继电保护用电流互感器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　　　　电流互感器，用来将一次大电流变换为

2、二次小电流，并将低压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’１为折算到二次侧的一次电流，R’１、X’１为折算到二次侧的一次电阻和漏抗；R2、X2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’１＝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’１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’１与I2间的夹角。　　　　做

3、为标准和测量用的电流互感器，要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

4、所示，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’１（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％。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4所示，已知m10的值后,从该曲线上就可很方便地得出

5、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

6、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。3.1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

7、，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。图5①三相短路时：(I0=0)Zfh=U2/I2=UA/IA=IA(ZL+Zφ)/IA=ZL+Zφ②两相