤差校驗(yàn)ZZZE1L2L1K2K0I0IgU 右上圖伏安特性曲線可以看出該互感器拐點(diǎn)電右上圖伏安特性曲線可以看出該互感器拐點(diǎn)電壓壓UgUg等于等于1500V1500V左右左右。1546.21512.21281.8119211861115722.9101.9521.1127.916.0512.0111.809.9165.5841.3091546

5、.21512.21281.8119211861115722.9101.9521.1127.916.0512.0111.809.9165.5841.309電流互感器電流互感器10誤差校驗(yàn)誤差校驗(yàn) 這兩個(gè)參數(shù)都有了以后，將 代入 整理后锝：09fhIIEZZI0EZI 已知?jiǎng)?lì)磁繞組電勢(shì)后，即可以用下式計(jì)算出勵(lì)磁繞組勵(lì)磁阻抗。0gEUI Z電流互感器電流互感器10誤差校驗(yàn)誤差校驗(yàn) 利用上述關(guān)系式即可以畫出10%誤差曲線，如下例 圖。但可以看出這里與短路電流倍數(shù)并沒有關(guān)系。 計(jì)算勵(lì)磁繞組電勢(shì)9()IIfhZZZZ 現(xiàn)在我們?cè)倩剡^頭來看等效電路，根據(jù)等效電路，可以看出，在二次側(cè)與繞組電勢(shì)有如下關(guān)系：0.

6、9fhIINNEZZIII電流互感器電流互感器10誤差校驗(yàn)誤差校驗(yàn)0.9 ()fhIIIEZZ I是等效到二次測(cè)得一次測(cè)電流,（m），因此可得：0.9fhIINEZZmINImI 由上是可以看出，上述公式中和ZII已經(jīng)得到，進(jìn)而就可以得到10誤差曲線。 方法是給定一個(gè)負(fù)載阻抗計(jì)算一個(gè)允許短路電流倍數(shù)，也可給定一個(gè)短路電流倍數(shù)計(jì)算一個(gè)，允許負(fù)載阻抗。電流互感器電流互感器10誤差校驗(yàn)誤差校驗(yàn)( )LNImI10m10fhZ( )f mZfhZfh0.9fhIINEZZmI 如上例中作出的伏安特性曲線拐點(diǎn)電壓為15V，勵(lì)磁電流為127.9mA，假定實(shí)測(cè)電流互感器二次直流電阻為歐姆，取二次漏抗為兩倍直

7、阻為16歐姆，二次額定電流為1A，則計(jì)算允許負(fù)載電阻和短路倍數(shù)為：015120.128*161510.0gEVUI Z1510160.90.9fhIINNEZZmmII 可計(jì)算：當(dāng)m等于時(shí)，319.6fhZ 可計(jì)算：當(dāng)m等于10時(shí)，151.8fhZ 可計(jì)算：當(dāng)m等于20時(shí)，67.9fhZ39.9fhZ 可計(jì)算：當(dāng)m等于30時(shí)，可以看出，這個(gè)互感器幾乎不會(huì)飽和，三十倍短路電流倍數(shù)仍能允許39.9歐的負(fù)載。電流互感器電流互感器10誤差校驗(yàn)誤差校驗(yàn)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際接線情況選擇負(fù)載最大的支路測(cè)量，負(fù)載阻抗包括從電流互感器出來的所有回路，一般可在電流互感器端子箱進(jìn)行，如圖所示，用試驗(yàn)儀在AN間通入交流電流I

8、，測(cè)量兩端電壓U，電壓處以電流即可得伏在測(cè)量阻抗。測(cè)量的負(fù)載阻抗比允許阻抗小則合格。電流互感器電流互感器10誤差校驗(yàn)誤差校驗(yàn)UZI第三步：測(cè)量回路實(shí)際負(fù)載第三步：測(cè)量回路實(shí)際負(fù)載一次電流1200A二次電流5A二次漏抗0.76歐0.5124568102802902983003063083103112792892962973023043043040.9fhIINEZZmI實(shí)例：一臺(tái)實(shí)例：一臺(tái)220kV220kV電流互感器測(cè)得伏安特性及參數(shù)如下電流互感器測(cè)得伏安特性及參數(shù)如下計(jì)算最大短路電流為18kA，測(cè)得二次負(fù)載為1.96歐。試判斷該互感器是否滿足10%誤差要求？電流互感器電流互感器10誤差校驗(yàn)誤

