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如何选择合适的零序电流互感器
作者:管理员    发布于:2021-02-28 15:15   文字:【】【】【
  1概述
  在中压电力体系的项目中,咱们开关柜的规划人员常常会遇到开关柜内配零序电流互感器的挑选问题,不同的零序电流互感器具有各自不同的特性,它们的运用环境也有所不同。如何在开关柜的规划中合理选用零序电流互感器就成为开关柜规划人员常常遇见的问题。本文就这一问题进行初步的探讨。
  2零序电流互感器特性及分类
  2.1零序电流互感器及其特性
  零序电流互感器是用来检测零序电流的,因而能够称之为零序电流过滤器,它的结构与一般穿心式电流互感器相仿,仅仅它的一次绕组是被维护体系的三个相的导线(三个相的导线一同穿过互感器环形铁心),二次绕组反响一次体系的零序电流。
  在中性点不直接接地体系中,零序电流互感器与接地继电器等构成单相接地维护设备。体系正常运行时,经过零序电流互感器一次侧三相电流的矢量和为零,即Ia+Ib+Ic=0。此时零序电流互感器处于非作业状况,当发生单相接地毛病(如A相)时,Ia+Ib+Ic=3Ioc,3Ioc等于B相和C相的对地电容电流的向量和,铁芯中呈现零序磁通,该磁通在二次绕组感应出电动势,二次电流流过接地继电器使之动作。
  简略的说,零序电流互感器在电力体系发生零序接地电流时与继电维护设备或信号设备合作运用,使设备元件动作完成维护或监控功用。
  2.2零序电流互感器的分类
  依照设备办法的不同,分整体式(如LJ、LJZ)和开合式(如LXK)两类,外形见图1。
  依照产品结构的不同,分母线式(如LJM)和电缆式(如LJ、LJZ,LXK)两类,外形见图1。
  依照合作维护的不同,分小电流接地选线设备用,继电器用,微机维护用三类。
电流互感器
  3零序电流互感器的选型
  3.1设备办法方面
  从检修和设备方面考虑,尽量选用LJK、LXK型开合式的零序电流互感器,拆开时的外形见图2;LJ、LJZ型为老式结构,检修更换时有必要重新制作电缆头,不建议选用。
  图2开合式零序电流互感器翻开状况
  3.2产品结构方面
  依据实践用处相应选用,一般大部分运用的都是电缆式(如LJ、LJZ,LXK),极少的场合下需求运用分母线式(如LJM),例如发电机出口的零序维护。
  3.3合作维护方面
  依据合作运用的维护设备相应选用。依据维护设备的不同,分为以下几种:
  1)与小电流接地选线设备配套运用的零序电流互感器
  小电流接地先线设备自身没有整定值,零序电流仅仅设备的判据之一,要求零序电流互感器在一次接地电流较小时,和非金属性接地时,零序电流互感器也要有一定的输出,来满意设备发动的门坎值,进行接地选线或进行相应线路跳闸。
  设备自身的负载阻抗并不大,但需求经过电缆将各个零序电流互感器与设备衔接起来,所以电缆的阻抗便是零序电流互感器的首要负载阻抗,这种零序电流互感器的负载阻抗一般为2.5Ω左右。
  这种零序电流互感器一般可选用无变比型,一次零序电流1~40A,二次电流0.02~1A左右。
  2)与DD11/60型接地继电器配套运用的零序电流互感器
  DD11/60型接地继电器线圈并联阻抗为10Ω,其动作的整定值为0.03A。这种零序电流互感器一般可选用无变比型,一次零序电流2~4A,二次电流0.03~0.06A左右。
  3)与DL11/0.2型电流继电器配套运用的零序电流互感器
  DL11/0.2型继电器线圈并联阻抗为10Ω,其动作的整定值为0.1A。这种零序电流互感器一般可选用无变比型,一次零序电流10A,二次电流0.2A左右。
  4)与微机维护设备配套运用的零序电流互感器
  微机维护设备阻抗一般不超越0.2~0.4Ω,其零序过流维护二次动作的整定值为0.1~20A。这种零序电流互感器一般可选用带变比、容量、精确级要求的型式。
  3.4零序电流互感器变比的挑选
