电流互感器的准确度等级对电网设备安全的影响

第27卷第4期2008年12月青 海 电 力QINGHAIELECTRICPOWER

Vo.l27No.4

Dec.,2008

电流互感器的准确度等级对电网设备安全的影响

付金生

(黄化供电公司,青海尖扎811200)

摘 要:电流互感器是对一次大电流进行变换以满足测量仪表和继电保护的需要。文章通过对不同电流互感器准确度等级及其构成原理的分析,对测量用互感器和保护用互感器混用所带来的问题和安全隐患进行了阐述。

关键词:电流互感器; 准确度; 电网设备安全;

中图分类号:TM452 文献标识码:B 文章编号:1006-8198(2008)04-0009-03

DiscussingAccuracyClassonCurrentTransformerto

NetworkEquipmentSafety.sInfluence

FUJin-sheng

Abstract:Convertingthecurrenttransformer.sprimarycurrentmaymeetthedemandofmeasuringinstrumentandre-layingprotection.Accordingtoanalyzingdifferentcurrenttransformer.saccuracyclassandtheconstitutionprinciple,thepaperexpoundstheproblemandsafetyhiddentroubleofmeasuringtransformerandprotectingtransformermix.Keywords:currenttransformer; accuracy; networkequipmentsafety

1 问题的提出

2008年初,新建的110kV优干宁变电站准备投运,在进行110kV隆优线间隔二次回路查线时,发现接计量屏的二次电缆错误地接到了保护屏,主要的原因是由于设计图纸上的CT型号规格与实际使用的CT型号规格不符,导致施工人员错将计量绕组当作保护绕组,将保护绕组当作了计量绕组,造成CT二次接线混乱。各绕组额定输出和准确等级见表1,实际使用的各绕组额定输出和准确等级见表2。

由表1、表2可以看出,由于错误接线,造成主控室内需要接30VA/0.2S级电能计量用电流互感器的电能表实际所接的为30VA/TPY级电流互感器,需要接30VA/0.5级测量用电流互感器的交流采样装置实际所接的为30VA/5P20级电流互感器,而需要接入30VA/5P20和30VA/

TPY级电流互感器的线路距离保护和故障录波装

置却接入了30VA/0.5和30VA/0.2S级电流互感器。

表1 各绕组额定输出和准确等级

CT铭牌二次绕组标志准确度额定容量(VA)

1s1-1s20.2S30

2s1-2s20.530

3s1-3s2

5P2030

4s1-4s25P2030

5s1-5s2TPY30

表2 实际使用的各绕组额定输出和准确等级对应CT二次绕组端子标志准确度

额定容量(VA)

1s1-1s2TPY30

2s1-2s25P2030

3s1-3s25P2030

4s1-4s20.530

5s1-5s20.2S30

2 电流互感器准确等级的含义和区别

从上述可知,在本次错误接线的事件中共发生了4种不同准确度等级的电流互感器互相混用的情况,分别是0.2S级、0.5级、5P20级和TPY

作者简介:付金生(1969-),男,工程师,从事变电计量管理工作。

收稿日期:2008-06-13

10

青 海 电 力第27卷

级。现将这4种类型的电流互感器的含义和特点进行阐述。

通常所说的误差由比值差(fi)和相位差(Di)两部分组成。比值差(fi)是指由于实际电流比与额定电流比不相等造成的在测量电流时所产生的数值误差:

fi=(KnIs-Ip)/Ip@100%

式中:Kn)额定电流比;

Ip)实际一次电流,A;

Is)测量条件下通过Ip时的二次电流,A。

示,其含义是:在规定的工作环境中最大的瞬时误

差电流,用额定一次短路电流峰值的百分数表示,见表4。

表3 保护用电流互感器的误差限值

在额定准确

在额定一次在额定一次

限值一次

电流时相位差准确级电流时

电流时的

电流误差(%)

(c)(crad)复合误差

5P?1?60?1.8510P

?3

表4 暂态特性电流互感器的误差限值准确级TPXTPYTPZ

在额定一次电流下

在准确限值条件下最

电流误差相位差

大峰值瞬时误差(%)

