电流互感器饱和对差动保护的影响

技术资料 2009-06-20 12:32:28 阅读406 评论0 字号：大中小订阅

来源：农村电气网时间：2008-06-30 字体：[ 大中小 ]

摘要：针对运行、维护不当等多种原因造成变压器差动保护误动作，提出了常规保护装置中变压器差动保护误动作的原因、及对故障的分析，并提出了防范措施。

关键词：差动保护；电流互感器；铁心饱和；不平衡电流

中图分类号：TM774 文献标志码：B 文章编号：1003-0867(2008)04-0016-01 差动保护主要判断变压器的绕组、匝间等内部故障。因此加强保护装置的管理与动作分析是设备管理工作的重点。

1 故障现象

自2005年5月，沙站变电站改造投运以来，因10kV线路故障，引起主变压器差动保护动作。两年来因线路故障，引起差动保护动作达十几次，检修工区组织人员多次查找与分析，始终没有得到有效解决，使检修人员承受着较大的压力和繁重的工作量。

2 故障检修

故障发生后，对差动保护装置进行了全面检查。

对差动继电器进行了校验，并将正常运行的继电器进行了更换，检验合格。

检查差动保护整定值，与定值通知单的数据相符。

检查差动保护二次回路接线正确，二次回路绝缘符合规程要求。

信息来源:https://www.360docs.net/doc/8013327743.html,

测量相位角与差流均正确。

测量电流互感器的变化，变流比符合通知单要求。

差动保护传动试验，差动继电器动作正确，信号继电器掉牌正确，保护出口继电器动作正确，保护装置无误动或拒动现象。

以上各项目检查全部合格，说明差动保护装置及二次回路接线良好，没有故障。

3 综合分析

目前常用的电流互感器的精度等级，0.2级用于测量，0.5级用于计量，3级、10P级用于保护，D级用于差动保护。另外10P级又分为：10P/10、10P/15、10P/20等，10P/10级型电流互感器，表示在10倍一次额定电流下，复合误差不超过5%。信息请登陆:输配电设备网

根据这一原则，对高低压TA进行了详细的排查，结果发现，10kVTA差动保护为10P级，35kV断路器套管差动保护TA为0.2级。原因是这台断路器原来是线路断路器，变电站改造时，将其作为主变断路器，因TA变比过大，故进行更

换，更换后厂家误更换为0.2级；没有更换铭牌。所以安装人员将其作为差动用TA。这样当外部产生较大的短路电流时，高低压侧TA的饱和状态和饱和程度不成正比，因此产生较大的不平衡电流，造成差动保护动作。

问题分析确认后，将套管TA，更换为10P/10级，差动保护误动作问题得到了有效的解决。

由此得出，TA饱和对差动保护的影响很大。

在故障条件下，由于TA故障电流大、故障电流中的非周期分量、铁心中剩磁的存在等原因，存在饱和的可能性，特别是TA在大的冲击电流之后，由于剩磁的影响，可能在比较小的故障电流下而发生饱和，比率制动特性仅考虑了10%误差曲线，这意味着比率制动特性不能保证当TA饱和，误差超过10%以后能可靠制动。所以在外部故障时，如果仅有比率制动特性，TA饱和时，差动保护就有误动的可能。换一句话说，仅有比率制动特性的差动保护，在外部故障时发生误动是不可避免的。

4 故障结论信息请登陆:输配电设备网

主变压器差动保护装置误动，主要由35kV侧差动保护所用的LW8-35 SF6断路器套管TA的精度等级选择不当，形成当外部故障短路电流较大时，两侧TA 饱和度不成正比，出现不平衡电流，引起差动保护动作。

