电流互感器暂态传输特性对纵差保护的影响

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1、∞o∞or(j∞》}v∽．S研究电流互感器暂态篱输辅牲对纵差保护的影嫡分析杨建武(蒲城发电有限责任公司，陕西蒲城715501)摘要：分析了电流互感器暂态过程的传输特性，介绍了纵差保护误动的各种工况，提出可以采用调整电流互感器时间常数，增大电流互感器变比，降低电流互感器二次负载，降低二次谐波制动比，采用带气隙电流互感器等措施来解决差动保护区域外故障暂态过程中存在的误动问题。关键词：电流互感器；差动保护；传输特性；误动中图分类号：TM452文献标志码：B文章编号：1673—7598(2008)09—0046—04O引言作为继电保护装置最基本的测量元件之一，电

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3、流互感器被广泛应用。一些关键的保护(如差动保囤1电流互感器简化等效电路图护)对电流互感器的要求比较高，不但要求其能反映电流的大小，还要求能比较精确地反映电流的相情况，可认为发生短路的瞬问短路电流中含有最大位和波形⋯。冈此电流互感器必须具有良好的暂态的非周期分量，假设这一电流为：响应特性，才能满足继电保护在电气暂态过程中对12=一，1cos(wt)+ll2me(1)故障的准确判断。根据图1有如下方程：电流互感器的铁心具有非线性特性，一次电流l2=+2(2)很大时，铁心将严重饱和，励磁电流成几十倍甚至十T2diddt=Il2n,cos(wt)+Il21e(3)

4、囱更高倍数增长，使二次电流的数值与波形严重失解得：真，可能导致差动保护误动或者拒动。分析电流互iu=-Il2lc0s6c0s(M一6)一，l2IT1／(-TI)]e+感器的暂态传输特性，查明二次电流失真原因，对112m[TJ(T2-T。)le(4)选择差动保护电流互感器和处理运行中相关问题i2=一l2一=-Il2，sin6sin(w￡—十有很大意义12I。，：[／(一)]e-I，：nJ7t／(T2-T)】e仉(5)式中：71l为一次回路时问常数，=L／R；为二次回1电流互感器暂态特性路时间常数，=LIR2；，l1为折算到二次侧的一次短路电流周期分量的最大幅

5、值；6为电流互感器的误差1，电流互感器的嘞磁电旋角，6=arctan(L，)；为自短路发生时起算的时间。为了简化分析，作两点假设：1)忽略电流互感由式(4)、式(5)可知，和i虽然不相等，但都包器的铁损，其励磁支路为纯电感；2)忽略二次绕组含3个电流分量：周期分量(等号右侧第1项)、强制的漏抗。非周期分量(等号右侧第2项)和自由周期分量(等图1为电流互感器简化等效电路图，其中i是流号右侧第3项)，各自的变化规律也相同。在铁心未过电流互感器一次侧的暂态电流(已经归算到二次饱和的情况下，L》尺2，8=~／2，从而cos3-+O，si_1，侧)。为了考虑对电流互

6、感器工作影响最为严重的即的幅值很小，i2的幅值接近。在暂态过程中，i收稿日期：2008—05—23作者简介：畅建武(I％8一)，男，陕西蒲城人，T师，从事火电厂电气设备检修技术管工怍。和i的值都将大大超过其稳态值，并且含有很大的Br=非周期分量。由式(7)、式(9)也可得：1．2饱和倍数和暂态磁密系数1．2．1饱和倍数日=K曰+(砭+，=+(10)在暂态过程中，如果要求电流互感器的误差不为了简化分析，假定电流互感器的磁化曲线是一条折线，如图2所示，C点为饱和点，对应的励磁电超差，就必须使其磁密B>B，则饱和倍数n应满足以下条件：流是i一饱和磁密是B。电流互

7、感器的工作磁密为ns≥(Kz+K0n1Kn(11)B=(N2)(6)闭路铁心的电流互感器，可达0．5～0．7；有气隙式中：4为铁心截面积；，v：为二次绕组匝数。的电流互感器，K不大于0．1。因此，有气隙的电流互口感器对饱和倍数的要求明显低于闭路铁心的电流互感器。1．2．2非周期暂态磁密系数=／，zrT1=一[／(一)]e+[。／(一711)]e考虑=／R和WT2>>l，为了求得磁密的最大，，，，．值，令sin￡)=一1。，／，／￡u解得：Krz=[wT1／(一)](e一e)(12)由(式)12可看出与偏移系数成比例，随和图2电流互感器磁化曲线的增大而增大，

8、并随着时间t而变化。当tt时，随t的增加而减小。数，由式(6)可知与i成正比。1．2．3一次回路时间常数对非周期磁密系数的影响电流互感器一次侧通过的周期分量电流，，与一假定其他条件不变，增大，则非周期暂态磁密次额定电流值，之比称为一次电流倍数，用表示：最大值也增大。因此，。越大，短路电流非周期分n=I1／Il=，127，=／i=／B(7)量对电流互感器的影响就越大。对纵差保护就越不式中：为二次额定电流；为励磁电流的额定值；i利，因此超高压、大机组的保护用电流互感器应考虑为励磁电流的周

9、期分量；B一日分别为i和i产生的短路暂态过程中的饱和问题磁密幅度。