电流互感器暂态误差对发电机纵差保护影响的对策

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第l8卷第5期常州工学院学报VO1．18No．5JournalofChangzhouInstituteofTechnologyOct．20052005年l0月电流互感器暂态误差对发电机纵差保护影响的对策张忠禄李东侠(常州工学院电子信息与电气工程学院，江苏常州213002)摘要：讨论了电流互感器的暂态误差对纵差保护的影响，分析了保护用P级电流互感器在暂态过程的技术性能。指出考虑暂态特性的TP级电流互感器虽然可解决纵差保护误动问题，但其造价较高，互感器体

2、积大，安装有困难，特别是大型发电机出口封闭母线很难安装TP级互感器。现有P级电流互感器适当提高制动系数，尽量减小二次负荷，提高额定准确限值系数等，都是行之有效的措施。关键词：电流互感器；纵差保护；误动；制动系数中图分类号：TM452文献标识码：B文章编号：1671一o436(2005)05—0040—040引言被保护元件外部短路时，由于电流互感器饱和所引起的暂态不平衡电流造成的纵差动保护误动作，一直是纵差动保护中的一大技术难题。在比率制动式发电机纵差保护整定计算中，通常只考虑在发电机外部短路的稳态

3、时，因两侧电流互感器特性不一致而产生的不平衡电流，并讨论如何在这种情况下保证保护不误动作，而不考虑因制动电流的减小是否也会引起保护的误动作。事实上，在外部短路的暂态过程中，由于短路电流非周期分量使电流互感器的励磁电流急剧增加而呈饱和状态，因而暂态误差比稳态误差大得多，差动不平衡电流可能比按乘非周期分量系数确定的值要大，而作为制动量的制动电流却比不饱和时要小。如不充分考虑由此而带来的影响，就可能使比率制动式发电机纵差保护在外部短路的暂态过程中出现误动作。笔者从历年保护统计资料中发现，归结为原因不明的

4、误动作次数占有一定的比例。对原因不明的误动作，人们往往只注重保护装置的检查，而忽视电流互感器的选择和正确使用。其实，有些纵差保护的误动作是由于电流互感器暂态过程中的误差造成的。当前国内生产的发电机差动保护等保护装置一般未采取专门减缓电流互感器暂态饱和影响的措施，而需要在选择电流互感器时，考虑暂态饱和的影响，本文即从这个侧面讨论问题。1TP级和P级电流互感器⋯电流互感器的准确级次分测量级、稳态保护(P)级和暂态保护(，IP)级。差动保护的快速动作应使发电机两侧电流互感器在变换电流时的暂态特性好并尽可

5、能一致，以免出现过大的暂态不平衡差动电流和比按线性计算值小的制动电流，从而避免纵差保护的误动作，为此，人们采用暂态保护(TP)级电流互感器。然而，目前国内只生产TPY型、TPZ型暂态电流互感器，均属于具有气隙铁芯的电流互感器。因其收稿日期：2005-03—30维普资讯http://www.cqvip.com第5期张忠禄，李东侠：电流互感器暂态误差对发电机纵差保护影响的对策41有气隙，体积大，造价高。又由于大型发电机引出线均采用封闭母线，很难装设TP型电流互感器，所以一般仍选用10P、5P型电流互感

6、器。P级电流互感器用于继电保护，并不考虑暂态误差，仅考虑稳态误差。按国际统一定义，在稳态条件下电流互感器的复合误差为nn／=。L(Kii：一il)dt(1)式中，为一次电流的有效值；，i分别为一次、二次电流的瞬时值；K为互感器额定电流比；为工频周期。Kii一i就是互感器励磁电流的瞬时值i。。若忽略谐波分量，式(1)根号内的值就是励磁电流的有效值。P级电流互感器只保证稳态误差要求，其额定准确限值系数K为额定准确限值一次电流，与额定一次电流厶之比，标准值为5、10、15、20、30。例如，5P15表示

7、5P级电流互感器在15倍一次额定电流下，其复合误差。≤5％；lOP20表示10P级电流互感器在20倍一次额定电流下，其复合误差≤10％。P级电流互感器的额定二次负荷是指二次绕组在规定的准确级下所承担的容量，即S2=Z2(·)(2)式中，2为互感器额定二次电流；z2为额定二次负荷阻抗，通常把z作为互感器的额定二次负荷。2选用P级电流互感器防止纵差保护误动的措施2．1整定计算时适当提高最大制动系数一比率制动式发电机纵差保护的制动特性曲线如图1中折线所示ABC，特性曲线中最大动作电流，叩．是按外部短路时

8、差动不平衡电流最大值，姗．一(对应曲线中的)保护不误动条件确定的，=，叩，／(3)lop一=KI胁一=KKKccKerIkKi4按制动系数定义=lop／I，最大制动系数为K一：KKKccKer5式(3)一(5)中，，为可靠系数，取1．3—1．5；为非周期分量图1比率制动特性系数，取1．5—2．0；为同型系数，发电机两侧TA同型取0．5；，为稳态误差，10P级互感器取0．1；。为外部短路穿越电流周期分量最大值；为互感器额定电流比。上述整定计算不能绝对保证暂态过程的选择性，再考虑到暂态