电流互感器使用注意事项

电流互感器使用注意事项主要注意下面七个方面 1)电流互感器的接线应遵守串联原则即一次绕阻应与被测电路串联而二次绕阻则与所有仪表负载串联。 2)按被测电流大小选择合适的变化否则误差将增大。同时二次侧一端必须接地以防绝缘一旦损坏时一次侧高压窜入二次低压侧造成人身和设备事故 3)二次侧绝对不允许开路因一旦开路一次侧电流I1全部成为磁化电流引起φm和E2骤增造成铁心过度饱和磁化发热严重乃至烧毁线圈;同时磁路过度饱和磁化后使误差增大。电流互感器在正常工作时二次侧近似于短路若突然使其开路则励磁电动势由数值很小的值骤变为很大的值铁芯中的磁通呈现严重饱和的平顶波因此二次侧绕组将在磁通过零时感应出很高的尖顶波其值可达到数千甚至上万伏危机工作人员的安全及仪表的绝缘性能。另外二次侧开路使E2达几百伏一旦触及造成触电事故。因此电流互感器二次侧都备有短路开关防止一次侧开路。如图l中K0 在使用过程中二次侧一旦开路应马上撤掉电路负载然后再停车处理。一切处理好后方可再用。 4)为了满足测量仪表、继电保护、断路器失灵判断和故障录波等

装置的需要在发电机、变压器、出线、母线分段断路器、母联断路器、旁路断路器等回路中均设具有2 8个二次绕阻的电流互感器。对于大电流接地系统一般按三相配置;对于小电流接地系统依具体要求按二相或三相配置 5)对于保护用电流互感器的装设地点应按尽量消除主保护装置的不保护区来设置。例如若有两组电流互感器且位置允许时应设在断路器两侧使断路器处于交叉保护范围之中 6)为了防止支柱式电流互感器套管闪络造成母线故障电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧。 7)为了减轻发电机内部故障时的损伤用于自动调节励磁装置的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧。为了便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障用于测量仪表的电流互感器宜装在发电机中性点侧。

电流互感器准确级大全

精心整理电流互感器的准确级一：电流互感器的准确级：电流互感器根据测量误差的大小可划分为不同的准确级。准确级是指在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差。带S（special特殊）特殊电流互感器，要求再1%——120%负荷范围内精度足够高，一般取5个负荷点测量其误差小于规定的范围，不带S的是取4个负荷点测量其误差小于规定的范围之内。 0.2级和0.2S级圴是针对测量用电流互感器，其最大的区别是在小负荷时，0.2S级比0.2级有更高的测量精度；主要是用于负荷变动范围比较大，而有些时候几乎空载的场合。在实际负荷电流小于额定电流的30%时，0.2S级的综合误差明显小于0.2级电流互感器。准确级一次电流为额定的百分数（%）误差限值二次负荷变化范围电流误差（%）相位差（’） 0.2 10 20 100—120 ±0.5 ±0.35 ±0.2 ±20 ±15 ±10 （0.25-1）S2n 0.5 10 20 100—120 ±1 ±0.75 ±0.5 ±60 ±45 ±30 1 10 20 100—120 ±2 ±1.5 ±1 ±120 ±90 ±60 3 50—120 ±3 不规定（0.5-1）S2n 二：保护型准确级：保护用电流互感器按用途分为稳态保护用（P代表保护）和暂态保护用的两类。 1、护用电流互感器的准确级常用的有5P和10P。由于短路过程中I1和I2的关系复杂，故保护级的准确级是以额定准确限值一次电流下的误差标称的。所谓额定准确限值一次电流即一次电流为额定一次电流的倍数。? 5P20的含义为：该保护CT一次流过的电流在其额定电流的20倍以下时，此CT的误差应小于±5％。准确级电流误差（%）相位差（’）复合误差（%）在额定准确限值一次电流下在额定一次电流下

