电气设备选型大全-7.1电流互感器选型规择和电压互感器选型指南(3)

2019-01-27 10:16

静荷载数据。具体计算方法见《电力工程电气设计手册》中“导线实用力学计算”部分。

2) 短路荷载

a) 硬导体短路电动力计算

电流互感器与硬导体连接时,其校验公式与支柱绝缘子相同,即:

2Fmax?1.76ichlm?10?1 ?????????(2-5) alm?l1?l2 2式中:

Fmax — 电流互感器端子承受的电动力,N a — 回路相间距离,cm; lm — 计算长度,cm;

l1 — 电流互感器出线端部至最近一个母线支柱绝缘子的距离,cm; l2 — 电流互感器两端瓷帽的距离,(当电流互感器为非母线式瓷绝缘时,

l2?0),cm。

有的产品样本未标明出线端部允许作用力,而只给出动稳定倍数Kd。Kd一般是在相间距离为40cm,计算长度为50cm的条件下取得的。此时,可按下式进行校验:

Kd?50a?40?lmich?103 ???????(2-6) 2?Ipnb) 软导线短路电动力计算

电流互感器与软导线连接时,电动力计算方法见《电力工程电气设计手册》中“软导线和组合导线短路摇摆计算”部分的有关内容。 (5) 额定二次电流和负荷

1)电流互感器额定二次电流(Isn)有1A和5A两类。

2)对于新建发电厂和变电所,有条件时电流互感器额定二次电流宜选用1A。如有利于电流互感器安装或扩建工程原有电流互感器采用5A时,额定二次电流可选用5A。

3)一个厂站内的电流互感器额定二次电流允许同时采用1A和5A。

4)保护用电流互感器的准确级和允许极限电流,都与二次负荷有关,需要合理选择二次负荷额定值并进行相应的验算。电流互感器二次负荷可用阻抗Zb(Ω)或容量Sb

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(VA)表示。二者之间的关系为:

Zb?Sb ???????????????(2-7) 2Isn当电流互感器额定二次电流Isn为5A时,数值Sb?25Zb,当电流互感器额定二次电流Isn为1A时,Sb?Zb。

5)由于电子式仪表和微机继电保护的普遍应用,互感器额定二次电流广泛采用1A,以及保护和控制下放就地等因素,二次回路负荷大大降低,相应的电流互感器二次负荷也宜选用较低的额定值,以便降低造价和改善其结构及性能(如采用倒置式结构)。 4.2 决定电流互感器电流比的因素

电流互感器的电流比是由额定一次电流和额定二次电流构成。电流比必须保证在规定的电力负荷下满足测量(及计量)、保护及动热稳定的要求。 (1) 测量级对额定一次电流的要求

测量或计量用电流互感器要求在正常工作范围内保证规定的准确度,尤其对关口点计量的电流互感器更应准确计量。为此,必须确定额定一次电流尽量接近正常的电力负荷电流,并保证互感器应满足仪表保安电流的要求(当采用常规仪表时)。 (2) 保护级对额定一次电流的要求

继电保护用电流互感器,要求在额定一次电流和准确限值电流下,满足规定的误差限值要求。作为保护更为关注在准确限值一次电流时,准确地输出符合要求(5P级复合误差<±5%;10P级复合误差<±10%)的二次电流,保证保护装置正确可靠动作。为此,当准确限值电流确定条件下,互感器的额定一次电流选得越大,准确限值系数越小,产品易制造。

(3) 电力负荷变化对额定一次电流的影响

1) 变电所(升压站)设计的实际电力负荷与远景负荷相差悬殊:若按远景负荷确定互感器的额定一次电流,保护级按远景负荷确定的的额定一次电流,可满足保护功能的要求,但互感器的测量级不能满足近期实际负荷的准确计量。

2) 特殊负荷:例电气化铁路、轧钢等的电力线,一般电流互感器额定一次电流按短时最大的负荷确定,而在正常工作情况下通过电流互感器的电流很小,无法满足准确计量的要求。

3) 系统间联络线,负荷不固定:互感器的额定一次电流按最大负荷电流或输电线

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路、断路器的额定电流确定,因而电流互感器不可能满足在负荷变化的全范围内准确级要求。

当电力负荷变化范围太大时,若按最大负荷确定为额定一次电流,可满足保护级功能要求,但互感器测量级无法对最小负荷进行准确计量。反之,若按最小负荷确定为额定一次电流,测量级可准确计量最小的电力负荷,但对最大电力负荷时的计量必须要选用具有“电流扩大值”为200%、300%等的电流互感器。对于保护级在最大电力负荷时要发挥保护功能,必须有很大的准确限值系数,这会给互感器制造带来困难。所以在电力负荷变化范围时测量级和保护级的要求是矛盾的,应采用多变比的电流互感器。 (4) 额定二次电流由以下因素决定

额定二次电流有两种:5A、1A。在110kV及其以下电压等级,可以采用二次电流为5A或1A。一般在220kV及其以上电压等级的电流互感器,推荐采用二次电流为1A。 4.3 多变比电流互感器参数的选择原则 (1) 电力负荷较稳定时

