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1、保护用电流互感器的应用（未经审核、仅供参考、请提意见）景敏慧08。10讨论内容 1.磁路的基本知识 2.电流互感器基本原理及二次回路问题 3.电流互感器的误差及影响误差的因素 4.220kv及以下保护用电流互感器选型、校验、运行中存在问题及解决方法 5.保护装置抗电流互感器饱和的一些对策 6.事故附录1.磁路的基本知识 磁滞回线测试示意图 铁磁物质的磁化过程1.1 1.1 铁磁物质的磁特性铁磁物质的磁特性-铁磁物质的磁化过程1.2 极限磁滞回线和局部磁滞回线1.3 铁磁物质特性的表征1.4 几种软磁材料的典型磁滞回线1.5 非线性交变磁通磁路1.6 磁滞特性对线圈电流的影响磁滞损失1.8 铁心
2、中的涡流-涡流损耗 1.9 铁损交流磁路中各电磁量等值相量图磁滞损耗和涡流损耗都是铁心中的功率损耗，统称为铁心损耗。用表示。2.电流互感器基本原理及二次回路问题电流互感器基本原理及二次回路问题2.1 电流互感器等值电路及相量图(DL/T866-4.1.1图1)2.2 电流互感器二次决不允许开路电流互感器二次开路时的电压和铁芯磁通波形图2.3 电流互感器的接地电流互感器二次回路必须一点接地。电流互感器二次回路只能有一点接地。电流互感器二次回路的接地点应在何处接地。国家电网公司十八项电网重大反事故措施（试行）继电保护专业重点实施要求6.3.2规定：公用电流互感器二次绕组二次回路只允许、且必须在相关
3、保护柜屏内一点接地。独立的、与其他电压互感器和电流互感器的二次回路没有电气联系的二次回路应在开关场一点接地。2.4电流互感器的极性不能同时倒换使用反措8.8多绕组电流互感器及其二次线圈接入保护回路的接线原则如下:(1)装小套管的一次端子应放在母线侧。(2)保护接入的二次线圈分配应特别注意避免在停用（为了试验）一套保护，而线路仍继续运行时出现电流互感器内部故障时的死区。3.3.电流互感器的稳态误差及影响误差的因素电流互感器的稳态误差及影响误差的因素3.1 3.1 稳态误差相量图稳态误差相量图电流互感器稳态误差相量图 电流误差的百分数用下式表示:相位误差（角误差）：复合误差：-一次电流的有效值；-
4、一次电流的瞬时值：-二次电流的瞬时值；-额定电流比；T-一个周波的时间。3.2 3.2 稳态误差稳态误差3.3 GB1208-20063.3 GB1208-2006图图C3C3TA一次过电流并进入饱和段时，一、二次及励磁电流的波形示意图 如如果果忽忽略略磁磁化化曲曲线线的的非非线线性性，复复合合误误差差就就是是励励磁磁电电流流对对一一次次电电流流的的百百分分比比。由由于于励励磁磁电电流流落落后后二二次次电电流流9090(假假若若二二次次负负载载是是电电性性的的)，复复合合误误差差比比按按一一次次电电流流与与二二次次电电流流（两两者者归归算算到到同同一一侧侧）幅幅值值之之差差计计算算出出的的比比
5、差差大大得得多多。比比如如复复合合误误差差为为10%10%时时，比比差差只只有有0.5%0.5%，反反过过来来，若若比比差差为为10%10%，复复合合误误差差为为43.6%43.6%。按按复复合合误误差差规规定定的的精精度度比比按按比比误误差差的的精精度度高高得得多多。反反之之若若按按比比差差计计算算差差动不保护的不平衡电流，保护有失去选择性的危险。动不保护的不平衡电流，保护有失去选择性的危险。当当铁铁芯芯未未饱饱和和时时，复复合合误误差差可可以以认认为为是是全全误误差差。全全误误差差为为励励磁磁电流与一次电流之比的百分数。电流与一次电流之比的百分数。参考高压电网继电保护原理与技术参考高压电网
6、继电保护原理与技术-P289 朱声石朱声石3.4注意3.5 P3.5 P级电流互感器的误差标定是复合误差级电流互感器的误差标定是复合误差3.6 3.6 剩磁剩磁对电对电流互感器流互感器传变传变的影响的影响 (1)(1)剩磁的产生剩磁的产生 如电流互感器铁芯中存在剩磁，互感器可能在一次电流远低于正常饱和值时即早饱和。剩磁取决于上一次电流开断瞬间铁心中的磁通，磁通的数值由对称一次电流值、直流偏移和二回路阻抗值确定。当一次电流在互感器处于饱和状态时断开剩磁最大。由于断路器一般在电流过零时开断，残留在互感器铁心中的磁通与其二次负荷的相角有关。对于纯电感负荷，电流为零瞬间电压最大，而磁通为零，故无剩磁。
7、对于纯电阻负荷，电流为零瞬间电压为零，而磁通最大，故剩磁最大。大多数机电型继电器的负荷阻抗角约为60滞后。剩磁约为峰值的50%。静态和数字继电器一般负荷为电阻型，故障电流断开后，铁心中的剩磁可能接近峰值。此外，试验时在互感器绕组中通过直流也将产生剩磁。(2)(2)剩磁的产生的统计规律剩磁的产生的统计规律剩磁在铁心中一直保留到有机会去磁才能消除。根据IEEE Std C.110导则12列举230kV系统工程41组电流互感器的调查结果如表3-2，由于剩磁百分数分布较分散，不易确定一个典型值。剩磁系数表剩磁系数K r（%）020214041606180互感器百分数（%）39181627K r 为剩磁
8、通密度（B r）与饱和磁通密度（B S）之比。即K r =B r/B S。(3)(3)铁心有剩磁时传变负荷电流的小磁滞回线铁心有剩磁时传变负荷电流的小磁滞回线(4)(4)不同剩磁对短路电流传变的影响不同剩磁对短路电流传变的影响(5)(5)控制电流互感器剩磁的方法控制电流互感器剩磁的方法-选择不同型号选择不同型号闭合铁心（TPX）；铁心带抗剩磁气隙（TPY）；线性铁心（TPZ）选择带铁心有气隙的TP级.或P级的PR型互感器(6)TA(6)TA铁心有剩磁和电流有直流分量时传变说明铁心有剩磁和电流有直流分量时传变说明理想B-H特性 剩磁与电流传变（7）剩磁与一次直流分量对互感器传变的影响图(8)(8
9、)铁心有剩磁的互感器在系统故障时的二次电流波形铁心有剩磁的互感器在系统故障时的二次电流波形3.7 3.7 电流互感器对一次电流含有直流分量的传变电流互感器对一次电流含有直流分量的传变（1）研究必要性）研究必要性现代微机型保护，动作速度很快，当保护跳闸时一 次系统还有相当的直流分量存在。为此需要研究电流互感器对含有直流分量的一次电流的传变。短路的暂态电流中含有非周期性分量。大容量电厂在高压母线出口短路时，短路电流中非周期性分量（简称直流分量）的衰减时间常数T1达150300ms。单独500线路本身的T130 ms。大容量变压器T1130 ms甚至更大。电路名称时间常数备注电力系统 500kV系统 220kV系统 110kV系统约100ms约4060ms约4060ms包括电源阻抗和线路阻抗大中型发电机组国产300600MW汽轮