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用电流互感器在低压配电系统中的选型方案
浏览: 发布日期:2017-09-29

  随着我国电力系统不断完善和发展,低压配电系统的自动化程度不断提高,测量、计量用均形成自动化,而用户对自身用电设备的暂态和稳态意识越来越强,为此用电流互感器已被广泛地应用于电力装置之中。

  用电流互感器的工作原理与测量用电流互感器的工作原理较为类似,工作原理如图1所示,电流互感器的一次绕组在被测线为线电流即电流互感器的一次电流,n1为电流互感器的一次匝数,i2电流互感器二次电流(通常为5a、1a),n2为电流互感器的二次匝数,z2e为二次回设备及连接导线。当一次电流从电流互感器p1端流进,p2端出,在二次z2e接通的情况下,由电磁原理,电流互感器二次绕组有电流i2从s1流过,经z2e至s2,形成闭合回。由此可得电流在理想状态下i1×n1=i2×n2,所以有i1/i2=n1/n2=k,k为电流互感器的变比。

  用电流互感器分暂态(tp类)和稳态(p类)条件,tp类电流互感器是考虑暂态条件的用电流互感器。一般p类用电流互感器仅考虑在稳态短电流情况下具有的准确性,在具有非周期分量的暂态条件下则可能饱和而使误差远超过允许值。tp类用电流互感器则要求在工作循环的暂态条件下的准确性。

  tps级(铁心闭合):低漏磁电流互感器,其性能由二次励磁特性和匝数比误差限值,对剩磁无。

  tpx级(铁心闭合):准确限值为在指定的暂态工作循环中的峰值瞬时误差(ε),对剩磁无。其二次时间在数秒以上。

  tpy级(小气隙铁心):准确限值为在指定的暂态工作循环中的峰值瞬时误差(ε),剩磁不超过饱和磁通的10%。其二次时间在数百毫秒至1秒左右。

  tpz级(大气隙铁心):准确限值为在指定的二次时间下,具有最大直流偏移的单次通电时的峰值瞬时交流分量误差(εac)。无直流分量误差限值要求。剩磁通实际上可以忽略,其二次时间在60~100毫秒左右。

  tps级电流互感器的误差限值见表1,tps级电流互感器的性能与p类互感器中的px级电流互感器相当,误差限值条件由匝数比和励磁特性确定,匝数比kn误差应不超过±0.25%。

  励磁特性的二次极限电动势eal不低于值,此电动势幅值增大10%时致使相应励磁电流增大不超过100%。当客户有时,在励磁极限二次电动势下测得的励磁电流峰值应不超过值,如果未指定限值,则励磁电流应不超过折算到二次侧ith的10%。对于tps,由用户额定等效二次极限电动势,通常表示如下:eal≥kskssc(rct+rb)isn其中ks为客户给定的暂态系数,rct由制造厂的设计确定,但在有些使用条件下,为了与其他设备相配合,可由客户提出其限值。

  tpx级、tpy级、tpz级电流互感器的误差限值表1。p类电流互感器的误差限值条件由复合误差。tp类电流互感器在暂态情况下的误差限值条件则由瞬时误差。这是由于引起互感器误差的励磁电流在暂态情况下一般不是周期分量,只能用瞬时电流描述。主要技术参数见表2。

  注1:当客户希翼获得新设备与现有设备兼容时,在相配合的技术规范中可某些参数的限值,例如ts或rct。但必须承认不同设计之间可能有些差别。

  (1)tps级和tpx级电流互感器。tps级电流互感器除了是低漏磁型外,还要求严格控制匝数比。适用于根据简单环流原理和采用高继电器的差动系统。由于对剩磁不,继电器的励磁使用极限,通常由试验和现场经验得出的经验公式确定。若在电流互感器已严重饱和时切断一次电流,将使得二次回中的电流随同磁通由饱和状态快速降低到剩磁水平,继电器的复归时间,通常不明显受tps电流互感器衰减特性的影响。适用于对复归时间要求严格的断器失灵电流检测元件。

  tpx级电流互感器的基本特性一般与tps级相似,只是对误差限值的不同。对于tps和tpx级电流互感器,在t<tmax和tp<<ts情况下的c-t-o工作循环中,暂态面积系数计算公式可简化为:

