王 瑞,楊朋威,2,陳 穎,龐 健,3,楊玉新（.國網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司電力科學(xué)研究院,00020；2.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)，00080；3.東北電力大學(xué),3202）

?

電流互感器的穩(wěn)態(tài)特性及現(xiàn)場分析

王 瑞1,楊朋威1,2,陳 穎1,龐 健1,3,楊玉新1
（1.國網(wǎng)內(nèi)蒙古東部電力有限公司電力科學(xué)研究院,010020；2.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)，010080；3.東北電力大學(xué),132012）

摘要：在中低壓電力系統(tǒng)工程應(yīng)用中，經(jīng)常需要判斷現(xiàn)場的電流互感器特性是否滿足保護(hù)裝置的要求，但是由于運維人員技術(shù)薄弱，往往不能正確判斷保護(hù)用電流互感器特性是否符合要求，基于此，通過對電流互感器的穩(wěn)態(tài)特性及現(xiàn)場分析，得到中低壓電力系統(tǒng)現(xiàn)場快速簡潔判斷保護(hù)用電流互感器的實用方法。

關(guān)鍵詞：電流互感器；穩(wěn)態(tài)；保護(hù)

0　引言

繼電保護(hù)裝置通過電流互感器反應(yīng)被保護(hù)元件所通過的電流。在系統(tǒng)故障時，繼電保護(hù)的動作正確性在很大程度上取決于故障電流傳變的準(zhǔn)確性，微機(jī)繼電保護(hù)裝置的廣泛使用大大提高了保護(hù)動作的可靠性、靈敏性、速動性。同時電流互感器的特性對保護(hù)動作的影響也在不斷增大。在實際工程應(yīng)用中，我們可能會將儀表用電流互感器繞組錯用于繼電保護(hù)裝置，在故障狀態(tài)下，錯用的繞組將過早飽和導(dǎo)致保護(hù)裝置誤動。也可能在進(jìn)行工程改造時增大了電流互感器的二次負(fù)載阻抗，使電流互感器的特性發(fā)生了變化影響到保護(hù)裝置的正確動作。

1　基本概念

1.1 復(fù)合誤差

在穩(wěn)態(tài)情況下，按額定電流折算到一次側(cè)的二次電流瞬時值與一次電流瞬時值之差的方均根值（有效值），，用于衡量保護(hù)用電流互感器（P級）的準(zhǔn)確限值特性。

1.2 穩(wěn)態(tài)誤差

在理想狀態(tài)下,以下電流變換等式成立：在實際應(yīng)用中，通過圖1可以看出：

因此，建立磁場的勵磁電流是電流互感器產(chǎn)生誤差的根源

圖1　等效電路圖

1.3 二次電動勢

根據(jù)電磁感應(yīng)原理，電流互感器二次電動勢為與線圈相鏈的磁鏈對時間的導(dǎo)數(shù)，即有下式：

Es位二次電壓方均根值，B為鐵心中磁通密度，Ac為鐵心截面積

在確定鐵心材料即確定了磁通密度后，選擇更大的鐵心截面積，能得到更高的二次極限電動勢；在鐵心截面積確定后，將得到一個確定的二次極限電動勢，這是鐵心磁通飽和所能提供的二次電動勢。在圖1中，勵磁電壓為勵磁支路上的電壓，二次極限電動勢為在勵磁支路上的最高的勵磁電壓。

1.4 誤差限值

在圖1中，若電流互感器的二次電流為IECT，則電流流過負(fù)載R所需要的電壓為

電流互感器勵磁電壓Vc所對應(yīng)的勵磁電流損耗可以通過勵磁特性曲線查出。因此，電流互感器勵磁電流的大小受一次電流和二次負(fù)載參數(shù)的影響。并有：

2　誤差校核

2.1 誤差限值A(chǔ)LF

工程應(yīng)用中，可采用誤差限值A(chǔ)LF依據(jù)以下兩個條件進(jìn)行校驗：

保護(hù)校驗用最大故障電流與額定電流之比應(yīng)小于誤差限值系數(shù)ALF；電流互感器實際二次負(fù)載應(yīng)小于額定二次負(fù)載；注：復(fù)合誤差要求一般為5%

誤差限值A(chǔ)LF系數(shù)可以方便的進(jìn)行工程設(shè)計及應(yīng)用分析判斷，但不提供實際工況下的電流互感器誤差。如果遇到ALF系數(shù)不夠，但二次負(fù)載有調(diào)整裕度的情況，則需要重新進(jìn)行ALF系數(shù)核算，可考慮采用二次極限電動勢來校核。

2.2 誤差限值曲線

在現(xiàn)場，也可參考由制造廠提供的誤差限值曲線（5%或10%誤差曲線）。根據(jù)實際的二次負(fù)載，從曲線上查出電流互感器的誤差限值A(chǔ)LF系數(shù)。

2.3 二次極限電動勢

我們可以通過計算電流互感器的二次極限電動勢進(jìn)行校核。電流互感器額定的二次極限電動勢：

Esl = Kalf Ie ( Rct + Rbn ) (2-7)

Kalf ——ALF準(zhǔn)確限值系數(shù)

Ie ——二次額定電流

Rct——電流互感器二次繞組電阻

Rb——電流互感器額定負(fù)載

電流互感器實際的二次極限電動勢：

Es = Kpcf Ie ( Rct + Rb ) (2-8)

Kpcf ——實際一次電流與額定電流之比

校核判斷依據(jù)：

Esl > Es

即電流互感器的額定二次極限電動勢應(yīng)大于實際的二次極限電動勢。

3　實例分析

校驗一條220KV線路的電流互感器

Kalf = 30，Rbn = 10，Rb = 15，Rct = 6，短路電流為35KA，變比為1250/1，則Kpcf = 35/1.25 = 28。

Esl = Kalf Ie ( Rct + Rbn )

Esl = 480V

Es = Kpcf Ie ( Rct + Rb )

Es = 588V

Esl < Es 電流互感器不滿足要求

措施一，選用Kalf為40的電流互感器，則Esl = 640V，可以滿足要求。

措施二，將二次實際負(fù)荷降低為Rb = 10，則Es = 448V，可以滿足要求。

4　結(jié)論

通過本文分析可知電流互感器的穩(wěn)態(tài)特性可以通過誤差限值參數(shù)進(jìn)行分析與校核。二次負(fù)載阻抗的調(diào)整是現(xiàn)場改善電流互感器特性的有效措施。

參考文獻(xiàn)

[1] IEC60044-1

[2] IEC60044-6

[3] GB/T 1208-1997

[4] DL/T 866-2004

[5]《高壓互感器技術(shù)手冊》中國電力出版社

[6]《電力用互感器和電能計量裝置設(shè)計選型與應(yīng)用》中國電力出版社

Steady state characteristics and field analysis of current transformer

Wang Rui1,Yang Pengwei1,2,Chen Ying1,Pang Jian1,3,Yang Yuxin1
（1.Electric Power Research Institute, Eastern Inner Mongolia Electric Power Co., Ltd., 010020；2.Inner Mongolia University Of Technology，010080；3.Northeast Dianli University，132012）

Abstract：In the low voltage power system engineering application, often need to determine whether or not the site of the current transformer characteristics to meet the requirements of protection device,but due to the poor operation and maintenance personnel technology,often can not be correctly judge protection current transformer characteristics of compliance with the requirements,based on this,through the steady state characteristics and the in-situ analysis of the current transformer,low voltage power system field fast and simple to judge the practical method of current transformer for protection.

Keywords：current transformer;steady state protection