(%)(c)

^=10?0.5?30E

^=10?1?30E

?1

180?18

^=10E

10

相位差(Di)是指一次电流与二次电流向量的相位差。向量方向是以理想互感器中相位差为零,若二次电流超前一次电流向量时,相位差为正值。

0.2S级的互感器是特殊用途的电流互感器,主要用于电流为50mA~6A之间的电能计量表计,即在额定电流为5A的1%~120%之间的任一电流下能够准确计量(即通常所说的宽量程、高精度)。

0.5级电流互感器是通常使用的测量用电流互感器,在二次负荷电流为额定负荷电流的25%~100%之间的任一值时,其额定频率下的电流误差和相位差应满足规程规定。在二次负荷电流低于额定值的25%时,电流互感器的误差将会增大。

以上2种类型的电流互感器均属于测量用互感器,它们的铁心是按照正常运行条件下设计的,铁心截面小,饱和倍数低,即仪表保安系数FS低,互感器的仪表保安系数FS越小,由互感器供电的电器、仪表越安全,所以FS也是测量用电流互感器的一个重要指标。

5P20级电流互感器是一种继电保护用互感器,其代表的意义为:该互感器是用作保护的;在额定频率、额定负荷、稳态情况下,当一次电流剧增至20倍额定一次电流时,其复合误差Z5%,见表3。这种互感器要求铁心截面积较大,设计在稳态条件下使用。在发生系统短路故障情况下,在稳态过程中铁心不会饱和,其铁心一般采用饱和倍数较高的导磁性材料来制造。

TPY级电流互感器是一种具有暂态特性的保护用互感器,包括TPX、TPY和TPZ等几种等级。 选用暂态特性电流互感器的目的,一是为了适应电网快速切除故障日益发展的快速保护的要

求(如行波保护等),在故障发生的初期(暂态过程)能对故障做出准确的判断和处理;另一个是当系统发生短路时,避免短路暂态过程持续的时间过长,电流互感器暂态磁通大幅度增大,如用一般的保护用电流互感器,铁心将很快趋于饱和,不能正确反映电网故障的暂态发展过程,将给继电保护的采样和判断带来误差。

3 不同准确级电流互感器混用带来的危害

如图1所示的是相同变比互感器的2个绕组,曲线1是5P20级保护用绕组的电流关系曲线,曲线2是0.2S级测量用绕组的电流关系曲线,根据上述分析我们可知测量用电流互感器和保护用电流互感器工作在不同的曲线段。b点是电流互感器的额定一次电流值,B点是额定二次电流值。测量用电流互感器的工作范围在曲线的UV段,而保护用电流互感器的工作范围在XY段,也就是在短路电流情况下工作。

1)如果将电流互感器的0.2S级二次绕组当作5P20级绕组使用,系统发生短路时由于测量用电流互感器的仪表保安系数(FS)的限制,该绕组铁心很快进入饱和状态(无论一次电流剧增到c点还是d点,二次电流均无法随一次电流成正比,

第4期付金生:电流互感器的准确度等级对电网设备安全的影响

11

发生短路时,由于5P20级二次绕组不存在仪表保安系数,所以该绕组的铁心不会进入饱和状态,二次电流将成正比继续急剧上升,超过仪表承受能力,这将导致二次仪表的损坏。

3)如果将电流互感器的0.2S和5P20级二次绕组当作TPY级绕组使用,具有暂态特性的保护将不能正常工作,会产生误判断或误测量,导致保护误动或拒动。如果将电流互感器的TPY级二次绕组分别当作0.2S和5P20级绕组使用,其对0.2S级的影响等同于5P20级绕组。在采用5P20级绕组的线路保护上,一般没有重复励磁过

图1 电流互感器一、二次电流关系图后果是继电保护装置拒动,导致继电保护装置不能对系统进行有效的保护,使事故扩大。2)如果将电流互感器的5P20级二次绕组当作0.2S级绕组使用,一方面,在 …… 此处隐藏：3136字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……