保護(hù)用電流互感器準(zhǔn)確級選擇的探討

1、保護(hù)用電流互感器準(zhǔn)確級選擇的探討2004-05-14自動(dòng)采集摘要分析了由于保護(hù)用互感器鐵心非線性特性，當(dāng)互感器一次側(cè)電流很大時(shí)，二次側(cè)電流未能按線成互感器復(fù)合誤差。同時(shí)介紹了準(zhǔn)確級和準(zhǔn)確級限值的概念，并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合工程實(shí)例對保護(hù)用互感結(jié)果滿足要求。<OBJECT<object>關(guān)鍵詞保護(hù)用電流互感器準(zhǔn)確級選擇1問題的提出保護(hù)用電流互感器（TA）主要與繼電保護(hù)裝置配合，在線路發(fā)生短路過載等故障時(shí)，向繼電裝置提供信電路，保護(hù)電力系統(tǒng)的安全。它的工作條件與測量用互感器完全不同，后者正常一次電流工作范圍有合適可，當(dāng)通過故障短路電流時(shí)，希望互感器盡早飽和，以保護(hù)測量儀表不受短路電流

2、損害。而前者在比正?；驇资峨娏鲿r(shí)才開始工作，其誤差（電流和相位誤差）要求在誤差曲線范圍內(nèi)，而同時(shí)考核電流誤差和相合誤差。保護(hù)用TA一次電流i1較小時(shí)，二次電流i2線性變化；當(dāng)i1增大到一定時(shí)，互感器鐵心中的磁密很高材料的非線性，勵(lì)磁電流i0中高次諧波含量很大，波形呈尖頂形，與正弦波相去甚遠(yuǎn)，即使il是理想也不是正弦的（其波形見圖l）。非正弦小波不能用相量圖分析，需采用復(fù)合誤差的（概念分析），這使i0迅速增大，相當(dāng)于部分i1未能，與i1不再成正比變化，從而增加TA誤差。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障而引起繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)，短路電流i很大，一般為額定電流的10幾倍，使誤言保護(hù)裝置的靈敏性和選擇性。另外，從

3、原理上講，TA本身是個(gè)特殊的變壓器，變壓器都有在額定負(fù)荷下運(yùn)行的要求。因此，如T超過其額定二次負(fù)荷值，同樣會(huì)增加其誤差。2解決的思路如上所述，TA誤差不可避免，其大小與TA鐵心勵(lì)磁特性及二次側(cè)負(fù)荷有關(guān)。要控制好這個(gè)誤差，須處理TA所在位置最大故障i、該電流與額定i1的比值、額定電流比及額定二次因此需準(zhǔn)確了解準(zhǔn)確級及與其相關(guān)的準(zhǔn)確級限值、額定電流比和額定負(fù)荷的概念。要解決此問題，就要本實(shí)際情況選擇合適的準(zhǔn)確級。對保護(hù)用TA,準(zhǔn)確級以該級在額定準(zhǔn)確限值i1下的最大允許復(fù)合誤差的百分?jǐn)?shù)標(biāo)稱，其后標(biāo)以字母1,它實(shí)際上是人為規(guī)定的TA制造的誤差等級要求。準(zhǔn)確限值系數(shù)指能滿足復(fù)合誤差要求的ilmax上值。

4、額定電流比則指額定i1與i2的比值。額定負(fù)荷是確定互感器準(zhǔn)確級所依據(jù)的二次負(fù)荷值1。在早期國家標(biāo)準(zhǔn)電流互感器(GB1208-75)中規(guī)定，TA保護(hù)準(zhǔn)確級為B和D級。在選擇保護(hù)用TA；校驗(yàn)10%誤差曲線，以保證在短路時(shí)電流誤差不超過規(guī)定值20目前新版中規(guī)定準(zhǔn)確級為5P和10P,r定準(zhǔn)確限值i1時(shí)的復(fù)合誤差限值為5%、10%;其準(zhǔn)確限值系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值系列為5、10、15、20、30等，彳障下，若短路電流i與額定i1,相比的倍數(shù)小于該值，則誤差控制在準(zhǔn)確級范圍內(nèi)。因此，得到2個(gè)結(jié)論：1)選擇保護(hù)用TA的準(zhǔn)確級須同時(shí)選擇準(zhǔn)確限值系數(shù)，如5P20及1200/5A,額定i1,即20X1200=24kA范圍之內(nèi)