  由于这类电流互感器二次时间ts较大,在重合闸断电时间tfr铁心磁通衰减很有限,两次通电循环的ktd值很大,故tps和tpx互感器不适用于线重合闸情况。

  2)tpy级电流互感器。tpy级电流互感器控制剩磁不大于饱和磁通的10%。有利于c-o-c-o工作循环的准确限值,适用于采用重合闸的线。在从饱和到剩磁状态的转换期间,与相同尺寸和相同二次外接负荷的tps级或tpx级电流互感器相比,由于磁阻、储能、以及磁通变化量的不同,因而二次回的电流值较高且持续时间较长。不宜用断器失灵。

  对于tpy级电流互感器,额定暂态面积系数ktd可按公式进行计算,工作循环有关参数可根据电力系统实际情况确定。但二次回时间ts变化范围较大,通常是由制造设计优化确定的。制造厂应提供额定二次负荷下的ts值。应用时可根据实际二次负荷进行修正。

  (3)tpz级电流互感器。对于tpz级电流互感器,剩磁可忽略不计。严重饱和后衰减的二次电流在最初阶段(继电器返回时)比相应的tpy级保持更高数值。这类互感器适用于仅反应交流分量的。许多继电器将被测量经过输入电流/电压传感器转换后处理,因此,仅二次电流的交流分量有意义。由于不低频分量误差及励磁低,此类互感器一般不推荐用于主设备和断器失灵。

  p类电流互感器是iec标准和我国国家标准gb1208-2006的用电流互感器,现已在我国广泛应用。由于p类互感器的铁心是闭合的,在严重短后可能残留有剩磁,将严重影响互感器的性能。故iec关于电流互感器标准的修改单了pr类电流互感器,该类电流互感器的剩磁系数小于10%。

  p类及pr类电流互感器的准确级在额定准确限值一次电流下的最大允许复合误差的百分值标称,标准准确级为:5p、10p、5pr、10pr。电流互感器在额定频率及额定负荷下,电流误差、相位误差和复合误差不超过下表3所列限值。

  发电机和变压器主回、220kv及以上电压线宜采用复合误差较小(波形畸变较小)的5p或5pr级电流互感器。其他回可采用10p或10pr级电流互感器。

  px类电流互感器是iec标准新定义的一种电流互感器,其性能与英国标准的x类互感器相当。px类电流互感器用于5p和10p的准确限值不适应的特殊场合。例如对互感器变比和励磁特性有严格要求的高母线。励磁特性是电流互感器二次端子上正弦波电动势方均根值与所加励磁电流的方均根值的相互关系,此时互感器的一次绕组和其他绕组均开。如下图2:

  额定拐点电动势定义为电流互感器所有其他端子均开时,于二次端子上的额定频率正弦波电动势最小方均根值。当此值增加10%时,其励磁电流方均根值增加至但不大于50%。额定拐点电动势可用以下公式表示:

  用电流互感器就是为用继电器提供电流的电流互感器器,与电流继电器等类似电器配套使用,主要用于低压配电系统电流过载和短。主要准确级有:5p、10p,5、10表示复合误差5%、10%,准确限值系数又叫限值系数,它是额定准确限值一次电流(此时符合误差不超过5%、10%)与额定一次电流的比值,准确限值系数有,5、10、15、20,以江苏安科瑞akh-0.66 p系列型电流互感器为例,具体型号与规格见表4.

  2003年某工厂,由于新厂房扩建,在新厂房1500米附近安装了一台250kva(10/0.4kv)配变,与主变距离2500米,因负荷较小(额定电流80a),当时为了考虑计量准确,使互感器额定一次电流与最大负荷电流相接近,将电流互感器比选择100/5a,同时用电流互感器选择100/5a,10p10。在施工下水道时,将电缆挖断,造成工厂附近大面积停电。

  本文对低压配电系统中的不同类型电流互感器进行了简单概述,推荐给电力系统各位专家和电气工程师们参考,有利于不同类型低压电流互感器在低压智能配电系统的广泛应用。

  AKH-0.66K系列开口式电流互感器主要应用于配电系统项目,安装方便,无须拆一次母线,亦可带电操作,不影响客户正常用电,为用户项目节省人力、物力、财力,提高效率。该系列电流互感..

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