电动机差动保护的原理及应用

电动机差动保护的原理及应用摘要：本文阐述了大型电动机差动保护原理。分析了差动保护的分类及对灵敏度的影响并介绍了差动原理逻辑图。关键词：差动保护、比率差动、二次谐波闭锁比率差动引言大型高压电动机作为昂贵的电气主设备在发电厂，化工厂等大企业得到广泛的应用。如果发生严重故障导致电机烧毁，将严重影响生产的正常进行，造成巨大的经济损失，因此必须对其提供完善的保护。现有电动机综合保护装置主要针对中小型电动机，为其提供电流速断，热过载反时限过流，两段式定时限负序，零序电流，转子停滞，启动时间过长，频繁启动等保护功能。而对于2000KW以上特大容量电动机，则无法满足其内部故障时对保护灵敏度与速动性的要求，因而研制此装置并配合综合保护装置，为高压电动机提供更可靠更灵敏的保护措施。按照《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》GB50062的要求：2MW 及以上的电机应装设纵差保护。一概述为了实现这种保护，在电动机中性点侧与靠近出口端断路器处装设同一型号和同一变化的两组电流互感器TA1和TA2。两组电流互感器之间，即为纵差保护的保护区。电流互感器二次侧按循环电流法接线。设两端电流互感器一、二次侧按同极性相串的原则相连，即两个电流互感器的二次侧异极性相连，并在两连线之间并联接入电流继电器，在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器二次电流I·12与I·22之差。继电器是反应两侧电流互感器二次电流之差而动作的，故称为差动继电器。在中性点不接地系统供电网络中，电动机的纵差保护一般采用两相式接线，用两个BCH-2型差动继电器或两个DL-11型电流继电器构成。如果采用DL-11型继电器，为躲过电动机启动时暂态电流的影响，可利用出口中间继电器带0.1s 的延时动作于跳闸。如果是微机保护装置，则只需将CT二次分别接入保护装置即可，但要注意极性端。一般在保护装置端子上有交流量或称模拟量输入的端子，分别定义为Ia1、Ia1*、Ic1、Ic1*（电机的端电流），Ia2、Ia2*、Ic2、Ic2*（电机的中性线电流），带*的为极性端。保护装置的原理接线图如图2所示。电流互感器应具有相同的特性，并能满足10%误差要求。微机保护原理框图见图如下：

如何计算电流互感器的饱和点

如何计算电流互感器的饱和点点击次数：380 发布时间：2010-3-14 10:22:10 1前言保护用电流互感器要求在规定的一次电流范围内，二次电流的综合误差不超出规定值。对于有铁心的电流互感器，形成误差的最主要因素是铁心的非线性励磁特性及饱和。电流互感器的饱和可分为两类：一类是大容量短路稳态对称电流引起的饱和(以下称为稳态饱和)；另一类是短路电流中含有非周期分量和铁心存在剩磁而引起的暂态饱和(以下称为暂态饱和)。这两类饱和的特性有很大不同，引起的误差也差别很大。在同样的允许误差条件下，考虑暂态饱和要求的互感器铁心截面可能是仅考虑稳态饱和的数倍至数十倍。因而对互感器造价及安装条件提出了严峻的要求。以往在中低压系统和发电机容量较小的情况下，互感器暂态饱和的影响较轻，一般未采取专门对策。而对当前的超高压系统和大容量机组，为保证继电保护的正确动作，暂态饱和已成为必须考虑的因素。由于互感器暂态饱和的机理和计算较复杂，要求互感器暂态不饱和所需代价很高，因而在实际工程中应用情况较混乱。本文根据国内外的标准和应用经验，提出较规范的考虑暂态饱和的互感器选择和计算方法，供工程应用参考。作为示例，本文给出大型发电机变压器组差动保护用电流互感器的选择计算及参数选择的建议。

2电流互感器的稳态饱和特性及对策当电流互感器通过的稳态对称短路电流产生的二次电动势超过一定值时，互感器铁心将开始出现饱和。这种饱和情况下的二次电流如图1所示，其特点是：畸变的二次电流呈脉冲形，正负半波大体对称，畸变开始时间小于5ms(1/4周波)，二次电流有效值将低于未饱和情况。对于反应电流值的保护，如过电流保护和阻抗保护等，饱和将使保护灵敏度降低。对于差动保护，差电流取决于两侧互感器饱和特性的差异。例如某一1200/5的电流互感器，制造部门提供的规范为［1］：5P20，30VA。其中5P为准确等级，30VA为二次负荷额定值，20为准确限值系数(ALF)。电流互感器在额定负荷下的二次极限电动势E s＝(ALF)· I sn·(R ct＋R bn)，此时综合误差应不超过5%。综合误差也可选用10%。选择保护用电流互感器时，一般要求ALF与额定一次电流乘积大于保护校验用短路电流，二次负荷小于互感器额定负荷，实际二次电动势不超过极限二次电动势。当前工程中经常遇到的问题是短路电流过大，ALF不满足要求，但实际负荷比额定负荷小得多。对于低漏磁电流互感器［2］，可以在实际负荷下的二次电动势不超过极限

电流互感器的精度 ()

