电流互感器变比选择.docx

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 2005A，表示 i20 倍额定 i1,即201 20024 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。首先根据继电保护装置的要求，保护用TA的稳态误差103，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