电流互感器及其回路.ppt

电流互感器及其回路 油纸绝缘型 气体绝缘型缠绕固体绝缘型环氧固体绝缘型 电流互感器铭牌 ALF和FS ALF 准确限值系数5P40FS 仪表保安系数 等于额定仪表限值一次电流 额定一次电流 额定仪表限值一次电流 是在额定负荷下 复合误差大于等于10 的最小一次电流 FS越小 仪表越安全 电流互感器的变比 备用情况下如何短接 电流互感器一次绕组外部接线图 电流互感器一次绕组并联外部接线图 电流互感器一次绕组串联外部接线图 电流互感器极性的测试方法一 测试接线 开关在合闸瞬间 若指针向 偏 而拉开开关瞬间指针向 偏时 则P1 S1是同名端 电流互感器是减极性 电流互感器极性的测试方法二 用电压法测试 如果CT变比为2400 5 480 1 从CT二次K1 K2加电压48V 小于饱和电压的一半 测量CT一次P1 P2应当为0 1VP1对K1端子应当为47 9VP1对K2端子应当为48 1V 一般指向被保护设备 比如线路保护指向线路 变压器保护指向变压器 母线保护可以指向线路也可指向母线 一般选择指向线路 互感器的P1侧指向母线侧 有小瓷套 提高绝缘水平 安装 更换电流互感器时不能只考虑电缆的长度 电流互感器的极性 电流互感器二次出线端子 电流互感器的误差 励磁电流的存在造成了误差检验误差的手段是通过伏安特性试验 负载测试及综合计算 电流互感器的二次电流和负载阻抗满足欧姆定律 绕组到底能传变出多高的电压是关键点 伏安特性试验时的二次电流 励磁电流 和短路电流倍数成比例关系 励磁电流和额定电流倍数m的关系 10 误差情况下 励磁电流为10A时 负载电流为90A 也就是当励磁电流为1Ie时 二次电流为9Ie 励磁电流1A 二次额定电流为9A 二次总的电流为10A 相当于额定电流的2倍 所以当二次额定电流为5A时就有m 10Ie 5 2Ie5 误差情况下 励磁电流为5A时 负载电流为95A 也就是当励磁电流为1Ie时 二次电流为19Ie 励磁电流1A 二次额定电流为19A 二次总的电流为20A 相当于额定电流的4倍 所以有m 20Ie 5 4Ie 10 误差校核方法一 1 收集数据 保护类型 整定值 变比和电流互感器接线方式2 测量电流互感器二次绕组直流电阻R2 以代替电流互感器二次绕组漏阻抗Z2 110 220kV的电流互感器取R2 Z2 35kV贯穿式电流互感器取3R2 Z2 3 用伏安特性法测试U f Ie 曲线 分别求出励磁电压 励磁阻抗 电流倍数 允许负载的数值 E U Iez2Ze E Iem10 10Ie I2N 2Iezen E 9Ie z24 求计算电流倍数mca 1 纵差保护mca Krel为考虑非周期分量影响后的可靠系数 采用速饱和变流器的为1 3 不带速饱和变流器的取2 2 限时速断保护mca Krel为可靠系数 取1 1 Kcon电流互感器接线系数 5 实测电流互感器二次负载三相法和单相法6 计算电流互感器二次负载三相短路Z ZL ZK两相短路Z ZL ZK单相接地Z 2ZL ZK ZK 0若二次负载采用2ZL ZK ZK 0 计算电流倍数应采用单相接地电流值 若采用ZL ZK 则应取相间短路电流值 哪种情况严重 采用哪种组合方式 7 分析结果根据计算电流倍数 找出m10倍数之对应允许阻抗值zen 然后将实测阻抗值按最严重的短路类型换算成Z 当Z zen时为合格 10 误差校核方法一 续 拐点电压法 5P10的含义标称准确限制电流倍数 当二次回路所带负载为额定阻抗时 并且一次电流达额定电流的标称倍数时 电流互感器的铁芯处于极限饱和边缘 此时的误差刚好能维持在误差限值以下 如5 以下 此时的二次回路极限电动势E0 KmI2N ZH Z 式中 Km允许误差时的电流倍数 I2N电流互感器二次额定电流 ZH电流互感器二次额定负载 Z电流互感器内部阻抗伏安特性曲线中的拐点电压Ug的概念就是二次回路极限电动势E0KX 10 误差校核方法二 直观法判断电流互感器误差 可以用直观判断试验法检查电流互感器与保护定值的配合是否满足误差要求 A1 A2 I I A B C 220V I 直观法 续 可用试验的方法直观地判断电流速断保护是否会因电流互感器饱和而造成速断保护拒动 调节自耦变压器3增大电流 直到通入继电器的电流IJ 也就是电流表A2的读数等于速断保护的动作电流Idz为止 若电源回路的电流表A1的读数I不大于1 1IJ 即不大于1 1倍电流表A2的读数 就说明电流互感器未饱和 可以满足要求 电流互感器不满足误差要求时的措施 1 增大二次电缆截面2 串接备用电流互感器使允许负载增大1倍3 改用伏安特性较高的二次绕组4 提高电流互感器变比 容量的概念 S VI I2R比如某CT的变比为300 5 容量为30VA 10P20就表示额定电压为30 5 6V 额定负载为6 5 1 2欧拐点电压至少应为20 6 120V 当拐点电压低于120V时 就不合格 现场中低压侧的CT往往特性不满足要求 例如 下良站的10KVCT 铭牌上标明为20VA 10P10 伏安特性应在40V以上 但实际测量只有18V 要求厂家全部更换 电流互感器的伏安特性试验 目的1 了解电流互感器的磁化特性 判断是否满足误差要求2 