互感器运行导则培训演示

电流互感器和电压互感器

选择及计算导则

主要内容介绍2005年3月背景和依据：－系统发展扩大和大容量机组的应用，继电保护和电能计费对CT、PT提出许多新的严格要求。例如，保护用CT如何考虑暂态饱和问题，计量用CT如何保证准确性－IEC颁布一系列新标准，提出许多新型CT，如TP类、PR类、PX类等在工程中如何执行－电子式互感器已开始在电力系统应用，但不够成熟，因此导则只作简要介绍，未提出规定目的：－全面合理解决电力工程中CT、PT选择和计算中的问题。包括类型和参数选择，性能要求和相关计算方法等－对某些长期未能妥善解决的问题，提出合理的规范的解决办法，例如大型发电机是否需要使用TPY问题编制导则的背景和目的导则适用范围导则内容主要是电力工程用电流/电压互感器性能和参数选择及计算等二次有关内容，不包括绝缘结构等一次有关内容导则主要适用常规电流/电压互感器及其辅助互感器，暂不包括电子式互感器、保护内部专用变换器及实验室互感器等

相关的国际标准、国标及行标GB1208－1997电流互感器（eqvIEC185:1987）GB16847－1997保护用电流互感器暂态特性技术要求(idtIEC60044-6:1992)IEC60044－1：2000电流互感器第一号修改单GB1207－1997电压互感器(eqv186:1987)GB4703－84电容式电压互感器GB/T17443－1998500kV电流互感器技术参数和要求DL/T725－2000电流互感器订货技术条件DL/T726－2000电压互感器订货技术条件英国标准BS3938：1973电流互感器规范IEEEStdC57.13-1993:互感器要求IEEEStdC37.110-1996:保护用电流互感器应用导则电流互感器类型及性能分为两大类：1）测量用；2）保护用测量用电流互感器－重点考核正常运行时的准确性能保护用电流互感器－重点考核系统短路时的准确性能a)对称短路电流下的稳态性能b)短路电流偏移（有直流分量）和/或有剩磁时的暂态性能电流互感器的准确性能

电流误差（比值差），相位差适用于电流基本为正弦波，可用相量表示IeIpIs复合误差适用于电流畸变较严重情况IeIeIpIsФΔφ过去保护用互感器常用10％误差实际指比误差，对相角差另有规定电流互感器重点问题系统发展和引入市场机制，潮流负荷变化多，如何选择互感器以保证电能测量准确性各级电压系统如何合理考虑保护用电流互感器的饱和问题，特别是暂态饱和问题，例如超高压系统及大机组的电流互感器暂态饱和严重，如何合理选用互感器及进行必要的正确的验算实现电流互感器信息共享，避免一组互感器二次线圈过多测量用电流互感器（1）测量用电流互感器的准确特性520100120%+0.35+0.20+0.75-0.2-0.35-0.75负荷电流变化范围大时应采用S级电流互感器0.2S级02级0.5级-1.5+1.5测量用电流互感器（2）突出问题是保证电能计量的位置和准确性0.1级与0.2S级的比较520100120%+0.35+0.20+0.75-0.2-0.35-0.75小变比单匝式互感器不易满足较高准确级（如0.2、0.5）要求0.2S级02级0.1级保护用电流互感器类型－主要考虑稳态特性：包括5P、10P、5PR、10PR、PX，其中PR和PX为IEC颁布的新标准－考虑暂态特性：TPS、TPX、TPY、TPZ准确性能－稳态饱和：影响因素主要是短路电流、二次负荷等－暂态饱和：影响因素主要是短路电流非周期分量和剩磁等。严重时可能需要互感器铁心增大几倍至几十倍以复合误差为指标－5P、5PR：要求稳态复合误差小于5％－10P、10PR：要求稳态复合误差小于10％－TPX、TPY、TPZ：要求暂态复合误差小于10％以励磁特性为指标－PX、TPS：要求励磁电压拐点不低于规定值保护用电流互感器性能指标电流互感器励磁特性

－拐点电压IEC标准－PX美国标准IEEEStdC37.110-19960EEkIekIeE/Ek=1.1Ie/Iek=1.5

IEC标准－TPSE/Ek=1.1Ie/Iek=2.0IeEEk45°克服电流互感器饱和影响的措施恰当选择电流互感器性能和参数，使在工程的实际短路情况下CT不致饱和或影响不大保护装置采取措施减缓CT饱和影响－当前母线保护一般采取了抗饱和措施，可以适当降低对CT的要求。微机母线保护技术条件（DL/T670－1999）要求保护装置不受CT暂态饱和影响。各种保护的性能差别很大，应由研制部门提出具体的选择CT的方法－其它微机保护宜采取抗CT饱和措施，但在制造部门提出具体选择CT方法前，暂考虑由适当选择CT性能参数来防止饱和或减缓其影响电流互感器稳态特性验算CT准确限值电压－确定CT保持准确性条件