电流互感器的精度5P20，表示当一次侧电流为CT一次侧额定电流的20倍时，CT的复合误差能保证在5%以内。这是保护级CT的精度要求。一、精度等级定义互感器的精度是制造时就规定好的。常用的精度是0.1级、0.5级、10P 级。不同的负载使用不同的精度。计量要求准确，使用0.1级。当发生短路时，电流很大、考虑互感器线圈的磁饱和问题，所以保护一般选择10P 级。测量选用0.5级。 5P10,5P20,10P10,10P20 是电流互感器保护用绕组的准确级标示。以该准确级在额定准确限值一次电流下所规定的最大允许复合误差百分数标称，其后标以字母“P”(表示保护)。保护用电流互感器的标准准确级有：5P和10P。例如5P10后面的10是准确限值系数，5P10表示当一次电流是额定一次电流的10倍时，该绕组的复合误差≤±5% 5P20表示当一次电流是额定一次电流的20倍时，该绕组的复合误差≤±5% 测量用电流互感器的标准准确级有:0.1,0.2,0.5,1,3,5。特殊使用要求的电流互感器的准确级有0.2S和0.5S。带S的是特殊电流互感器，要求在1％－120％负荷范围内精度足够高，一般取5个负荷点测量其误差小于规定的范围； 0.2，0.5等一般就是测量线圈，要求误差20％－120％负荷范围内精度足够高，一般取4个负荷点测量其误差小于规定的范围（误差包括比差和角差，因为电流是矢量，故要求大小和相角差）。

而5P，10P是保护用电流互感器的精度要求，即要求在短路电流下复合误差小于一定的值，5P即小于5％，10P即小于10％。另外还有一种保护用CT，即差动保护用CT，采用D级电流互感器，这是一种非标准的准确级。其特点是CT的抗饱和特性非常好，在短路情况下，不会像其他保护用CT一样容易饱和。所以电流互感器根据用途规定了不同的准确度，也就是不同电流范围内的误差精度。

TPS系列套管式电流互感器技术要求

一、TPS系列套管式电流互感器适用于全封闭组合电器（GIS）和变压器套管使用，为电力系统做电流、电能计量及继电保护与自动控制用。其性能完全符合GB1208-2006《电流互感器》和GB 16847-1997《保护用电流互感器暂态特性技术要求》. TPS级，一种低漏磁电流互感器，其性能由二次励磁特性和匝数比误差限值规定。二、主要性能指标准确级：TPS 额定负荷：30VA 额定一次电流：2500A 额定二次电流：1A 额定对称短路电流倍数Kssc：25 极性：减极性绝缘电阻：>100MΩ 工频耐压：3KV?1min 工作电压：154kV 三、其他性能指标一次时间常数Tp 二次时间常数Ts 工作循环：C-O或C-O-C-O 剩磁系数Kr≤10% 暂态误差≤10% 四、产品尺寸和外形产品尺寸和外形符合技术要求确定，外形尺寸误差一般在±3mm以内. TPS产品照片

一、LRB系列套管式电流互感器适用于全封闭组合电器（GIS）和变压器套管使用，为电力系统做电流、电能计量及继电保护与自动控制用。其性能完全符合GB1208-2006《电流互感器》和GB 16847-1997《保护用电流互感器暂态特性技术要求》.电流互感器型号字母含义如下： L：电流互感器R：装入式B：带保护准确级.型号后面为所配套的GIS装置及变压器套管的电压等级的千伏数. 二、技术数据准确等级：5P 额定负荷：20VA 额定一次电流：2500A 额定二次电流：1A 准确限值系数：20 极性：减极性绝缘电阻：>100MΩ 工频耐压：3KV?1min 工作电压：154kV 三、产品尺寸和外形产品尺寸和外形符合技术要求确定，外形尺寸误差一般在±3mm以内. LRB产品照片

变压器差动保护电流互感器接线方式分析

变压器差动保护电流互感器接线方式分析差动保护是变压器的主要保护，它的工作情况的好坏对变压器的正常运行关系极大。要想使变压器在正常运行或在变压器外部故障时，差动保护可靠不动，就要设法使变压器的电源侧和负荷侧的CT二次线电流相位相差，及电流产生的动作安匝相等。只要满足这两个条件变压器的差动保护在变压器内部正常时就不会动作。为使变压器电源侧和负荷侧CT二次电流相位差，现介绍以下几种接线方式：第一种接线方式：以我县110kV变电站1#主变为例。它的容量为2万千伏安。接线组别为丫O/丫 O/A—12—11。ll 0kV侧为电源侧，压侧和低压侧为负荷侧，其接线图如下所示因为变压器的接线组别为丫o/丫O/A—12—11其低压测线电流Ia、Ib、Ic分别超前高压侧线电流高压侧CT二次相电流在减极性时与一次电流同相位。要想使变压器电源侧和负荷侧CT二次线电流相位相差。就设法使变压器低压侧的CT二次线电流落后于相电流，这样低压侧CT的连接顺序是a相的头连C相的尾;b相的头连a相