  零序电流互感器的运用一般都选用较小变比,常用的如:50/5;75/5;100/5;150/5;200/5;300/5;20/1;50/1;100/1;150/1;200/1;300/1,因为只有发生一次接地毛病时,零序电流互感器才有输出.人们不会让接地电流很大时才使维护动作。
  不必考虑躲过负荷电流)可是因为一次绕组是电力电缆,仅有一匝,这样,50/5;10/1的零序电流互感器的二次额外匝数,仅10匝,所以50/5、10/1的零序电流互感器负荷特性较差,实践负载阻抗和零序电流互感器的容量不一致时将会呈现较大的差错,而且在低于额外电流时差错也会加大,所以在允许的情况下尽量选用大一些的变比。
  1)已有维护整定值时变比挑选
  已有维护定值,变比就很容易挑选了。如定值是一次电流80A时维护动作,可选100/5或100/1,其对应的零序二次电流值为4A或0.8A,在零序过流维护二次动作的整定值为0.1~20A之内。
  2)电阻接地体系(小电流接地体系,一般用于66kV及以下)变比的挑选
  电阻接地体系单相接地时,流过毛病点的电流由两个分量组成,一个是电容电流,另一个是中性点电阻电流,两者相差90°。毛病回路的零序电流等于接地址电流与本线路接地电容电流向量差,即等于所有非毛病线路接地电容电流与电阻电流向量和的负值,见表1。
  建议零序电流互感器变比选用:50/1;100/1;150/1;200/1;100/5;200/5。
  表1电阻接地体系的接地电流
  a)架空线的电容电流核算
  IC=(2.7~3.3)*U*L*10-3(A)
  式中:U—电网的额外电压(kV)
  L—线路长度(KM)
  系数2.7适用于无避雷线的线路(木杆线路);3.3适用于有避雷线的线路(木杆线路)金属杆塔时
  变电所的电力设备所引起的电容电流增值,可按表2估计。
  表2电力设备所引起的电容电流增值
  b)电缆要比同样长度架空线的电容电流大25倍(三芯电缆)~50倍(单芯电缆),在近似核算中可采用IC=0.1U*L(A)。也可采用表3的平均值核算。
  表3电缆线路电容电流平均值(A/KM)
  3)中性点不接地和消弧线圈接地体系(小电流接地体系,一般用于66kV及以下)用零序电流互感器变比的挑选。
  中性点不接地体系单相接地时,流过毛病点的电流仅为电网对地的电容电流。这种体系接地电流较大时,或维护最小发动电流较小时,可选用大变比的零序电流互感器,如50/1;100/1;100/5;150/5及以上。可是有的中性点不接地体系一般不允许接地电流超越10A,所以一般10A以下维护就要动作。
  消弧线圈接地体系单相接地时,因为消弧线圈发生的电感电流和单相接地的电容电流的中和后,一般也不会有超越10A的接地电流(一般都是过补偿,实践接地电流已是电感电流)。
  因为运用了归纳维护,就要求有整定值(不必归纳维护的有时用高灵敏度零序电流互感器,和与其配套的继电器,见3.3第1~3)),一般定值≤10A,如整定值一次电流为5A,可考虑100/5A或20/1A,一次电流5A时,二次电流0.25A,一般已超越归纳维护的发动电流。
  如归纳维护最小发动电流>0.25A也只好选用75/5;50/5;15/1;10/1的变比,这些变比的零序电流互感器最好选用整体式的,不然精度要差一些。
  4)中性点直接接地体系(大电流接地体系,一般用于110kV及以上)变比的挑选
  中性点接地体系单相接地便是单相短路。变比能够选大一些,如:150/5:150/1以上变比,不要太小,不然躲不过不平衡电流。留意电缆的零线不要穿过零序电流互感器。
  3.5零序电流互感器二次额外电流的挑选
  GB1208-2006中电流互感器二次额外电流规则有1A、5A。考虑到零序电流互感器一般都是小变比,所以尽量选用1A的(零序电流互感器的二次额外匝数多),来提高带负载能力。可是有些归纳维护设定1A或5A时是用菜单挑选,这时零序电流互感器的二次额外电流就要遵守主电流互感器二次额外电流值。
  3.6容量的挑选
  容量要与维护设备阻抗(含电缆阻抗)匹配,才能保证其精度。
  1)容量与二次阻抗的联系
  Z=S/I2或S=I2×Z
  式中:
