電流互感器10%誤差曲線實際工作中的案例分析

劉卓

摘 要 當系統發生故障，流過互感器一次線圈的電流為短路電流時，其鐵芯會迅速飽和激磁電流增大，對用于繼電保護的電流互感器規定其最大允許電流誤差不得超過10%。依據《繼電保護和安全自動裝置技術規程》（GB/T-14285-2006）的規定，通過試驗對保護級電流互感器的勵磁特性和誤差曲線對保護級電流互感器進行穩態性能計算，確保電流互感器能夠長期、安全和穩定地運行，滿足發電機變壓器組及輸變線路繼電保護的相關要求。

關鍵詞 電流互感器；誤差曲線；穩態性能

中圖分類號 TM6 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）17-0211-01

1 工程概述

某新建2×15MW分布式新能源項目，發電機組以10.5kV接入系統，出線4回；分別由1#、2#燃機發電機10.5kV母線新建2回10.5kV出線接入110kV萬力用戶站的10kV母線的不同分段，經萬力站主變升壓至110kV接于110kV母線上。

2 現場試驗數據比對

1）CT型號：LZZBJ9-10A1；額定變比：1000/5；復合誤差：10P10；額定負荷：15（VA）。

2）試驗數據：測量繞組直流電阻及二次負載

阻抗。

互感器二次繞組直阻Rct：0.213（Ω）二次負載阻抗Rb：0.8234（Ω）。

3 電流互感器穩態性能驗算

1）保護校驗故障電流：根據設計院圖紙《設備選擇結果表》設備選擇要求。

2）選擇驗算。

（1）電流互感器的額定準確限值一次電流Ipel應大于保護校驗故障電流Ipcf。

（2）電流互感器額定二次負荷Rbn應大于實際二次負荷Rb（Rbn>Rb）：

兩相短路ZF+Zφ：0.8153（Ω）單相接地2ZF+Zφ+ZN：1.7451（Ω）。

（3）為保證電流互感器變比誤差不大于10%，選用的電流互感器一次側能承受的電流對于額定電流的倍數不應小于以下各式計算值：

Ikmax：外部短路時，流過電流互感器的最大電流（短路電流周期分量有效值26 860（A））；

Kk：可靠系數，取1.3。I1N：電流互感器的額定一次電流：1 000（A）；

m10=（KkIkmax）/I1N=34.918倍；

查曲線及數據m10= =34.918倍下：Rb=1.745 1（Ω） Rbn=0.00Ω。

（4）按額定二次極限電動勢驗算，P類電流互感器的額定二次極限電動勢Es1應大于保護校驗要求的二次感應電動勢Es，即EK≥（K*Ikmax/200）*（Rct+Rb）；EK：拐點實測電壓值；Ikmax26860（A）：短路電流周期分量有效值；Rct=0.213（Ω）：電流互感器二次繞組電阻，此處取測試最大值（按導則應校正至75℃或廠家規定的溫度）K裕度系數：暫態系數，即考慮電流互感器暫態飽和影響給定的系數，取較大值取1.3。

Rb實測二次負載阻抗值：1.7451（Ω）EK 最小值：341V拐點電壓：83.15V。

4 分析及結論

1）電流互感器的額定準確限值一次電流Ipel應大于保護校驗故障電流Ipcf。按此句理解，現場電流互感器為10P10，即10倍額定電流下誤差不超過10%，電流互感器10倍額定電流即為10kA；查10%誤差曲線10kA下輸出阻抗值為8.69Ω滿足系統要求的1.7451Ω。按設計圖紙10kV聯絡線（能源站）流過電流互感器的最大電流達到（14.37+12.49=26.86kA）；根據驗算結果CT勵磁過飽和后的最大滿足輸出阻抗倍數為m10=12，所以非周期分量短路輸出值不能達到計算要求。

2）按額定二次極限電動勢驗算，P類電流互感器的額定二次極限電動勢Es1應大于保護校驗要求的二次感應電動勢Es；現場電流互感器的試驗數據極限電動勢Es1為85V左右，而滿足系統故障短路非周期分量的電動勢EK=350V左右；所以短路其輸出值都不能達到計算要求。

3）原因分析：由系統一次阻抗計算選擇表我們可知，系統設計短路電流為26.86kA，額定輸出電流為502A，選用CT為1000/5A 10P10；設計院在CT選型上只考慮了線路輸出電流，未考慮短路時CT過飽和后的準確輸出極限值，不能滿足實際短路情況下的

需求。

5 處理辦法及結果

1）處理方案：考慮到原本是因為CT設備選型容量過小所導致，其他方案不能本質上解決問題，經業主、設計院及我們統一意見后決定更換CT。但由于是柜內CT，尺寸有所要求經與高壓柜廠家、CT廠家、線路保護廠家三方確認后確認CT更換為1500/1A 10P30的型號，定值重新按照1500/1進行計算。

2）處理結果：在更換CT（1500/1 10P30）安裝完畢后對其進行試驗及

驗算。

（1）m10=（KkIkmax）/I1N=23.279倍 Rbn=42.21Ω m10=45倍（即CT銘牌標稱理論輸出誤差值45kA）的最大輸出阻抗值為11.236Ω左右，遠遠超過現場實際要求的系統故障短路非周期分量26.86kA下的1.7542Ω要求。

（2）在對其勵磁曲線進行分析，其拐點電壓為785V左右，也遠遠滿足系統故障短路非周期分量的最大電流所需電動勢EK=355V所需的要求。更換后的CT滿足系統故障短路后保護動作的準確性及可

靠性。

參考文獻

[1]國家電力調度通信中心.電氣系統繼電保護實用技術問答[M].北京：中國電力出版社，1997.

[2]趙修明.互感器校驗儀[M].太原：山西科學技術出版社，1996.endprint