大电机组与电流互感器的暂态反应

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1、维普资讯http://www.cqvip.com1997年第3期上溶电力41大电机组与电流互感器的暂态反应上海市电力工业局中L-调度所(200025)莫铭培摘要大电机的推广使用，使系统一次回路时间常数大为增大。故障电漉中直流分量对电流互盛器铁心饱和和剩磁的影响应引起重视。采用铁心有气隙的电流互感器对降低铁心磁通密度和控制剩磁的影响是有效的，但要注意与原有电网中保护用电源互感器的配合问题。关镑词暂态分量铁心饱和剩磁气隙上海城市电网供电密度大、输电距离短，为表1电流互感器伏安特性试验了缩减降压变电容量，大机组(例如吴泾八期2励磁电流／mA501001

2、50加O250500600700800×6OOMW)直接上220kV网架即将成为现实。投产时测A相3003503693653703BO3Bl385霸7试记录而且，这样的网络结构还会逐步扩大，机组容量c相2993蚰34835]35536B3"／037l弘也会不断增大。继电保护在80年代初500kV事故后A相205243249254础础舶7蜘试验记京建网初期遇到的一些技术课题，例如系统时间常c相2102342432452562耵259∞0数大、故障快速切除与电流互感器剩磁的影响等正在引起人们的关注。尤其是最近万荣变电一l站35kV母线差动保护的两次误

3、动作，由于它邻～L⋯▲▲-▲▲▲▲一近石洞口、石洞口二厂、宝钢等三个大电厂(故障一ll^／^·-1l▲▲一一容量880～96OMVA)，从故障录波和事故后对I一』AA，,A．A▲▲一变流器的检验结果，情况更为明朗。万荣变电站35kV(220kv／35kV、120MVA变压器降压供电)母线差动保护两次误动作的情况归纳起来有两点不容忽视：▲～(1)出线第一次故障(约为0．14s)切除时母一^_一▲^一-LJj一差保护没有误动作，经0．7s后重合闸于永久故‘：▲～障时才发生误动作。电流波形有明显的非周期分量，而且重合闸前后电流波形状相似，即非周[b)期

4、分量对铁心的磁化呈同极性，如图1。图1万荣变电站35kv母线差动保护误动作的故障电巍坡形(2)事故发生约24h后，对主变的I丑一图(677线踏故障时出现零序分量．说明三相电瘴互感器饱和程度不一致)35(10P20、加VA、1500／5)电流互感器进行伏安一1996年6月17日l833万荣663三相拽障0．J4s特性试验与半年前投产时的测试数据相比，励磁跳闸一O．84s台闸一O蜘s跳闸：电流取5o～800n范围内各点电压均有下降枣b1996年9月2日18：06万荣677三相故障O．14s睫(见表1)。说明事故后正常负荷电流对剩磁的一O．84S合闸一

5、0．94s跳闸击磁作用不明显。保护用电流互感器根据其工作特点规定了两个指标，即短路电流倍数(N)和误差范围f／1电流互感器的稳态饱和2。例如，技术规范书上标称的“10P舶”即为能1．1保护用电流互感器的误差满足20倍短路电流时误差不大于10％。电流维普资讯http://www.cqvip.com42上诲电力1997年第a期互感器的误差来源于变流器的励磁电流，励磁“1—：====：‘电流可由F式计算；~／Ri+()。10一HEf、／w2(1){sin(coz+一式中Ⅳ——磁化力(安匝／cm)；式中R、厶——分别从发电机到故障点的正f～铁心磁路长度(

6、cm)；序阻抗；w——二次绕组匝数。T_一暂态分量衰减的时向常数}H与铁心磁通密度成比例，日一，(口)P妒—一tg—1一系糸统玩阻抗玩角用}一㈦——短路时的电压韧始相位角。式中，——频率；第一项为稳态量(交流分量，is)，第二项为S——铁心截面。暂态分量(直流分量)。1．2制造厂提高电流互感器精度的措施根据式(1)、式(2)分析：当电压迟后电流日一一鲁时，暂态量有(1)采用导磁系数好的定向硅钢带；最大值：(2)采用无接缝的环形铁心}一。兰一．{e-一。。。}(3)缩短磁路长度；~／R{+(∞L1)(4)增大铁心面积以降低铁心磁通密度}不同的暂态分

7、量衰减时间常数丁，有相应(5)增加二次绕组的匝数。的系统阻抗角和暂态量最大的短路故障初始1．3允许短路电流倍数角日，如表2所示口角均接近于O。(见圈2)。为了保证继电保护的正确工作，按电流互表2不同时的、日位感器实际负载校核电流互感器的允许短路电流倍数(例如过电流速断保护的整定值)：一：·Ⅳ(3)式中z——变流器额定二次负载(例如25VA即为1Q)；zx——实际二次负载。2电流互感器的暂态反应、、／，＼70年代以前电流互感器都是按照稳态饱uVV和特性设计选型的随着大电机、高电压电网的出现，IEEE电力系统继电保护委员会于60年图2故障电流2．2铁

8、心中的暂态磁通代末对电流互感器的暂态响应特性进行了研根据电流互感器的等值电路图，设工。为励究。目前我国500kV电网中使用的具有小气磁感