第二种接线方式：我们把CT的接线组别同样用钟表的12个钟头来表示，那么第一种接线方式，高压侧的CT为6点接线，中压侧为12点接线.低压侧为1点接线。第二种接线方式就是把高压侧的CT接成12点，中压侧接成6点.低压侧接成7点。第三种接线方式：把高压侧的CT二次接成11点，中压倒为5点，低压侧接成6点。第四种接线方式，把高压侧的CT二次接成5点，中压侧为11点，低压侧为12点。变压器差动保护的接线方式有四种，选CT变比时每侧就有两种;一种是星型接线，一种是三角型接线。如果用第一种接线方式接，对三卷变压器来说，高中低三侧CT中有两侧的CT接成星型，只有一侧接成三角型。接线较为简单。在特定条件下，采用此种接线方式能解决差流回路中无法解决的不平衡电流。当然无论采用那种接线方式，效果都一样，但因各地区的技术水平不一，为使差动保护不致因CT接线错误造成保护跨动，最好选其中一种接线做为典设。

1.保护用电流互感器

1. 保护用电流互感器 1.1讨论电流互感器的必要性我们知道，短路电流中含有直流分量，这个直流分量会随时间以一次衰减时间常数衰减。电压等级越高，线路阻抗角越大，L/R常数就越大，直流分量在短路电流中存在时间越长。目前的数字式继电保护装置，动作速度快，大都在直流分量还未衰减至零之前就可出口，因此很有必要讨论在短路电流中含直流分量时(即直流分量衰减过程末结束的情况下),电流互感器的暂态工作过程、这个过程对继电保护的影响和继电保护应采取的对策。另外，随着系统容量的增加和短路电流水平的提高，要求电流互感器的变比越来越大，特别是在变电站的低压侧,这不仅在经济上投资太大，而且有时常选不到满意的设备，致使运行中出现了由于TA饱和，保护不能正确工作的现象。所有这些都促使我们要研究和讨论电流互感器的问题。 1.2 电流互感器的配置电流互感器的配置应符合以下要求; (1)电流互感器二次绕组的数量、类型和准确等级应满足继电保护自动装置和测量仪表的要求。 (2)保护用电流互感器的配置应避免出现主保护的死区。接入保护的互感器二次绕组的分配，应注意避免当一套保护仃用时，出现被保护区内故障时的保护动作死区。 (3)对中性点有效接地系统，电流互感器可按三相配置，对中性点非有效接地系统，依具体要求可按两相或三相配置。 (4)当配电装置采用一个半断路器接线时，对独立式电流互感器每串宜配置三组，每组的二次绕组数量按工程需要确定。 (5)继电保护和测量仪表宜用不同二次绕组供电，若受条件限制须共用一个二次绕组时，其性能应同时满足测量和保护的要求，且接线方式应注意避免仪表校验时影响继电保护工作。 (6)在使用微机保护的条件下，各类保护宜共用二次绕组，以减少互感器二次绕组数量。但一个元件的两套互为备用的主保护应使用不同二次绕组。 (7)电流互感器的二次绕组不宜进行切换，当需要时，应采取防止开路的措施。 1.3 一次参数的选择 (1) 电流互感器应根据其所属一次设备的额定电流或最大工作电流选择适当的额定一次电流。额定一次电流（Ipn）的标准值为：10、12.5、15、20、25、30、40、50、60、75以及它们的十进位倍数或小数。 (2) 电流互感器的额定连续热电流(I cth)、额定短时热电流（I th）和额定动稳电流（I dyn）应能满足所在一次回路的最大负荷电流及短路电流的要求，并应适当考虑系统的发展情况。当互感器一次绕组可串、并切换时，应按其接线状态下实际短路电流进行I th及I dyn校验。 (3) 选择额定一次电流时，应使得在额定变流比条件下的二次电流满足该回路测量仪表和保护装置的准确性要求。

