淺談電流互感器準(zhǔn)確度等級(jí)對(duì)電網(wǎng)設(shè)備安全影響

1、淺談電流互感器準(zhǔn)確度等級(jí)對(duì)電網(wǎng)設(shè)備安全影響摘要：電流互感器是電網(wǎng)中常用的電力設(shè)備，按 其作用可分為測(cè)量用電流互感器和保護(hù)用電流互感器，本文 對(duì)這兩類電流互感器不同準(zhǔn)確等級(jí)的特性進(jìn)行分析，闡述了 不同準(zhǔn)確度等級(jí)的適用范圍及不同準(zhǔn)確度等級(jí)混用對(duì)電網(wǎng) 設(shè)備安全的危害。關(guān)鍵詞：電流互感器準(zhǔn)確度等級(jí)中圖分類號(hào)：tm452文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：1672-3791 (2013) 02 (a) -0145-011電流互感器準(zhǔn)確等級(jí)的含義準(zhǔn)確級(jí)是指在規(guī)定的二次負(fù)荷變化范圍內(nèi)，一次電流為 額定值時(shí)的最大電流誤差。準(zhǔn)確度等級(jí)中含s的電流互感器, 在1.2倍負(fù)荷范圍內(nèi)具有較高的精度，通常取5個(gè)負(fù)荷點(diǎn)測(cè) 量其誤差小于

2、規(guī)定的范圍，不含s的則取4個(gè)負(fù)荷點(diǎn)測(cè)量其 誤差小于規(guī)定的范圍。1. 1測(cè)量用電流互感器0.2級(jí)、0.2s、0.5、0. 5s等級(jí)都屬于測(cè)量用電流互感 器，其區(qū)別在于負(fù)荷較小時(shí)，同等級(jí)下帶s級(jí)比不帶s級(jí)有 更高的測(cè)量精度；主要是用于負(fù)荷變動(dòng)范圍比較大，而有些 時(shí)候幾乎空載的場(chǎng)合。在實(shí)際負(fù)荷電流小于額定電流的30%時(shí)，0. 2s級(jí)的綜合 誤差明顯小于0. 2級(jí)電流互感器。1.2保護(hù)型用電流互感器保護(hù)用電流互感器按用途分為穩(wěn)態(tài)保護(hù)用(p)和暫態(tài) 保護(hù)用(tp)兩類。兩者有著不同的電流特性，適用于不同 情況。當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生短路，暫態(tài)電流流過(guò)電流互感器時(shí)，在 互感器內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)暫態(tài)過(guò)程。如不采取任何措施，

3、電流互感 器鐵芯很快趨于飽和。特別是在裝有重合閘的線路上，在第 一次故障造成的暫態(tài)過(guò)程尚未衰減完畢的情況下，再疊加另 一次短路的暫態(tài)過(guò)程，由于電流互感器剩磁的存在，有可能 使鐵芯更快的飽和。其結(jié)果是電流互感器傳變電流信息的誤 差增大，這可能導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)，對(duì)電網(wǎng)設(shè)備的安全造 成危害。穩(wěn)態(tài)保護(hù)用電流互感器的準(zhǔn)確級(jí)常用的有5p和10po保 護(hù)級(jí)的準(zhǔn)確級(jí)是以額定準(zhǔn)確限值一次電流下的誤差標(biāo)稱的。 額定準(zhǔn)確限值一次電流即一次電流為額定一次電流的倍數(shù)。(1) tpx級(jí)電流互感器。tpx級(jí)電流互感器環(huán)形鐵芯中不含氣隙，因此并不限制 剩磁，在額定電流和負(fù)載下，其電流誤差不超過(guò)±5%,相位 差不超

4、過(guò)±30度，在短路過(guò)程中，在電流互感器額定準(zhǔn)確級(jí) 范圍內(nèi)，其瞬間最大電流誤差不超過(guò)額定二次對(duì)稱短路電流 峰值的5%,電流過(guò)零時(shí)相位差不超過(guò)3度。當(dāng)電流互感器達(dá) 到飽和時(shí)切斷一次電流，則二次電流由飽和狀態(tài)快速降低到 剩磁水平，因此適用于對(duì)保護(hù)復(fù)歸時(shí)間要求嚴(yán)格的斷路器失 靈保護(hù)的電流起動(dòng)元件，同時(shí)這類電流互感器勵(lì)磁阻較高， 汲出電流小，適用于電流互感器并接的場(chǎng)合。(2) tpy級(jí)電流互感器。tpy級(jí)電流互感器環(huán)形鐵芯中帶小氣隙，氣隙寬度約為 磁路總長(zhǎng)度的0. 05%,磁路中存在氣隙則鐵芯很難達(dá)到飽和 態(tài)，這就使得直流分量便于快速衰減。在額定電流和負(fù)荷下, 其電流誤差不大于±1%

