TPY电流互感器的应用.docVIP

大型发电机组保护用TPY级电流互感器的研究与应用摘要： 大型发电机组保护采用TPY级电流互感器能够满足暂态性能的要求，可解决大型发电机组保护用电流互感器暂态饱和及剩磁问题，并满足差动保护各侧电流互感器型式一致的要求。我国电流互感器厂已开发制造出符合国产大型发电机组和工程需要的发电机套管式TPY级电流互感器。该类产品在设计和制造方面考虑了相关技术特点，满足了大批工程的需求。 　　关键词： 发电机；电流互感器；TPY级；机组保护 0 引言　　我国电力行业标准DL/T 866—2004《电流互感器和电压互感器选择及计算导则》已颁布实施。该标准在现行国内标准和国际通用标准的基础上，吸取了国际先进标准的规定，并根据工程应用与产品制造的实践情况，对电力工程用互感器的选择应用作了较全面的规定和论述。其中，更突出了保护用电流互感器，特别是满足暂态特性要求的TP类电流互感器；而对于大型发电机组保护用TPY级电流互感器应用的有关规定则是首次提出。在该标准编制过程中，华北电力设计院工程有限公司和其他主编单位及研究、制造单位，按照国产300～600 MW发电机和主变压器典型参数，研制开发出了配套哈尔滨、东方和上海发电机制造厂产品的TPY级电流互感器，并已通过鉴定，开始小批量生产，并在工程中获得应用。文章针对大型发电机组保护用TPY级满足暂态特性要求的电流互感器工程设计和产品选择方面作一简要论述，希望有助于标准的实施以及解决实际工作中的问题。　　1大型发电机组保护宜采用TPY级电流互感器　　1.1目前工程采用5P(10P)级电流互感器的问题　　大型发电机组(含发电机、主变压器和发电机变压器组)的一次时间常数很大［1］，因此，当这些设备的差动保护在区外发生短路故障时，短路电流中具有衰减较慢的非周期分量而导致电流互感器铁心严重饱和，即暂态饱和。铁心饱和将使电流互感器传变特性变坏，而不能准确传变故障电流，需要采取措施防止暂态过程中由于电流互感器误差超过准确限值引起区外故障时保护差电流过大而误动。目前，国内大型发电机组的发电机电压侧保护用电流互感器选用不具暂态特性的5P或10P级(按国家标准或IEC标准)，亦或按美国IEEE标准选用的C-800级电流互感器。这类电流互感器只能在稳态条件下保证规定的误差，但难以满足暂态准确度的要求。　　另外，5P(10P)级电流互感器使用不带气隙的铁心，在电流互感器严重饱和后，铁心剩磁最大可达80%。此类电流互感器未采取限制剩磁的措施，磁通密度变化范围小，剩磁难于消除。因此，在一次系统发生短路故障后，互感器可能残留较大剩磁，这将使电流互感器更容易饱和，而且差动保护两侧电流互感器剩磁多不相同，则更易产生过大差电流，引起区外故障时保护误动。　　目前，我国500 kV系统电流互感器已考虑满足暂态特性的要求，而选用铁心带气隙的TP级电流互感器(线路保护用TPY型)。因此，主变压器和发电机变压器组差动保护500 kV侧已需选用TPY级电流互感器。在这种情况下，若发电机电压侧选用5P(10P)级电流互感器，将造成两侧电流互感器类型不同，使特性规定不同。因此，按上述这种电流互感器配置，差动保护的不平衡电流将会增大，这是应该避免的。其中的一项解决措施是发电机电压侧电流互感器也选用TP型。　　1.2解决大型发电机组保护用电流互感器存在问题的思路　　（1） 采用5P(10P)级电流互感器，但尽可能提高其允许的额定二次负荷、一次额定电流和准确限值一次电流(或准确限值系数)。由上节分析可知，目前成熟产品中，性能最好的为5P20级(C-800)，SbN=200 VA的产品，但它尚不能满足要求；而且此类互感器由于大大提高了额定负荷，其体积和造价已与满足性能要求的TPY级相当。而且，P级电流互感器并未解决剩磁和差动两侧电流互感器型式不一致的问题。所以，这个方案不能解决暂态饱和的根本问题。　　当然，有的工程采用5PR级电流互感器，Kalf选择60～100级，带气隙的铁心限制剩磁系数Kr=10%以下解决剩磁问题。但此类电流互感器仍是适用于只考虑稳态误差的保护中，因其并不具备暂态特性，并不能保证暂态误差。　　（2） 继电保护装置采取措施，避开暂态饱和的影响。目前国外知名厂家的发电机组差动保护装置，如SIEMENS公司的7UT612型、GE公司的G60型和ALSTOM公司的发电机组差动保护装置，这些微机保护装置采用了电流互感器饱和鉴别元件，能在1/4周期的时间内完成鉴别程序，当电流互感器饱和时，能提高制动曲线，闭锁保护。这些思路是可借鉴的，即这些保护装置都利用了电流互感器饱和之前总有一短时间的不饱和时间的特点。但从根本上讲，任何保护装置要保证安全性和选择性，都要依赖一次电流的准确传变，这是最基本的要求。因而，还是应该采劝治本”的办