电流互感器10%误差曲线的计算方法及其应用

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1、继电保护用电流互感器１０％误差曲线的计算方法及其应用作者：师淑英郭增光常小冰河北大唐国际王滩发电有限公司摘要：电流互感器是电力系统中非常重要的一次设备，而掌握其误差特性及10%误差曲线，对于继电保护人员来说是十分必要的，它可避免继电保护装置在被保护设备发生故障时拒动，保证电力系统稳定．可靠的运行，对提高继电保护装置的正确动作率有着十分重要的意义。本文就用在电流互感器二次侧通电流法，如何绘制电流互感器的10%误差曲线，并对其如何应用，加以说明。关键词：电流互感器10％误差曲线应用1电流互感器的误差图1图2电流互感器，用来将一次大电流变换为二次小电流，并将低压

2、设备与高压线路隔离，是一种常见的电气设备。其等值电路如图1所示，向量图如图2所示。图中I为折算到二次侧的一次电流，R、X为折算到二次侧的一次电阻和漏抗；R2、X28为二次电阻和漏抗；I0为电流互感器的励磁电流。在理想的电流互感器中I0的值为零，I＝I2。但实际上Z2为Z0相比不能忽略，所以，=-；由电流互感器的向量图中可看出，电流互感器的误差主要是由于励磁电流I0的存在，它使二次电流与换算到二次侧后的一次电流I不但在数值上不相等，而且相位也不相同，这就造成了电流互感器的误差。电流互感器的比误差f=；角误差为I与I2间的夹角。做为标准和测量用的电流互感器，要

3、考虑到在正常运行状态下的比误差和角误差；做为保护用的电流互感器，为保证继电保护及自动装置的可靠运行，要考虑当系统出现最大短路电流的情况下，继电保护装置能正常工作，不致因为饱和及误差带来拒动，因而规程的规定，应用于继电保护的电流互感器，在其二次侧负载和一次电流为已知的情况下，电流误差不得超过10%。2电流互感器的１０％误差及１０％误差曲线设Ki为电流互感器的变比，其一次侧电流与二次电流有I2＝I1／Ki的关系，在Ki为常数（电源互感器I2不饱和）时，就是一条直线，如图3所示。当电流互感器铁芯开始饱和后，与I1／Ki就不再保持线性关系，而是如图中的曲线2所示，

4、呈铁芯的磁化曲线状。继电保护要求电流互感器的一次电流I1等于最大短路电流时，其变比误差小于或等于10％。因此，我们可以在图中找到一个电流值I1.b，自I1.b作垂线与曲线1、2分别相交于B、A两点，且BA＝0.1I（为折算到二次的I1值）。如果电流互感器的一次I1电流，其变比误差就不会大于10％；如果，其变比误差就大于10％。81-为铁芯不饱和2-为铁芯饱和时图3图4另外，电流互感器的变比误差还与其二次负载阻抗有关。为了便于计算，制造厂对每种电流互感器提供了在m10下允许的二次负载阻抗值Zen，曲线m10=f(Zen)就称为电流互感器的10％误差曲线，如图

5、4所示，已知m10的值后,从该曲线上就可很方便地得出允许的负载阻抗。如果它大于或等于实际的负载阻抗，误差就满足要求，否则，应设法降低实际负载阻抗，直至满足要求为止。当然，也可在已知实际负载阻抗后，从该曲线上求出允许的m10，用以与流经电流互感器一次线绕组的最大短路电流作比较。通常电流互感器的10%误差曲线是由制造厂实验作出，并且在产品说明书中给出。若在产品说明书中未提供，或经多年运行，需重新核对电流互感器的特性时，就要通过试验的方法绘制电流互感器的10%误差曲线。3１０％误差曲线的绘制方法测定电流互感器10%误差曲线最直接方法是一次测定电流法，此项方法由于

6、所需电源及设备容量较大，电流测量很难用于现场测验。另一种方法是二次侧通电流法，此项方法由电流互感器二次侧通入电流，所需电源及设备容量较小，其结果与一次电流法所得相同，现场测量很易实现。下面就介绍用二次侧通电流法，绘制电流互感器10%误差曲线的方法。83.1收集数据保护装置类型、整定值、电流互感器的变比、接线方式和流过电流互感器的最大故障电流等。3.2测量电流互感器二次绕组的直流电阻R23.3求二次绕组漏抗Z2用经验公式计算：对于油浸式LCCWD型，一般取Z2=（1.3～1.4）R2；对于套管式LRD型电流互感器，一般取Z2=2R2。3.4测定电流互感器的二

7、次负荷阻抗电流互感器的二次阻抗是指电流互感器二次端子所呈现的负荷阻抗。它包括继电器阻抗，连接导线阻抗。3.4.1计算电流互感器二次负荷电流互感器二次的负荷为其输出电压的与输出的电流之比；Zfh=U2/I2。其值的大小与电流互感器的接线方式、故障类型有关：3.4.1.1完全星形接线见图5，常用于大接地电流系统中，能够反映各种相间故障和接地故障。为提高接地故障的灵敏度，常在中性线中加装零序电流继电器。ZL:导线阻抗Zφ:继电器线圈阻抗ZN:零序回路继电器线圈阻抗图5①三相短路时：(I0=0)Zfh=U2/I2=UA/IA=IA(ZL+Zφ)/IA=ZL+Zφ②

8、两相短路时：(AC相)Zfh=U2/I2=UA/IA=[IA(ZL