9、差校驗(yàn)m124810121620Zfh61.2431.3515.687.495.954.873.462.62 由最大短路電流為18kA得m=15,查上述曲線Zfh為3.9歐姆，實(shí)測(cè)二次負(fù)載為1.96歐小于3.9歐姆，滿足10誤差要求。電流互感器電流互感器10誤差校驗(yàn)誤差校驗(yàn)()LNImIZfh10fhZ2.623.464.875.957.4915.6831.3561.24Zfh201612108421m2.623.464.875.957.4915.6831.3561.24Zfh201612108421m 判斷電流互感器在所接的負(fù)載情況下是否滿足誤差要求，除上述方法外，還可采用一種簡單使用的方法

10、判斷這就是拐點(diǎn)電壓法。 保護(hù)用電流互感器得允許誤差一般用PM表示，如5P10。 式中的是準(zhǔn)確等級(jí)，M是保證準(zhǔn)確度的允許最大短路電流倍數(shù)。 其含義是在10倍互感器額定電流短路時(shí)，其誤差滿足5的要求。方法二拐點(diǎn)法 電流互感器的標(biāo)稱準(zhǔn)確限值電流倍數(shù)M的概念是： 當(dāng)電流互感器二次回路所帶的負(fù)載為額定阻抗Z，且一次電流達(dá)到額定電流的標(biāo)稱準(zhǔn)確極限值倍數(shù)時(shí)，電力互感器的鐵心處于飽和邊緣。 此時(shí)的二次回路極限電勢(shì)E0等于回路的極限壓降U0，即：022()mNfhEKIZZmK2NIfhZ2Z允許誤差使得電流倍數(shù)電流互感器二次額定電流A；電流互感器二次負(fù)載阻抗 ；電流互感器二次漏抗方法二拐點(diǎn)法22()gmNfh

11、UKIZZ由于我們?cè)谧麟娏骰ジ衅鞯姆蔡匦郧€時(shí)不太可能做到電流太大，一般做到幾百毫安到幾安就可以看到拐點(diǎn)了，在電流較小時(shí)得到的拐點(diǎn)電壓可以直接取代勵(lì)磁繞組的電勢(shì)。因此，上式可以改寫為：從上式可以看出，電流互感器二次額定電流已知如果仍然用前述的方法估算互感器的二次漏抗，通過做伏安特性得到拐點(diǎn)電壓后上式只剩下兩個(gè)參數(shù)未知，即：允許負(fù)載阻抗是短路電流倍數(shù)的函數(shù)。 22()gmNfhUKIZZ方法二拐點(diǎn)法我們?nèi)砸陨鲜鰧?shí)例為例一次電流1200A二次電流5A二次漏抗0.76歐0.512456810280290298300306308310311拐點(diǎn)電壓Ug約280V，二次漏抗為0.76歐姆，實(shí)測(cè)負(fù)載阻抗

12、為1.96歐姆。計(jì)算故障電流容許倍數(shù)：28020.65(1.960.76)mK 當(dāng)最大短路電流為18kA，Km等于15，小于20.6，誤差滿足要求。方法二拐點(diǎn)法 拐點(diǎn)電壓檢查10誤差步驟： 1）估算互感器二次漏抗， Z2=（13）R2； 2）做電流互感器伏安特性曲線，求取拐點(diǎn)電壓； 3）實(shí)測(cè)二次回路實(shí)際負(fù)載阻抗； 4）利用上式計(jì)算最大允許短路電流倍數(shù)； 5）計(jì)算最大短路電流，并與最大允許短路電流倍數(shù) 比較，得出結(jié)論。方法二拐點(diǎn)法誤差不滿足要求時(shí)的技術(shù)措施 5 5）將同互感器相同變比的兩個(gè)二次繞組串聯(lián)使）將同互感器相同變比的兩個(gè)二次繞組串聯(lián)使用，增高拐點(diǎn)電壓，提高容許短路電流倍數(shù)。用，增高拐點(diǎn)電壓，提高容許短路電流倍數(shù)。 1)1)選擇大容量的互感器；選擇大