是目前可以发现匝层间短路唯一可靠的方法 特别是二次绕组短路圈数很少时 注意事项1 整个升压过程要平稳 防止电压摆动 如某一点电压摆动 应均匀下降电压至零 另行升压 防止因剩磁使电流读数不准 2 用工频方法测试特性时 电压不能加的太高 否则容易击穿CT的绝缘 最危险的情况是电压正在上升过程中 试验电源突然消失 1 实测的伏安特性曲线与过去或出厂的伏安特性曲线比较 电压不应有显著降低 饱和的拐点不应有显著的变化 2 当电流互感器被测绕组有匝间短路时 其励磁特性曲线在开始部分电压较正常的略低 如下图所示 曲线1是正常情况下的伏安特性曲线曲线2是匝间短路 1匝 下的伏安特性曲线曲线3是匝间短路 2匝 下的伏安特性曲线 伏安特性曲线对比 电流互感器的饱和 稳态饱和暂态饱和 电流互感器的升流 验证变比及回路的正确要注意备用绕组的检查该有的有 该没有的没有注意检查接地线中是否有电流电流不要太大注意将母差电流回路封好 电流回路应防止的问题 回路开路两点接地极性错误保护绕组与仪表绕组交叉使用 两点接地 电流回路错误接线案例 案例1 备用绕组短接时 误认为1S1和1S3为绕组的二次引出线 结果造成备用绕组开路 可以通过核对接线和升流试验发现 升流试验时对备用绕组测试要到位 也要求在施工过程中将备用绕组引至端子箱 方便测量 厂家配线错误 CT二次本应当是星形接线 现在却成了角形 我们可以看出在做A C相升流试验时 从CT二次获得的电流均正常 B相CT升流时C411却有电流 不正常 但因为B411在端子排短接 按照习惯性思维可能漏掉检查C411电流 使错误发现不了 此时如果能亲自核对一下CT的二次接线则很容易就能发现端倪 案例2 案例3 D点松动时造成的现象是A B相CT高阻抗运行 变比及相位发生错误 可以通过升流试验 带负荷测向量发现 案例4 保护A相与仪表A相错误电缆芯线对错 我们通常的做法是保护电流与仪表电流共用一根电缆 仪表电流在保护屏转接至控制屏 这样可以节省一根长电缆 如果发生如图所示的故障我们能否检查出来 由于极性不同 带负荷测向量时能够发现 如果极性相同的话带负荷也不能发现此类隐患 案例4 续 A相CT回路升流时电流流向如图 可见由于保护电流回路与仪表电流回路的N回路在同一地点打连且接地 在一次加电流时二次回路中测得的电流大小均正常 请大家讨论解决方案 案例5 当天检修人员因故对C相CT更换 保护人员做试验时 一次导线未进行连接 晚上送电后测向量时发现C相电流比正常少一半 停电后发现C相一次导线距离太近 导致电流分流 电流互感器的开路 开路电压有多高 二次电流不为0的开路开路后的处理 开路引起保护动作 220kV变电站110kV侧为双母线接线方式 1 主变仅带XG线一条110kV线路运行 如图 某日XG线路末端发生A相接地故障 XG线路保护启动的同时XD变电站110kV母差保护A相出口动作 110kVII母线失压 故障录波显示A相短路电流5160A XG线变比600 5 主变中压侧变比1200 5 母差保护为许继WMZ 800型 母联变比1200 5 母差保护A相差动电流12A 检查过程 现场检查母差保护软硬件无异常 传动母差保护动作正确 所接变比及极性正确 测量主变中压侧和母联TA二次回路直流电阻正常 XG线路TA二次回路A310与N310之间电阻较B相 C相略大0 3欧 对XG线路TA二次回路分别通入电流 B C相采样正常 A相在电流增大到15A时采样电流消失 经查母线保护XG线路TA电流输入端子1D18 1D19 1D20之间短路片上1D18端子的螺钉未紧固好 原因分析 电流中性线回路存在接触不良 致使二次回路直流电阻增大 在正常时 系统三相电流平衡 电流回路N线中没有电流 母线保护各相差动电流为零 当区外发生故障时 由于短路电流很大 电流回路N线将有很大短路电流通过 由于母线保护XG线路TA电流输入回路1D18端子螺钉没有紧固但未完全开路 因此在故障初期的几个毫秒内母线保护采样正常 母线保护TA没有断线不闭锁保护 当短路电流增大到一定程度时1D18端子迅速拉弧氧化 N线电流开路 母线保护出现差流跳闸 经验教训及措施 按照检验规程要求 做好回路螺钉压接工作 特别重视连接片的螺钉压接 对变比加大的TA回路检查时 要采用二次单相通流和一次单相加电流相结合的方法确认电流二次回路完好性 试验采样时 不能只加额定电流 二次引线脱开引起主变差动保护误动 为消除互感器带来的保护死区问题 经常使用的方法就是CT绕组的交叉布置 有图所示 为消除CT底部的故障死区 母差保护和线路保护CT在位置上进行了交叉 当发生此种故障时 母差保护和线路保护同时动作 保护绕组CT位置选择 电流互感器绕组位置选择 原则 1 消除保护死区 防止保护拒动 2 尽量避免停电范围的扩大 十八项反措中规定 为避免油纸电容型电流互感器底部事故时扩大影响范围 应将接母差保护的二次绕组设在一次母线的L1侧 当母线侧有四组保护绕组时 两组母差保护应由线路侧移至母线侧 这样的布置能够缩小停电范围 当CT底部故障时 线路保护动作 母差保护不动作 注意此时的线路保护和母差保护在母线侧也是交叉的 用以消除两组CT之间的小死区 线路保护绕组CT选择问题 续 主变低压侧CT安装位置