电流互感器10%误差曲线的测试与应用校核

1、2002年第6期542002年第6期57电流互感器10%误差曲线的测试与应用校核山西工业职业技术学院郭刚 西山煤电股份有限公司电力公司吴春蓿摘 要 该文分析了保护用电流互感器10%误差曲线，论述了误差曲坝的产生原因及在现场应用励磁特性曲线进行10%误 差校核的方法。在现场继电保护整定中，此方法的使用具有一定的实际意义。lit关键词 电流互感器 误差曲线 励磁特性曲线 校核10%误差曲线是保护用电流互感器的一个重要的基本 特性。保护用电流互感器的工作特点不同于测量用电流互 感器，它要求当电气设备发生事故时，启动相应的保护装置, 切除故障设备。继电保护装置整定的动作电流通常比电气 设备正常运行时的

2、工作电流大几倍甚至几十倍，为了保证继 电保护装置的正确动作,规定此时电流互感器的电流误差不 容许超过10%o电流互感器10%误差曲线是指在电流误差 为10%的条件下，一次电流对其额定电流的倍数M与电流 互感器允许的二次负载的关系曲线。HIIII1电流互感器产生误差的原因111III曲线可看出，一次电流倍数越大，相应允许的二次负载越小。 1.2励磁特性曲线在运行单位或安装现场，测试电流互感器的10%误差曲 线是很困难的，现场通常进行励磁特性曲线试验，并利用它 的励磁特性曲线进行10%误差校核。励磁特性曲线试验的 接线见图2。试验时，电流互感器一次绕组开路，从二次绕组 通入50Hz交流电流，测得各

3、电流值二次绕组端子上的电压 值，即可绘出励磁特性曲线，见图3。HIHICIIIM119fllfl从电磁感应的工作原理上看，电流互感器为了正常工作 所必须的激磁功率是产生误差的基本原因。不论电流倍数 加大，或是二次负载增加，它们的结果都引起电流互感器感 应电动势应（禺=lo X乙总，乙总二Nn + Nw，Nn是电流互感器 自身二次绕组阻抗，缶是外电路二次负载）的升高，互感器 的铁芯和二次绕组匝数W2制造时已定,&的升高就是电流 互感器铁芯中磁通密度和激磁功率的升高。电流互感器的 激磁功率只能来自于它的电源侧次绕组。也就是说,一次绕组电流有更多份额未能变换反映到二次电路中去，其 结果是误差

4、分量的扩大。特别在铁芯接近磁饱和时,稍升高 理，耗用的激磁功率就剧增，所以10%误差曲线是10%负误 差线。图2園1 LAt 10-400/5误差曲线L1器10%误差曲线记ul旦加*卡LAj - 10 - 400/5的10%误差曲线如图1,由图3励磁特性曲线2电流互感器二次负载校核计算2.1动作电流的取用继电保护整定计算中，因根据保护用电流互感器10%的 误差曲线进行二次负载的校核计算，校核计算取用的电流倍 数M可分别情况考虑。对一般的继电保护装置，可按最大整定动作电流，如采 用I阶段动作电流至互感器额定电流的倍数,就是电流互感 器的二次负载不可大于按这个倍数M从10%误差曲线上查 得的对应的

5、允许值。按最大整定动作电流校核合格的话，对 最大短路电流来说，虽电流借数更大，误差亦可能超过10%, 但它的二次电流绝对值必定大于整定动作电（下转第56页）IIIlit2002年第6期562002年第6期60泽形成演化时期:在井田东部大片地带，形成了开阔的具上 三角洲特征的低缓平台,主分流河道废弃后进入三角洲废弃 阶段，已基本无海水影响,处于上下三角洲平原过渡地带,成 为泥炭沼泽发育的良好场所,泥炭沼泽在平坦广阔的三角洲 平原上广泛发育，形成厚度较大的3下煤层，成为本区主采煤 层,煤层连续发育，以煤层结构简单、无粗屑岩夹肝、含硫量 低为特征。随下三角洲平原逐渐演化,当东部的下三角洲平 原的核心

6、部位在后期已具有上三角洲平原的一些特征时，西 部的下三角洲平原还仍处于水体之下,成煤基底地势较低, 处于水下的朵叶状河口坝部位在大型海退之前为水下高地, 海退之后成为不利成煤的水上高地，成煤条件较差,只有在 海水大规模退出后，成煤泥炭沼泽才开始在基底地势低洼的 分流间湾区域发育，形成井田西部较薄升煤层。在升煤层形成之后，第二期分流河道再次从北向南进入本区，形成大型稳定的多级分叉分流河道系统，中断了除 井田中部外的地大部地区的成煤沼泽的发育。随三角洲的 进一步演化，受前期基底形控制，井田西部浅水区域广泛发 育成煤泥岩沼泽，聚积成本区较厚3上煤层，而井田东部工域 因已演化成上三角洲平原及水上高地,