当电力负荷较稳定,变化范围不大时,采用单一电流比的电流互感器。额定一次电流宜取回路负荷电流的1.5~2.0倍。 (2) 电力负荷变化时

当电力负荷变化范围大时,宜采用多变比的电流互感器,一次绕组采用串并联方式,测量用电流互感器带S级,其电流比选较小值,并且在二次绕组抽头。保护级用最大的电流比(二次绕组不抽头)。

示例:技术参数2x600/5A:

测量级:2x(200、400、600)/5A;0.2S级;输出容量:抽头为30VA;满匝为50VA。 保护级:2x600/5A:5P20;50VA。

制造方案:一次绕组串并联;测量级为0.2S级并在二次绕组的三分之一处抽头;保护级二次绕组不抽头。 多电流比电流互感器连接方式时的性能见表2-7。

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表2-7 多电流比电流互感器连接方式时性能 准确级 一次连接方式 二次 标志 负荷电流 额定值% (20%~120%)x200A S1—S2 5%x200A 1%x200A (20%~120%)x400A 测量级 一次绕组串联 S2—S3 5%x400A 1%x400A (20%~120%)x600A S1—S3 5%x600A 1%x600A (20%~120%)x400A S1—S2 5%x400A 1%x400A (20%~120%)x800A 测量级 一次绕组并联 S2—S3 5%x800A 1%x800A (20%~120%)x1200A S1—S3 5%x1200A 1%x1200A 保护级 一次 串联 一次 并联 S1—S2 S1—S2 (100%~120%)x600A (100%~120%)x1200A 电流值A 40~240 10 2 80~480 20 4 120~720 30 6 80~480 20 4 160~960 40 8 240~1440 60 12 600~1200 1200~2400 误差限值 比差 ±0.2% 相位差 ±10' 一次绕组串联时,电力负荷在40~720A的范围内,能保证电流互感器达到比差±0.2%相位差±10'。 性能说明 ±0.35% ±15' ±0.75% ±30' ±0.2% ±10' ±0.35% ±15' ±0.75% ±30' ±0.2% ±10' ±0.35% ±15' ±0.75% ±30' ±0.2% ±10' 一次绕组并联时,电力负荷在80~1440A的范围内,能保证电流互感器达到比差±0.2%相位差±10'。 ±0.35% ±15' ±0.75% ±30' ±0.2% ±10' ±0.35% ±15' ±0.75% ±30' ±0.2% ±10' ±0.35% ±15' ±0.75% ±30' ±1.0% ±1.0% ±60' ±60' (3) 一次绕组串并联方式的电流互感器

选用一次绕组串并联方式的电流互感器,要考虑到产品短路电流稳态性能。 一次绕组串联方式的动稳定电流接近并联方式的一半,换句话说,一次绕组并联的动稳定电流是串联方式的两倍。所以,在确定多电流比电流互感器的短路性能时应按一

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次绕组串联方式的性能为依据,确定电流互感器的短路稳定性能。

多电流比的电流互感器,二次绕组抽头方式与产品的动热稳定性能无关,但与二次绕组的电流密度有关,应保证在额定短时热电流时二次绕组的电流密度不超过180A/mm2(铜线);120A/mm2(铝线)。 (4) 二次绕组抽头方式的电流互感器

选用二次绕组抽头方式的电流互感器,要考虑输出容量问题。

二次绕组抽头(抽头值为K分之一,K为10内的整数)时的输出容量S1,满匝时的额定输出容量Sn,两者关系为:

S1?(12)?Sn ?????????????(2-8) K2例:在二分之一处抽头,则S1?(1)2Sn,即为满匝时的四分之一。一般抽头时的输出容量按上式确定,实际上,产品还是可以作得比计算值大些(具体输出容量应用户与制造双方协商)。

(5) 多电流比套管式电流互感器额定值

多电流比套管式电流互感器额定值是以其最大电流比时规定的,其余电流比则不作规定。例:“300-600-1200/1A;50VA;0.5级”表示在1200/1A时满足50VA、0.5级。而在其他的变比:300/1A、600/1A时的准确级和额定输出由双方协商。 4.4 保护电流互感器的特殊要求

保护用电流互感器参数除按照一般规定进行选择外,还要考虑电流互感器所在回路的具体要求:

(1) 变压器差动回路电流互感器额定一次电流的选择,应尽量使两侧电流互感器的二次电流进入差动继电器时基本平衡。当采用微机保护时,可由保护装置实现两侧变比差和相角差的校正。在选择额定一次电流及二次绕组接线方式时,应注意使变压器两侧电流互感器的二次负荷尽量平衡,以减少可能出现的差电流。

(2) 自耦变压器公共绕组回路过负荷保护用的电流互感器,应按公共绕组的允许负荷电流选择。此电流通常发生在低压侧开断,而高-中压侧传输自耦变压器的额定容量的情况。此时,公共绕组上的电流为中压侧与高压侧额定电流之差。

(3) 大型发电机变压器组厂用分支的额定电流远小于主变压器额定电流,厂用分支的电流互感器一般可以厂用分支额定工作电流为基础进行选择,但例外的是厂用分支

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