5、,相位差不超過(guò)±1度，在短路過(guò)程 中，在電流互感器額定準(zhǔn)確級(jí)范圍內(nèi)，瞬時(shí)最大電流誤差小 于額定二次短路電流峰值的7.5%,電流過(guò)零時(shí)相位差小于 4. 5 度。tpy級(jí)暫態(tài)型互感器通常用于500 kv線路的保護(hù)。220 kv 電力系統(tǒng)的時(shí)間常數(shù)通常小于60 ms,而500 kv電力系統(tǒng)的 時(shí)間常數(shù)在80 ms200 ms范圍內(nèi)，相對(duì)于220 kv系統(tǒng)時(shí) 間常數(shù)增大，于是其短路電流非周期分量的衰減時(shí)間和暫態(tài) 持續(xù)時(shí)間也增長(zhǎng)，同時(shí)系統(tǒng)容量增大，短路電流的幅值也相 對(duì)較大。(3) tpz級(jí)電流互感器。tpz級(jí)電流互感器環(huán)形鐵芯中的氣隙較tpy級(jí)大，氣隙 長(zhǎng)度約為磁路總長(zhǎng)度的0.1%,由于氣隙

6、較大使鐵芯難以飽 和，特別適合用于快速重合閘。磁路氣隙大，則剩磁極小， 基本上可忽略，鐵芯磁化曲線線性度好，二次回路時(shí)間常數(shù) 小，能夠有效地傳變交流分量。2不同準(zhǔn)確級(jí)電流互感器混用帶來(lái)的危害如圖1所示的是相同變比互感器的2個(gè)繞組，曲線1是 5p10級(jí)保護(hù)用繞組的一、二次電流關(guān)系曲線，曲線2是0.5 級(jí)測(cè)量用繞組的一、二次電流關(guān)系曲線，b、b點(diǎn)分別是電流 互感器的額定一、二次電流值。從圖中可以明顯看到，隨著 一次側(cè)電流的增大測(cè)量用繞組較早到達(dá)飽和，從而保護(hù)二次 設(shè)備不受損害。而保護(hù)繞組不易飽和，保護(hù)繞組不易飽和， 當(dāng)線路發(fā)生短路時(shí)，一次側(cè)的電流線性地變換成二次電流， 通往保護(hù)測(cè)量元件，使得相應(yīng)的

7、保護(hù)動(dòng)作，切除故障部分。(1) 0.5級(jí)繞組當(dāng)作5p10級(jí)繞組使用。如果在實(shí)際應(yīng)用中把0.5級(jí)的測(cè)量繞組當(dāng)作5p10級(jí)保 護(hù)級(jí)繞組使用，系統(tǒng)發(fā)生短路，測(cè)量繞組鐵心較快進(jìn)入飽和 狀態(tài)，鐵心飽和后無(wú)論一次電流增大多少，二次電流基本保 持不變，無(wú)法正確反應(yīng)一次側(cè)電流，使保護(hù)無(wú)法正確動(dòng)作， 從而可能導(dǎo)致事故的擴(kuò)大。(2) 5p10級(jí)繞組當(dāng)作0.5級(jí)繞組使用。如果將電流互感器的5p10級(jí)保護(hù)級(jí)繞組當(dāng)作0.5級(jí)測(cè) 量繞組使用，在正常運(yùn)行條件下將導(dǎo)致測(cè)量用電流互感器的誤差增大，因?yàn)楸Ｗo(hù)用繞 組本身在其二次額定電流下對(duì)誤差的要求不高；另一方面， 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生短路時(shí)，保護(hù)繞組的鐵心不容易達(dá)到飽和狀態(tài)， 于是二次電流將不斷隨一次電流增大，最終造成電流互感器 二次設(shè)備的損壞。(3) 0. 5級(jí)和5p10級(jí)二次繞組當(dāng)作tpy級(jí)繞組使用。如果將電流互感器的0. 5級(jí)和5p10級(jí)二次繞組當(dāng)作tpy 級(jí)繞組使用，則該繞組失去了暫態(tài)特性，無(wú)法正常工作，可 能產(chǎn)生誤判導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)。如果將電流互感器的tpy 級(jí)二次繞組當(dāng)作0. 5級(jí)繞組使用，其對(duì)0. 5級(jí)的影響同樣是 會(huì)產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差。3結(jié)語(yǔ)通過(guò)對(duì)電流互感器幾種常見(jiàn)準(zhǔn)確等級(jí)繞組特性的闡述 和分析，加深對(duì)各準(zhǔn)確等級(jí)應(yīng)用的理解，同時(shí)通過(guò)圖例，分 析了混用準(zhǔn)確等級(jí)可能對(duì)電網(wǎng)安全