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(5)

2019-01-27 10:16

电流Ipcf时,其误差应在规定范围内。Ipcf与Ipn之比称为保护校验系数Kpcf。Ipcf按下述原则确定:

(1) 按可信赖性要求校验保护动作性能时,Ipcf应按区内最严重故障短路电流确定。对于过电流和距离等保护,应同时考虑下述两种情况:

1)在保护区末端故障时,Ipcf应为流过互感器最大短路电流Iscmac。 2)在保护安装点近处故障时,允许互感器误差超出规定值,但必须保证保护装置动作的可靠性和快速性。Ipcf应根据流过互感器最大短路电流Iscmac和保护装置的类型、性能及动作速度等因素确定。

(2)按安全性要求校验保护动作性能时,Ipcf应按区外最严重故障短路电流确定。如电流差动保护的Ipcf应为保护区外短路时流过互感器的最大短路电流Iscmac;方向保护的Ipcf应为可能使方向元件误动的保护反方向故障流过电流互感器的最大短路电流同时还需要注意防止逐级配合的过电流或阻抗等保护因相邻两处互感器饱和不同Iscmac。

而失去选择性。

(3) 保护校验故障电流Ipcf宜按系统规划容量确定。 5.5 P及PR电流互感器稳态性能计算

对于P类(包括PR类和PX类)电流互感器,应用时,主要校验稳态短路情况下的准确限值系数能否满足保护要求。为计及暂态影响,必要时考虑适当暂态系数。 (1) 一般选择验算

在工程中选用电流互感器时,一般可按下列条件验算其性能和参数能否满足要求: 1)电流互感器的额定准确限值一次电流Ipal应大于保护校验故障电流Ipcf,必要时,还应考虑互感器暂态饱和影响。即准确限值系数Kalf应大于KsKpcf。Ks为用户规定的暂态系数。

2)电流互感器额定二次负荷Rbn应大于实际二次负荷Rb。

按上述条件选择的电流互感器可能尚有潜力未得到合理利用。在系统容量很大,而额定二次电流选用1A,以及采用电子式仪表和微机保护时,经常遇到Kalf不够但二次输出容量有裕度的情况。因此,必要时可进行较精确验算,如按额定二次极限电动势或实

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际准确限值系数曲线验算,以便更合理的选用电流互感器, (2) 按二次极限电动势验算

对于低漏磁电流互感器可按二次极限电动势进行验算:

1)P类电流互感器的额定二次极限电动势(Esj)为(二次负荷仅计及电阻):

Esj?KalfIsn(Rct?Rbn) ????????? (2-9)

式中: Kalf— 准确限值系数; Isn— 额定二次电流;

Rct — 电流互感器二次绕组电阻; Rbn — 电流互感器额定负荷。

上述各参数制造部门应在产品说明书中标明。

2)继电保护动作性能校验要求的二次感应电动势(Es)为:

ES?KsKpcfIsn(Rct?Rb) ????????(2-10)

式中: Kpcf — 保护校验系数,与继电保护动作原理有关,参见6.4节;

Ks — 给定暂态系数,参见6.3节; Rb — 电流互感器实际二次负荷; 其它同公式(2-9)。

3)电流互感器的额定二次极限电动势应大于保护校验要求的二次感应电动势,即:

Esj?Es ???????????????(2-11)

(3) 按实际准确限值系数曲线验算

如果制造厂提供的电流互感器不满足低漏磁特性要求,当提高准确限值一次电流时,互感器可能出现局部饱和,不能采用上述二次极限感应电动势法进行验算。此时,如用户需要提高所选

0

Kalf Kalf

互感器的准确限值系数Kalf,则应由制造厂提供由直接法试验求得的或经过误差修正后实际可用

'的准确限值系数Kalf与Rb的关系曲线。根据实际

Rb Rbn

图2-24 按负荷实际的误差曲线选择电流互感器

'要求:Kalf其中Kpcf为保护校验系数,?KsKpcf。

Ks为给定暂态系数。

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'的Rb,从曲线上查出电流互感器的准确限值系数Kalf,参见图2-24。

(4) 选择电流互感器的准确限值系数

所选电流互感器的准确限值系数Kalf应符合下式要求:

为此,要求制造部门确认所提供电流互感器为低漏磁特性,提供的互感器技术规范中应包括二次绕组的电阻值。

Kalf?KsKpcf(Rct?Rb)(Rct?Rbn) ?????????(2-12)

5.6 PX电流互感器稳态性能计算

PX电流互感器为低漏磁电流互感器,其准确性能由其励磁特性确定,励磁特性的额定拐点电动势Ek可由下式计算:

Ek?Kx(Rct?Rbn)?Isn ????????? (2-13)