Esl=Kalf

×

Esn

=Kalf×

Isn(Rct+Rbn)CT参数举例：5P20，30VA，

Isn＝5A，

Rct未提供

可选择条件Esl、Kalf（ALF）、Rb

、

Rct由制造厂确定一般要求－准确限值系数Kalf(ALF)大于稳态短路电流倍数－实际二次负荷小于CT额定负荷存在问题及处理办法－由于系统容量大，Kalf

值往往不够－由于微机保护的应用，二次负荷有较大裕度－为合理利用CT，对其性能进行较精确计算，求取实际二次负荷下允许的Kalf

稳态特性验算方法（1）1误差曲线－按误差曲线由实际负荷Rb求实际可用的Kalf´RbKalf´Rbn－注意：除低漏磁CT外，厂家提供的曲线必须是由直接法试验求得或经误差修正的Kalf

2低漏磁CT验算－低漏磁CT采用下式求实际可用的Kalf´

Kalf´=

Kalf

3PX型CT验算－在要求的计算倍数KX

下，二次电动势不能超过拐点电压EkKX(Rct+Rb)Isn<Ek

稳态特性验算方法（2）(Rct+Rbn)(Rct+Rb)电流互感器暂态特性

－短路电流非周期分量引起短路电流偏移电流互感器磁通变化暂态饱和系数：Ktf

Φm

非周期分量引起饱和－磁通及电流P类与TP类互感器特性的比较

Eal

EslKssc(Rct+Rb)IsnKtdKssc(Rct+Rb)Isn

Ieal

Iesl

EsKalf(Rct+Rb)Isn

Esl

(Rct+Rb)Isn

Iesl

IesP类(稳态)TP类(暂态)1)正常运行误差Ies/Isn2)稳态短路误差Iesl/(Kalf

Isn)3)暂态误差Ieal/(Kssc

Isn)=Ktd/(wTs)注：ALF＝Kalf＝

Kssc(暂态)

图中坐标为对数坐标电流互感器暂态饱和系数Ts=10sKtdKtfmax电流互感器暂态饱和系数Ts=1sKtd系统暂态饱和的严重性暂态饱和严重性－与一次时间常数Tp、短路持续时间及非周期分量值有关Tp及暂态饱和系数Ktd典型值：

系统设备TP最大Ktd

一般Ktd

大型发电机200~350ms60约30大型发电机变压器组150~250ms50约25500kV系统约100ms30约20220kV系统约60ms20约14110kV及以下系统30ms以下10<10

电流互感器的剩磁BBsH－正常负荷电流很小，很难消除剩磁。美国230kV141组CT测试结果：剩磁0～20占39％21～40占18％41～60占16％61～80占27％电流互感器剩磁影响剩磁＝50％剩磁＝75％暂态饱和严重性－暂态系数的可能值饱和可能引起保护误动的后果经济合理性－考虑暂态保护要求大大加大互感器铁心运行经验

－500kV系统普遍使用考虑暂态的TP类互感器－220kV系统少数考虑，大部分系统未考虑暂态－发电机出线CT一般未考虑暂态，但有较大裕度。TP类CT安装可能存在困难国外应用经验各级电压系统对待暂态饱和的原则对电流互感器选择的建议500kV线路及主变：CT要求保证暂态不饱和，一般可选用TPY，按标准计算方法验算大型发电机及变压器：300MW及以上发电机组，CT要求保证暂态不饱和，高低压侧均选用TPY。300MW以下机组可选用5P或5PR，要求选择适当准确限值系数Kalf（不低于30？）220kV系统：原则上CT可按稳态短路电流选择P级，但应适当提高Kalf（或饱和电压）以减缓暂态影响，提高倍数可确定为2。220kV及以下系统中的发电机和发变组可按同样原则处理110kV系统：CT按稳态短路选择，不考虑暂态适用暂态要求的TP类CT

EeA为TPX和TPS特性：TPX在Eal时的ie引起的误差不超过KsscIsn的10％，TPS的KKsscIsn(Rct+Rb)<EalB为TPY特性：Eal时的ie不应超过KsscIsn

的10％，即：100Ktd/2ωfTs%<10%C为TPZ特性:Eal时的ie交流分量不应超过10％Ee=KsscIsn(Rct+Rb)（稳态励磁电动势）Eal=KtdKsscIsn(Rct+Rb)（暂态等值电动势）ABCie(Ee