电流互感器励磁特性试验分析计算方法

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1、第四章电流互感器励磁特性试验 结果的分析判断云南电力研究院2008年10月梁仕斌Tel:6345221E_mail:lsbp_box@126.comGB1208电流互感器GB16847保护用电流互感器暂态特性技术要求DL/T866电流互感器和电压互感器选择级计算导则GB50150电气装置安装工程电气设备交接试验标准依据的主要标准基础理论——TA数学模型基础理论——TA数学模型必须理解的几个重要概念:励磁电流是电流互感器存在误差的原因;励磁电流就是误差电流;励磁阻抗Zm’虽然不是线性阻抗,但是只要其两端电压相同,通过Zm’的励磁电流Im’就

2、是相同的;通过在二次加压的方法,使得Zm’上的电压与某种运行状态的电压相同,即可模拟这种运行状态,测量此励磁电流,通过计算就能得到电流互感器在所模拟的运行状态下的复合误差。基础理论——TA数学模型举例说明:对于一台额定电流比为500A/1A的TA,通过试验后,证明TA极性、变比均正确;测得ZII=1欧,ZF=5欧(假设功率因素均为cosφ=1),运行二次电流为2A,计算可到此状态下Um’=E2=12V;对此台TA进行励磁特性试验,当励磁电压为12V时,励磁电流为0.05A,即可计算得到上述状态下:TA一次电流为1000A,二次负载5欧时,

3、电流互感器的复合误差为100×0.05/2=2.5%。基础理论——TA数学模型当互感器运行在铁心的线性区以内,励磁阻抗Zm’非常大,励磁电流很小,复合误差也小。若发生短路,一次电流很大,铁心饱和,Zm’大幅下降,励磁电流剧增,且二次电流产生畸变。另外,这个过程还与二次负载密切相关,在相同一次电流下,二次负载越大,越容易饱和、饱和程度越深,波形畸变越严重。一般分析时,对已定型的互感器可以认为复合误差是一次电流和二次负载的函数。通过励磁特性及相关参数,计算各种运行状态下(一次电流、二次负载的组合)的复合误差,保证复合误差满足要求,最终确保继电

4、保护正确动作,二次仪表安全运行就是TA特性试验的目的。复合误差的测量方法——验证铭牌等级先回顾一个技术术语:二次极限感应电势测量用TA:保护用TA:含义:铭牌规定的电流互感器能够适应的运行状态的极限值。此状态下二次绕组的感应电势E2的值就等于二次极限感应电势。复合误差的测量方法——验证铭牌等级举例:一台220kV独立结构的TA参数为:额定电流比500A/5A,5P10级,I2n=5A,S2n=50VA、cosφ=0.8。铭牌要求TA一次通过5000A,二次带2欧阻抗时,(折算到二次的)励磁电流Im’≤5A。试验方法:(1)首先测量直流电阻

5、,(假设测得R2=0.1欧);(2)计算额定二次负荷与二次绕组阻抗的矢量和,经计算得2.2欧(具体计算方法参见GB50150附录E);(3)计算二次极限感应电势,E2’=10×5×2.2=110V;(4)对二次绕组施加110V电压(方均根值),测量励磁电流(方均根值)Im’;或者在励磁曲线上查找相应值;(5)若Im’≤5A,TA满足等级5P10的要求;若Im’>5A,则不满足要求。复合误差的测量方法——验证铭牌等级辅助判断方式:方式1:(1)根据铭牌参数估算额定二次负荷与二次绕组阻抗的矢量和:用额定二次阻抗乘以1.2的经验系数得2.4欧;

6、(2)计算二次极限感应电势,E2’=10×5×2.4=120V;(3)对二次绕组施加110V电压(方均根值),测量励磁电流(方均根值)Im’;或者在励磁曲线上查找相应值;(4)若Im’≤5A,TA满足等级5P10的要求。说明:上述方法是完全满足现有标准的方法,下面介绍两种更简便的方法。复合误差的测量方法——验证铭牌等级辅助判断方式:方式2:(1)忽略二次绕组漏抗并假设二次负荷cosφ=1,(2)计算感应电势,E2=10×5×2.1=105V;(3)在励磁曲线上查找拐点电势,若拐点电势大于105V,可判断TA满足要求;说明:两种辅助方式计算

7、简单,判断结果一般高于标准规定。采用这两种方式进行判断时,若测试结果明显高于(或低于)判据要求,可判断被试TA满足(或不满足)要求;若测试结果与判据要求很接近,还需要按GB50150的要求进行判断。复合误差的测量方法——验证运行要求前面说过:对已定型的电流互感器,其复合误差是一次电流和二次负荷的函数。验证运行要求需要两个参数:最大短路电流(Ipm)——经理论计算得到,有一些仿真软件可以应用实际二次阻抗(ZF)——根据现场(带电/不带电)测量得到注意:微机型继电保护装置运行时将产生1~2VA的负荷;对实际二次阻抗测量时还需要考虑长期运行后二

8、次回路腐蚀等原因,导致二次阻抗增大。验证方法:要求:K(Ipm/Ipn)×Isn×(R2+

9、ZF

10、)

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