转子过负荷保护电流互感器二次负荷校核

邸海燕，陈灵峰

（1.浙江衢州学院机械工程学院，浙江省衢州市 324000；2.华东桐柏抽水蓄能发电有限责任公司，浙江省天台县 317200）

0 引言

当电力系统发生短路故障时，短路电流往往是所安装的电流互感器额定电流的几倍甚至是几十倍。这就会使电流互感器的铁芯磁通密度饱和，产生传变误差，使得二次电流不能准确的反应一次电流的大小，进而影响继电保护装置正确可靠的动作。因此，在现场实际应用中，对电流互感器稳态误差的评估与计算就显得十分重要。

本文以某电站转子过负荷保护用电流互感器为例，对其进行计算和校核。

1 三相短路电流计算

该厂转子过负荷保护的电流互感器装设在励磁变压器低压侧。因此，先计算最大运行方式下励磁变压器低压侧三相短路时的故障电流。

设基准容量SB=1000MVA，500kV侧电压基准值UB=525kV，500kV侧电流基准值IB=1.0997kA。

图1中，X1、X2为最大运行方式下的系统阻抗；X3～X6为主变电抗；X7～X10为发电机不饱和直轴超瞬态电抗；X11为励磁变压器电抗。

图1 某电厂系统等值阻抗图Fig．1 Equivalent impendence diagram of a power station

2 电流互感器5%误差曲线绘制

该厂转子过负荷保护用的电流互感器为5P20，变比3000/1A，A、B、C三相安装（分别为T31、T32、T33）。

2.1 电流互感器伏安特性测试

图2为伏安特性测试等值电路。

图2 伏安特性测试等值电路Fig．2 equivalent circuit of the test of the volt ampere characteristics

图2中：E——TA感应电动势；Z2——TA二次阻抗；U2——TA二次外加电压；Ie——TA励磁电流；I2——TA二次电流

测试伏安特性时，一次侧开路，因此I2=Ie，即励磁电流Ie等于二次绕组电流I2。由此，有如下的关系：

利用伏安特性测试仪，对电流互感器T31、T32、T33分别进行测试，测得的数据如表1所示（本文仅列出T31的部分数据），同时，测得二次负载阻抗三相分别为7.64Ω、8.341Ω和8.326Ω。

表1 T31的伏安特性数据Tab.1 The data of the volt ampere characteristics of the T31

表1中，黑体斜体的是拐点。

将U2的值代入式（1）中，可以得到电流互感器的励磁特性，即E=f（Ie）。

在堤坝防渗加固工程施工中，施工方案的确定是一项十分重要的内容。为了提升防渗加固施工技术的良好实施效果，一定要在防渗加固这一技术的实施过程中，对其技术应用原因和重要性进行深入分析，并同时保证防渗加固技术其应用的及时性和针对性，由此提升防渗加固技术的应用质量和效果。

2.2 绘制5%误差曲线

电流互感器接入二次负载后，其等值电路如图3所示。

在实际应用中，二次总电感基本为零，可忽略，因此可将电流互感器二次负载用纯电阻来进行计算。由图3可得到如下关系：

图3 接入二次负载的等值电路Fig．3 Equivalent circuit connected in the second side load

IIN为电流互感器一次侧额定电流。

由于该厂转子过负荷保护采用5P20的电流互感器，则当电流互感器误差为5%时，

其中，k为电流互感器的变比。

因此，

将式（4）代入式（2）得：

同时，

根据式（1）、式（6）和式（5），以及伏安特性的数据，可得到电流互感器T31（A相）的5%误差数据，如表2所示。

由表2可做出T31的5%误差曲线，如图4所示。

同法，可做出T32和T33的5%误差曲线，如图5和图6所示。

2.3 二次负载校核

表2 电流互感器T31的5%误差数据Tab.2 The data of 5% error curve of the CT T31

图4 T31的5%误差曲线Fig．4 the 5% error curve of the T31

图5 T32的5%误差曲线Fig．5 The 5% error curve of the T32

图6 T33的5%误差曲线Fig．6 The 5% error curve of the T33

同样的方法，可得到T32允许的二次负载阻抗Zf（T32）=3.24Ω，T33允许的二次负载阻抗Zf（T33）=3.84Ω。

根据现场实测，电流互感器T31、T32、T33的二次负荷分别为0.656、0.645Ω和0.653Ω。

因此，该电站转子过负荷保护用的电流互感器二次负荷是满足5%误差曲线要求的。

3 结束语

对电流互感器二次负荷的校核是继电保护工作者的重要工作之一，这在国家相关规程中都有规定，因此必须引起重视。

若经过校核，发现电流互感器的误差不能满足要求时，可用如下方法解决：

（1）选择大容量的电流互感器；

（2）加大二次回路电缆的截面积，从而减小连接阻抗；

（3）加大电流互感器的一次额定电流。

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