电流互感器饱和度计算

电流互感器饱和计算：估算，当一次侧电流达到电流互感器额定电流的10倍时，保护用电流互感器就认为饱和了。电流互感器的暂态饱和及应用计算 1前言保护用电流互感器要求在规定的一次电流范围内，二次电流的综合误差不超出规定值。对于有铁心的电流互感器，形成误差的最主要因素是铁心的非线性励磁特性及饱和。电流互感器的饱和可分为两类：一类是大容量短路稳态对称电流引起的饱和(以下称为稳态饱和)；另一类是短路电流中含有非周期分量和铁心存在剩磁而引起的暂态饱和(以下称为暂态饱和)。这两类饱和的特性有很大不同，引起的误差也差别很大。在同样的允许误差条件下，考虑暂态饱和要求的互感器铁心截面可能是仅考虑稳态饱和的数倍至数十倍。因而对互感器造价及安装条件提出了严峻的要求。以往在中低压系统和发电机容量较小的情况下，互感器暂态饱和的影响较轻，一般未采取专门对策。而对当前的超高压系统和大容量机组，为保证继电保护的正确动作，暂态饱和已成为必须考虑的因素。由于互感器暂态饱和的机理和计算较复杂，要求互感器暂态不饱和所需代价很高，因而在实际工程中应用情况较混乱。本文根据国内外的标准和应用经验，提出较规范的考虑暂态饱和的互感器选择和计算方法，供工程应用参考。作为示例，本文给出大型发电机变压器组差动保护用电流互感器的选择计算及参数选择的建议。 2电流互感器的稳态饱和特性及对策当电流互感器通过的稳态对称短路电流产生的二次电动势超过一定值时，互感器铁心将开始出现饱和。这种饱和情况下的二次电流如图1所示，其特点是：畸变的二次电流呈脉冲形，正负半波大体对称，畸变开始时间小于5ms(1/4周波)，二次电流有效值将低于未饱和情况。对于反应电流值的保护，如过电流保护和阻抗保护等，饱和将使保护灵敏度降低。对于差动保护，差电流取决于两侧互感器饱和特性的差异。例如某一1200/5的电流互感器，制造部门提供的规范为［1］：5P20，30VA。其中5P为准确等级，30VA为二次负荷额定值，20为准确限值系数(ALF)。电流互感器在额定负荷下的二次极限电动势E s ＝(ALF)· I sn ·(R ct ＋R bn )，此时综合误差应不超过5%。综合误差也可选用10%。选择保护用电流互感器时，一般要求ALF 与额定一次电流乘积大于保护校验用短路电流，二次负荷小于互感器额定负荷，实际二次电动势不超过极限二次电动势。当前工程中经常遇到的问题是短路电流过大，ALF不满足要求，但实际负荷比额定负荷小得多。对于低漏磁电流互感器［2］，可以在实际负荷下的二次电动势不超过极限值的条件下，适当提高ALF的可用值。但应指出，对于某些不符合低漏磁要求的互感器，如U型电流互感器、一次多匝的互感器等，在一次短路电流倍数超过ALF时，由于铁心局部饱和可能引起二次极限电动势降低，不能在降低二次负荷时，按反比提高ALF。有些制造厂提供的

变压器差动保护的基本原理及逻辑图

变压器差动保护的基本原理及逻辑图 1、变压器差动保护的工作原理与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。 2、变压器差动保护与线路差动保护的区别：由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。例如图8-5所示的双绕组变压器，应使

8.3.2变压器纵差动保护的特点 1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法（1）励磁涌流：在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。（2）产生励磁涌流的原因因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样

经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。

（3）励磁涌流的特点： ①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。

②励磁涌流中含有明显的高次谐波，其中励磁涌流以2次谐波为主。 ③励磁涌流的波形出现间断角。表8-1 励磁涌流实验数据举例（4）克服励磁涌流对变压器纵差保护影响的措施：采用带有速饱和变流器的差动继电器构成差动保护； ②利用二次谐波制动原理构成的差动保护； ③利用间断角原理构成的变压器差动保护； ④采用模糊识别闭锁原理构成的变压器差动保护。 2、不平衡电流产生的原因（1）稳态情况下的不平衡电流