5、時(shí)，復(fù)合誤差5%;2)選擇雙方向，即可根據(jù)已給定的ilmax、二10%誤差曲線，準(zhǔn)確限值系數(shù)，選擇額定電流比；也可根據(jù)給定的i1max、額定電流比和10%誤差曲線出系數(shù)，根據(jù)10%誤差曲線選擇額定二次負(fù)荷和二次電纜截面。在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，TA二次負(fù)荷應(yīng)滿足10%誤差曲線的要求，只要TA二次實(shí)際負(fù)荷10%誤差曲線允兇測量誤差在10%以內(nèi)。二次負(fù)荷越大，鐵心越容易飽和。圖2為該曲線P級鐵心準(zhǔn)確限值系數(shù)與二系。3實(shí)例說明某110kV變電站110kV母線i1max25kA,TA二次側(cè)負(fù)荷40VA。首先根據(jù)繼電保護(hù)裝置的要求，保護(hù)用TA的穩(wěn)態(tài)誤差10%3,根據(jù)工程建設(shè)控制設(shè)備造價(jià)選擇準(zhǔn)根據(jù)實(shí)例查圖2曲線，得

6、到準(zhǔn)確限值系數(shù)為24。根據(jù)ilmax。為25kA除以準(zhǔn)確限值系數(shù)得到1042A。值系數(shù)應(yīng)盡量10%誤差曲線上對應(yīng)的二次負(fù)荷數(shù)值的因素，取額定il為1250A。淺談降低電能計(jì)量裝置綜合誤差黃冰廣東省潮州電力工業(yè)局(521000)電能是一種商品，電能計(jì)量裝置則是一把秤，它的準(zhǔn)確與否，直接關(guān)系到供用電雙方的經(jīng)濟(jì)利益。所以，我們應(yīng)該最大限度降低電能計(jì)量裝置綜合誤差，做到公正合理計(jì)費(fèi)。下面略談如何降低電能計(jì)量裝置綜合誤差。1電能計(jì)量裝置分析及存在問題電能計(jì)量裝置包括電能表、互感器、二次接線三部分，其誤差亦由這三部分的誤差組成，統(tǒng)稱為綜合誤差，即為電能表誤差、互感器合成誤差、電壓互感器二次導(dǎo)線壓降引起的誤

7、差三者的代數(shù)和?？梢杂孟率奖硎荆貉?丫b+丫h+丫d式中丫b-電能表的相對誤差，%丫h-互感器合成誤差,%丫d-電壓互感器二次導(dǎo)線壓降引起的誤差，%在實(shí)際的計(jì)量裝置中，除了電能表的誤差Yb可以在負(fù)荷點(diǎn)下將其誤差調(diào)至誤差最小，其他的計(jì)量裝置誤差均與實(shí)際二次回路的運(yùn)行參數(shù)有關(guān)。要降低計(jì)量綜合誤差丫，則在新投運(yùn)和改造的計(jì)量裝置選型上，要求電能表、互感器都必須符合電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程要求，按負(fù)荷類別選取適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)確度等級，并在投產(chǎn)前做好各項(xiàng)測試工作，在以后的運(yùn)行管理中，還要根據(jù)規(guī)程規(guī)定進(jìn)行周期檢定和輪換制度。電流互感器、電壓互感器的合成誤差在額定二次負(fù)荷范圍內(nèi)均可用準(zhǔn)確度來控制。而電壓互感器二次導(dǎo)線

8、壓降所造成的誤差，在綜合誤差中也占有相當(dāng)?shù)谋壤?，可以通過電能表、互感器的合理選擇來補(bǔ)償，從而降低計(jì)量裝置的綜合誤差。（1）電能表選型及使用不當(dāng)引起的誤差：為了保證電能計(jì)量裝置準(zhǔn)確地測量電能，必須按照有關(guān)規(guī)程要求，合理選擇電能表的型式、電壓等級、基本電流、最大額定電流以及準(zhǔn)確度等級。對于月平均用電量在100萬kWh以上的R類高壓計(jì)費(fèi)用戶，應(yīng)采用0.2級的電壓、電流互感器，0.5級的有功電能表及2.0級無功電能表。在實(shí)際運(yùn)行中，若用戶的負(fù)荷電流變化幅度較大或?qū)嶋H使用電流經(jīng)常小于電流互感器額定一次電流的30%長期運(yùn)行于較低載負(fù)荷點(diǎn)，會(huì)造成計(jì)量誤差，應(yīng)采用寬負(fù)載電能表。用三相三線電能表測量三相四線電能

9、將引起附加誤差。由于三相負(fù)載不平衡，中性點(diǎn)普遍有電流存在，而Ib=In-Ia-Ic所以，缺少電流Ib所消耗的功率，引起附加誤差。（2）電流互感器選用不當(dāng)引起的誤差：電流互感器二次容量的選擇。接入電流互感器的二次負(fù)荷包括電能表電流線圈阻抗、外接導(dǎo)線電阻、接觸電阻。所以，在選擇電流互感器時(shí)，應(yīng)從三方面考慮二次容量大小，通過選用電流回路負(fù)荷阻抗較小的表計(jì)，如電子式電能表來滿足二次容量的要求，必要時(shí)還可利用降低外接導(dǎo)線電阻的方法。由于一次電流通過電流互感器一次繞組時(shí)，要使二次繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，必須消耗一部分電流I0來勵(lì)磁，使鐵芯產(chǎn)生磁通。電流互感器的誤差是由鐵芯所消耗的勵(lì)磁安匝引起的。電流互感器誤差