  S:容量(额外负荷)用“VA”表明
  I:二次额外电流,(5A或1A)用“A”表明
  Z:二次仪器或继电器的阻抗和二次联接线路阻抗之和,用“Ω”表明
  例如:变比100/5容量:5VA
  Z=S/I2=5/52=0.2(Ω)
  变比150/5容量:10VA
  Z=S/I2=10/52=0.4(Ω)
  变比100/1容量:2.5VA
  Z=S/I2=2.5/I2=2.5(Ω)
  变比50/1容量:1VA
  Z=S/I2=1/12=1(Ω)
  2)精度与容量(额外负荷)的联系
  GB1208-2006中规则:“在额外频率及额外负荷下,电流差错,相位差和复合差错不超越表4所列限值。”所以所选零序电流互感器的容量要与二次回路(设备及回路)阻抗匹配,才能到达上表精度,如所选容量比实践大时零序电流互感器在运用时将呈现正差错,反之则呈现负差错。
  表4维护用电流互感器差错限值
  3)与归纳维护等电子型维护配套的零序电流互感器容量
  这种维护如就地设备(开关柜上),回路阻抗能够不计,一般在0.2Ω—0.4Ω。二次额外电流5A的零序互感器选5VA,二次额外电流1A的零序电流互感器0.2VA—0.4VA。如电缆衔接回路较长,要考虑回路阻抗,加大容量。
  4)与继电器配套的零序电流互感器容量
  表5常用电磁继电器阻抗(Ω)
  依据阻抗(见表5)和零序电流互感器的额外二次电流可核算出零序电流互感器的容量。
  5)二次回路电缆电阻,见表6。
  表6铜导线电阻表
  3.7精确级与精确限值系数
  精确级是对电流互感器给定的等级。互感器在规则运用条件下的差错应在规则的限值内。维护用电流互感器的精确级是以其额外精确限值一次电流下的最大复合差错的百分比来标称,其后标以字母“P”(表明维护用)。维护用电流互感器的规范精确级为5P和10P。
  精确限值系数是额外精确限值一次电流与额外一次电流之比。
  例如:变比100/5;10p5
  其间10为复合差错,p为维护级,5为精确限值系数。
  也便是说当一次电流为500A时,二次电流为25A左右,复合差错≤10%,精确限值系数在零序电流互感器运用较少,应尽可能的使零序电流互感器作业在额外一次电流和额外二次电流时,取得较高的精度,一般零序电流互感器的精确级选10P。
  3.8动安稳电流和短时热电流
  动安稳电流是一次电流很大时发生的电动力不会使电流互感器机械损坏,电缆型零序电流互感器一次绕组为电力电缆,互感器与电力电缆不直接触摸,故没有动安稳电流的要求。
  短时热电流是指在二次绕组短路的情况下,电流互感器在一秒内能承受住,且无损伤的最大一次电流方均根植,(用“kA-S”)表明。一般都在5KA/1秒以上。
  3.9零序电流互感器的一次、二次电流曲线
  a.0~1,开始阶段,零序电流互感器一次电流较小,因为其间一部分用于激磁,所以二次电流也较小,高灵敏度的零序电流互感一般都作业在这个阶段。
  b.1~2,直线部分,一次电流与二次电流成份额,零序电流互感器作业在线性区,有变比和精度要求的零序电流互感器一般都作业在这个阶段。
  c.2~3,过了2这点互感器进入饱和区。精确很值系数越大2这一点越高,进入饱和区越晚。
  3.10零序电流互感器内径挑选
  高压电力电缆一般为交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆,在挑选零序电流互感器内径时,一般要求互感器内径有必要大于电缆外径20~30mm(见表7),以方便电缆和互感器的设备和检修。
  表7互感器内径一览表
  4结语
  依据以上的剖析办法,经过产品的设备办法、结构形式、合作维护等方面结合电力体系各种运行办法(中性点接地、中性点不接地、电阻接地、消弧线圈接地)来挑选相应的零序电流互感器,以到达零序电流互感器和相应维护设备的最佳合作,起到维护电力设备的作用。
  在实践的选型中,应尽量选用树脂浇注成型,外形美观、小巧、设备方便、节省设备空间的型式,细心权衡不同零序电流互感器的性价比,进一步下降开关柜的规划成本,添加开关柜的市场的竞争力。