电流互感器10%误差曲线对继电保护装置的影响及应采取的措施

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1、电流互感器10%误差曲线对继电保护装置的影响及应采取的措施：电流互感器的误差影响继电保护装置的工作质量，而电流互感器在短路过程中能否真实地传变一次电流，对于继电保护装置的正确工作起着决定性的作用。本文主要分析了电流互感器误差对继电保护装置的影响，并找出了减小误差的一些具体措施。　　关键词：继电保护；电流互感器；励磁电流；差动保护；误差曲线　　引言　　在电力系统运行中，继电保护装置能反应电气设备的故障和不正常工作状态并自动迅速地、有选择性地动作于断路器将故障设备从系统中切除，保证无故障设备继续正常运行，将事故限制在最小范围，提高系统运行的可靠性，最大限度地保证向用

2、户安全、连续供电。而继电保护装置正确动作的前提是必须准确地感知故障量的大小，继电保护装置是通过电流互感器来反应被保护元件中所通过的电流。由于电流互感器存在误差，造成在短路过程中一次电流产生偏差，影响继电保护装置的正确工作。　　1电流互感器误差的产生　　计算电流互感器二次电流是用一次电流除以电流互感器的变化来获取，是在忽略了励磁电流的前提下得到的结果。实际上，由于电流互感器存在励磁电流，产生了电流互感器的测量误差。测量误差就是电流互感器的二次输出量与折算到二次侧的一次输入量之间大小不相等、幅角不同所造成的差值。因此，电流互感器的误差可分为数值(变比)误差和相位(角

3、度)误差。我们重点讨论电流互感器的变比误差。　　励磁电流是造成电流互感器二次电流和一次电流不成比例的直接原因。励磁电流使一次折算至二次侧的电流不等于二次电流，造成了电流互感器的变化误差，计算公式为．　　(1)　　式中——电流互感器的变比。　　电流互感器的等值电路如图1所示，图中各参数均折算到二次侧。　　　　图l电流互感器等值电路　　、——电流互感器一、二次侧的漏抗；——励磁阻抗；——负荷阻抗　　为了方便计算，定义为二次阻抗。　　由图1可知二次电流与一次电流关系为：　　　　将式(3)代入式(1)得：　　　　二次漏抗Z2s变化很小，可以视为不变，根据式(4)，当系统

4、发生故障时，一次电流突然增大，在一次电流的非周期分量的影响下，电流互感器铁心很快饱和，励磁阻抗迅速下降，励磁电流急剧上升，将明显增大。在一次电流不变的情况下，如果负荷阻抗增大，使二次阻抗支路的分流减小，励磁电流增大，也会使增加。　　此外，励磁电流还能使二次电流在相位上偏离一次电流，造成电流互感器相位误差。　　由于电流互感器存在励磁阻抗，因此，电流互感器的误差不能完全消除。为了使继电保护装置能够正确感知故障量的大小，必须将电流互感器的误差控制在一定范围。继电保护要求电流互感器在一次电流等于最大短路电流时，其变比误差小于。因而产生了电流互感器的误差曲线。　　2电流互

5、感器的10％误差曲线　　电流互感器的10％误差曲线是指变化误差满足时，一次电流与其额定电流的比值和二次负荷阻抗的关系特性曲线(如图2所示)。由图2可知，在电流互感器的误差允许范围内，一次电流和二次负荷阻抗是相互制约的，一次电流越大，允许的二次负荷阻抗就越小。　　另外，误差与角度误差有一定的关系。理论分析和运行经验表明，当保护用的电流互感器满足误差曲线要求时，角误差不超过7°。　　　　图2电流互感器的10％误差曲线　　通过给定电流互感器的误差曲线可验证一次电流和负荷阻抗。当已知电流倍数时，由误差曲线可方便地得出允许的负载阻抗。如果不小于实际负载阻抗，误差就满足要求

6、；否则，应设法降低实际负载阻抗，直到满足要求为止。当已知实际负载阻抗时，也可由曲线求出电流倍数，与流经电流互感器绕组的最大短路电流进行比较，判断是否满足误差要求。　　电流互感器的误差曲线一般由制造厂给出，在现场电流互感器的误差曲线可由试验求取，具体步骤如下：　　①收集保护类型、整定值、电流互感器的变比和接线方式等数据。　　②用电桥测量电流互感器的二次绕组直流电阻，近似代替电流互感器二次绕组漏抗(110～220kV电流互感器取，35kV贯穿式或厂用馈线电流互感器取)。　　③将电流互感器一次侧开路，用伏安特性法作出二次侧电压曲线。用以下公式求出相应的数值。　　励磁电

7、压：　　励磁阻抗：　　电流倍数：　　允许二次负荷阻抗：　　④以为纵坐标、为横坐标，将求得的和的值逐点绘制在坐标纸上，即可得到误差曲线。　　由于接在电流互感器二次侧的继电保护装置多是反应短路时电流增大而动作的，短路时需要电流互感器正确反映一次侧的电流，因此重要保护装置用的电流互感器都需要满足误差曲线的要求。　　3解决电流互感器误差的措施　　①增大二次回路中控制电缆的截面。因为大多数情况下，电流互感器的负载主要由控制电缆的电阻决定。增大控制电缆的截面，以减小电流互感器二次绕组的负载，达到减小电流互感器误差的目的。　　②串接1台相同变比的备用电流互感器。将2台同变比的

8、电流互感器串联使用，可以