式中Kx为计算(尺寸)系数。

为满足保护性能要求,额定拐点电动势(Ek)应大于继电保护动作性能要求的电流互感器二次感应电动势(Es),即Ek?Es。

求Es的方法参见(2-10)式。 5.7 二次负荷计算

(1) 电流互感器的负荷通常由两部分组成:一部分是所连接的测量仪表或保护装置;另一部分是连接导线。计算电流互感器负荷时应注意在不同接线方式和故障形态下的阻抗换算系数。

保护用电流互感器二次负荷为

Zb??KrcZr?KlcRl?Rc ????????(2-14)

式中:Zr— 继电器电流线圈电阻(Ω),对于数字保护可忽略电抗,仅计及电阻Rr;

,参见(2-15)式; Rl— 连接导线电阻(Ω)

,一般为0.05Ω~0.1Ω; Rc— 接触电阻(Ω)

Klc— 继电器阻抗换算系数,参见表2-8;

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Krc— 连接导线阻抗换算系数,参见表2-8 。

电流互感器的二次负荷额定值(Sbn)可根据实际负荷需要选用2.5、5、7.5、10、15、20、30VA。在某些特殊情况,也可选用更大的额定值。对保护用TP类电流互感器,其二次负荷用负荷电阻Rb表示。

(2) 计算连接导线的负荷时,一般情况下可忽略导线电感,而仅计及其电阻Rl:

Rl?L ??????????????(2-15) ??A式中:L— 电缆长度(m);

A — 导线截面(mm2),电流回路采用2.5mm2及以上截面积的铜导线;

?— 电导系数,铜取57[m/(Ω×mm2)]。

(3) 保护用电流互感器在各种接线方式时不同的短路类型下的阻抗换算系数见表2-8。

表2-8 继电器及连接导线阻抗换算系数表

阻 抗 换 算 系 数 电流互感器 接线方式 三相 短路 两相 短路 单相 短路接地 经Y,d变压器 两相短路 Klc 单相 三相星形 两相 星形 2 1 Krc 1 1 Klc 2 1 2 2 4 3 Krc 1 1 2 1 2 3 Klc 2 2 2 2 2 Krc 1 1 2 1 2 Klc 1 3 3 3 Krc 1 3 1 3 Zr0=Zr Zr0=0 3 3 23 3 3 1 两相差接 三角形 3 3 工程应用中应尽量降低保护用电流互感器所接二次负荷,以减小二次感应电动势,避免互感器饱和。必要时,可选择额定负荷显著大于实际负荷的互感器,以提高互感器抗饱和能力。

(4) 保护和自动装置电流回路功耗应根据实际应用情况确定,其功耗值与装置实现原理和构成元件有关,差别很大。表2-9及表2-10列出一些典型情况的功耗供使用参考。

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表2-9 保护和自动装置电流回路功耗参考值

保护或自动装置类型 电流元件 电磁型(EM) 功率元件 阻抗元件 负序电流元件 电流元件 整流型(RT) 功率元件 阻抗元件 负序电流元件 集成电路型(IC) 微机型(DP)

表2-10 各类设备的保护和自动装置电流回路最大功耗参考值

设备及其保护和自动装置类型 750kV、1000kV线路 主保护 后备保护 500kV线路 220kV线路 60~110kV线路 10~35kV线路 300~1000MW发电机 100~200MW发电机 50MW及以下发电机 主保护 后备保护 主保护 后备保护 主保护 后备保护 主保护 后备保护 主保护 后备保护 主保护 后备保护 主保护 后备保护 回路最大功耗(VA) 2(DP) 2(DP) 10(RT),1(IC),1(DP) 20(RT),2(IC),2(DP) 10(EM),5(RT),1(IC),1(DP) 30(EM),15(RT),2(IC),2(DP) 10(EM),5(RT),1(IC),1(DP) 20(EM),10(RT),2(IC),2(DP) 10(EM),5(RT),0.5(IC),0.5(DP) 20(EM),10(RT),1(IC),1(DP) 5(RT),1(IC),1(DP) 60(RT),2(IC),3(DP) 20(EM),5(RT),1(IC),1(DP) 30(EM),50(RT),3(IC),3(DP) 10(EM),5(RT),1(IC),1(DP) 15(EM),10(RT),2(IC),2(DP) 全套 全套 电流回路功耗(VA) 1~15 6~10/相 4~10/相 15 ~1 2/相 5/相 2~5 ≤1.0/相 ≤1.0/相 注:EM —— 电磁型保护,RT —— 整流型保护,IC —— 集成电路型保护,DP —— 微机型保护 注:据了解,目前已实施的750kV、1000kV线路保护均采用微机型保护,硬件配置与500kV线路相似,只是在软件功能上有改进。因此功耗值差别不大。

5.8 保护电流互感器暂态性能计算

TP类电流互感器是考虑暂态条件的保护用电流互感器。一般P类保护用电流互感器仅考虑在稳态短路电流情况下保证具有规定的准确性,在具有非周期分量的暂态条件下则可能饱和而使其误差远超过允许值。TP类保护用电流互感器则要求在规定工作循

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