7、成煤泥炭沼泽局部发 育,故形成3上煤层较薄;井田中部因整体地势较低,泥炭沼 泽良好发育,3上煤与3下煤叠积，形成较厚煤层。3上煤层形成之后，又开始了上三角洲平原的演化，一直 延续到山西组末期。在分叉分流河道系统的漫滩、湖泊洼地 四周边缘等地带的地势低洼部位,发育泥炭沼泽,发育成为 本区1煤、2煤。本区处于平原进积期，河道下切为主，河床 水位下降，漫滩部位不易沼泽化或在炎热条件下,沼泽中形 成的泥炭不易保存，故一般无稳定煤层形成。（上接第54页）流（二次值），所以不会影响保护装置的正确 动作，故亦不需要按电器设备最大短路电流去校核10%误差 曲线。至于按最大短路电流校核电流互感器的动、热稳定,

8、还是必要的。对用于差动保护的电流互感器,一方面要求在 保护范围区内故障时保护装置能可靠动作;另一方面，差动 保护两端（对三点差动保护就是三端）电流互感器由于励磁 特性的差异而产生差动回路的不平衡电流，在任何非区内故 障情况下都不允许它引起差动保护误动作。电流倍数越大 时，电流互感器特性的差异也越趋明显；当发生区外最大穿 越性短路电流时不平衡电流最为严重。所以对差动保护，应 按最大穿越性短路电流来校核各端电流互感器的10%误差 曲线。2.2二次负载校核根据10%误差曲线校核电流互感器的二次负载,举例说 明校核电流互感器容许二次负载的方法。某变电西变压器差动保护10kV侧电流互感器型号是 LAi

9、-10 - 400/5,次级为星形接线,“D”级的10%误差曲线如 图lo该变压器10kV侧最大穿越性短路电流为2875AO 计算穿越性故障电流对额定电流的倍数：M = 2875/400x 1.5= 10.8 式中J .5是非周期分量系数按M二10.8倍査图1的允许二次负载为0.950。电流互 感器二次侧负载为0.82b时，小于10%误差容许的0.95Q, 满足要求。 IIIIIIIVca3电流互感器10%误差曲线校核3.1实测校核某用户变电所的变压器高压开关柜，应用电流互感器二 次电流通过继电器GL- 25/10常闭接点作交流脱扣器的旁 路,构成交流操作的保护接线。电流互感器用两相不完全星

10、形接決一和沟是CT-8型弹簧操动机构，柜内电流互感器型 号为200/5o变压器低压出口短路时，高压测故障电流w6A、1S（二倍动作电流）。GL- 25/10速动元件动作电流：I = 1.5 x 928 x 5/200 = 34.8AO 取 6 倍速动。利用励磁特性曲线进行10%误差校核。实测电流互感器二次负载Zzw =： 2.（连脱扣器阻抗）, 查资料LA】- 10 - 200/5自身二次绕组阻抗值为0.369C。N 总=Zjn + Zjw = 0 369 + 2 1 = 2.4690当速动元件动作时，动作电流36A,需要电流互感器提供 的二次电势E2 = 36Ax 2.469fl= 89VO

11、由图3可见山-10- 200/5的励磁饱和电势为60V,不可能提供89V电势;若要保 证速动元件可靠动作，从满足10%误差的要求来看，即36A xl0%=3.6A,在图3上对应的励磁电压不能超出58V。校 核结果表明电流互感器不满足保护要求，也就是说在这种 情况下，不能保证开关速动跳闸。此时注意一点，与利用10%误差曲线校核电流互感器二 次负载不同，在用励磁特性曲线和整定电流通过二次阻抗所 必须的二次电势进行校核时，必须计入电流互感器自身的二 次绕组阻抗。3.2采取的措施在设计计算或现场校核中,为保证在故障情况下继电保 护装置能正确可靠地动作,可采取以下一些方法:（1）减少二次负载，如当电流互感器与保护装置之间的 引接电缆较长时，可采用截面大一些的或双芯并作一相。（2）选用较大变流比的电流互感器。采用较大变流比 后,校核误差的一次电流值不变，对互感器一次额定电流的 倍数M就较小了。（3）电流