10误差曲线的计算方法及其应用.doc

继电保护用电流互感器１０％误差曲线的计算方法及其应用 1、电流互感器等值电路 图 1图 2图中I eq \o(\s\up 7(’),\s\do 4(１))为折算到二次侧的一次电流，R eq \o(\s\up 7(’),\s\do 4(１))、X eq \o(\s\up 7(’),\s\do 4(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 eq \o(\s\up 7(’),\s\do 4(１))＝I2。但实际上Z2为Z0相比不能忽略，所以，=-； 图 1 图 2 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 eq \o(\s\up 7(’),\s\do 4(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 eq \o(\s\up 7(’),\s\do 4(１))与I2间的夹角。 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 eq \o(\s\up 7(’),\s\do 4(１))（为折算到二次的I1值）。如果电流互感器的一次I1电流小于I1.b，其变比误差就不会大于10％；如果电流互感器的一次I1电流大于I1.b，其变比误差就大于10％。 1- 1-为铁芯不饱和 2-为铁芯饱和时 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。 3 １０％误差曲线的绘制方法 测定电流互感器10%误差曲线的方法是二次侧通电流法，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。 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。 测量电流互感器二次绕组的直流电阻R2 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。 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，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。 ZL:导线阻抗 ZL:导线阻抗 Zφ:继电器线圈阻抗 ZN:零序回路继电器线圈阻抗 图5 ①三相短路时：(I0=0) Zfh= U2/I2 = UA/IA= IA(ZL+Zφ)/IA = ZL+Zφ ②两相短路时：(AC相) Zfh= U2/I2 = UA/IA = [IA(ZL+Zφ)+IC(ZL+Zφ)]/(2IA) = ZL+Zφ ③单相接地时：(A相) Zfh= U2/I2 = UA/IA = IA(ZL+Zφ+ZN+ZL)]/IA = 2ZL+Zφ+ZN 3.4.1.2不完全星形接线 见图6，常用于小接地电流系统中，只能够反映相间故障和接地故