10、取決于互感器的比差、角差，而比差、角差又與外接負(fù)載阻抗Zb、鐵芯導(dǎo)磁率以、鐵芯阻抗角a,鐵芯損耗電量角小有關(guān)。由互感器電流特性曲線（圖1）、負(fù)荷特性曲線（圖2）和誤差特性表（表1）可見，二次負(fù)荷要控制在25%-100戒間，一次電流為其額定值60流右，至少不得低于30%才能使電流互感器運(yùn)行在最優(yōu)狀態(tài)，從而降低電流互感器誤差。Ml*.*才t3小表1電流互感器誤差特性表相對于額定值變化比差角差電流特性一次電流減少-+負(fù)荷特性JL負(fù)荷減少：+-(3)電壓互感器二次導(dǎo)線壓降引起的誤差：電壓互感器的負(fù)載電流通過二次連接導(dǎo)線及用接點(diǎn)的接觸電阻時(shí)會(huì)產(chǎn)生電壓降，這樣加在負(fù)載上的電壓就不等于電壓互感器二次線圈電壓

11、，因此產(chǎn)生計(jì)量誤差。根據(jù)電能計(jì)量裝置技術(shù)管理規(guī)程DL448-2000規(guī)定，對于I、II類計(jì)費(fèi)電能計(jì)量裝置，電壓互感器的二次壓降不大于額定二次電壓的0.2%,其他計(jì)量裝置，則應(yīng)不大于額定電壓的0.5%。2降低電能計(jì)量裝置綜合誤差的措施(1)根據(jù)計(jì)量規(guī)程要求，完善計(jì)量裝置設(shè)置：選擇高精度、穩(wěn)定性好的多功能電能表。由于電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在多功能電子表已日趨完善，其誤差較為穩(wěn)定，且基本呈線性。一只多功能電子表可同時(shí)兼有正、反向有功，正、反向無功四種電能計(jì)量和脈沖輸出、失壓記錄、追補(bǔ)電量等輔助功能，且過載能力強(qiáng)、功耗小。對I、R類用戶應(yīng)采用全電子式電能表。根據(jù)電流、電壓互感器的誤差，合理組合配對，使互感

12、器合成誤差盡可能小。配對原則是盡可能配用電流互感器和電壓互感器的比差符號(hào)相反，大小相等，角差符號(hào)相同，大小相等。這樣，互感器的合成誤差基本可以忽略，只需根據(jù)互感器二次壓降誤差配合電能表本身誤差作調(diào)整，便可最大限度降低計(jì)量裝置綜合誤差。電壓互感器二次導(dǎo)線的選擇。根據(jù)互感器二次回路的實(shí)際情況選擇二次導(dǎo)線的截面和長度。在一定負(fù)載下，給定電纜截面面積，在規(guī)定電壓降下，給定導(dǎo)線長度，導(dǎo)線截面積至少不少于2.5mm2電流互感器二次回路導(dǎo)線截面積最小值為4mm2且中間不得有接頭，導(dǎo)線經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)部分處應(yīng)留有足夠的長度。在投產(chǎn)前，必須測量電流、電壓互感器的實(shí)際二次負(fù)荷，使之在互感器標(biāo)定的額定負(fù)荷之內(nèi)。對35kV以上

13、的計(jì)費(fèi)用電壓互感器二次回路，應(yīng)不裝設(shè)隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)，但可裝設(shè)熔斷器，對35kV及以下的計(jì)費(fèi)用電壓互感器二次回路，應(yīng)不裝設(shè)隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)和熔斷器。電流、電壓回路應(yīng)設(shè)專用二次回路，不與保護(hù)、測量同回路。(2)米用正確的計(jì)量方式，減少計(jì)量誤差：對接入中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)的電能計(jì)量裝置，應(yīng)采用三相三線制電能表，其2臺(tái)電流互感器二次繞組宜采用四線連線；對三相四線制的電能計(jì)量裝置，具3臺(tái)電流互感器二次繞組與電能表之間宜采用六線邊線。如采用四線連接，若公共線斷開或一相電流互感器極性相反，會(huì)影響計(jì)量，且進(jìn)行現(xiàn)場檢驗(yàn)時(shí)，采用單相法每相電流互感器二次負(fù)載電流與實(shí)際負(fù)載電流不一致，給測試工作帶來困難，且造成測量誤差。對計(jì)費(fèi)用高壓電能計(jì)量裝置應(yīng)裝設(shè)失壓計(jì)量器，及時(shí)讀取失壓記錄，作為計(jì)量人員追補(bǔ)電量的依據(jù)。(3)合理選擇電流互感器變比:要求正常負(fù)荷電流在電流互感器額定電流的60%£右，對季節(jié)性用電的用戶應(yīng)采用二次繞組具