保护用电流互感器的分类及使用要求

1）电流互感器的接线应遵守串联原则：即一次绕阻应与被测电路串联，而二次绕阻则与所有仪表负载串联； 2）按被测电流大小，选择合适的变化，否则误差将增大。同时，二次侧一端必须接地，以防绝缘一旦损坏时，一次侧高压窜入二次低压侧，造成人身和设备事故； 3）二次侧绝对不允许开路，因一旦开路，一次侧电流I1全部成为磁化电流，引起φm和E2骤增，造成铁心过度饱和磁化，发热严重乃至烧毁线圈；同时，磁路过度饱和磁化后，使误差增大。另外，二次侧开路使E2达几百伏，一旦触及造成触电事故。因此，电流互感器二次侧都备有短路开关，防止一次侧开路。如图l中K0，在使用过程中，二次侧一旦开路应马上撤掉电路负载，然后，再停车处理。一切处理好后方可再用。 4）为了满足测量仪表、继电保护、断路器失灵判断和故障录波等装置的需要，在发电机、变压器、出线、母线分段断路器、母联断路器、旁路断路器等回路中均设具有2～8个二次绕阻的电流互感器。对于大电流接地系统，一般按三相配置；对于小电流接地系统，依具体要求按二相或三相配置； 5）对于保护用电流互感器的装设地点应按尽量消除主保护装置的不保护区来设置。例如：若有两组电流互感器，且位置允许时，应设在断路器两侧，使断路器处于交叉保护范围之中； 6）为了防止支柱式电流互感器套管闪络造成母线故障，电流互感器通常布置在断路器的出线或变压器侧； 7）为了减轻发电机内部故障时的损伤，用于自动调节励磁装置的电流互感器应布置在发电机定子绕组的出线侧。为了便于分析和在发电机并入系统前发现内部故障，用于测量仪表的电流互感器宜装在发电机中性点侧。艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有 10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。如需进一步了解相关低压配电产品的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城https://www.360docs.net/doc/8013327743.html,。

电流互感器饱和问题

电流互感器饱和引起的保护误动分析及试验方法近年来，广东省内多个发电厂出现过高压厂用变压器或起动-备用变压器在区外故障时或厂用大容量电动机起动时差动保护误动作的情况。究其原因，除个别是因为整定值的问题外，大多数是因电流互感器特性不理想甚至饱和而导致的。众所周知，设计规程中对电流互感器的选型有严格的规定，要求保护用的电流互感器在通过15倍甚至是20倍额定电流的情况下，误差不超过5%或10%，即不出现饱和。而上面提及的出现差动保护误动的情况，无一例外地都选用了保护级的电流互感器。经过对几个电厂的大容量电动机起动电流的核算，最大容量的电动机起动时电流大概是变压器额定电流的3～5倍，远达不到电流互感器额定电流的15倍。那为什么差动保护还会因为电流互感器饱和而误动呢？下面就电流互感器的工作原理、工作特性对保护的影响及其检验方法进行探讨。 1电流互感器工作原理简述电流互感器的工作原理与变压器基本相同，因此可以使用变压器的等值电路分析电流互感器。电流互感器的等值电路如图1所示[1]。图1中，Z1为电流互感器原方漏抗，Z2为电流互感器副方漏抗，ZL为电流互感器二次回路的负载阻抗，其次侧的参量。正常运行时，漏抗Z1和Z2很小，负载阻抗ZL也很小，而励磁阻抗Zm因为电流互感器铁心磁通不饱和而很大。因此，可忽略励磁电流Im。根据磁势平衡原理，原、副方电流成固定的比例关系为其中N1和N2分别为原、副方绕组匝数。当铁心磁通密度增大至饱和时，励磁阻抗Zm会随着饱和的程度而大幅下降。此时Im 已不可忽略，即I1与I2不再是线性的比例关系。电流互感器饱和的原因有两种[2]：一是一次电流过大引起铁心磁通密度过大；二是二次负载（即ZL）过大，在同样的一次电流下，要求二次侧的感应电动势增大，也即要求铁心中的磁通密度增大，铁心因此而饱和。原、副方绕组感应电动势有效值与磁通的关系为 2确定电流互感器饱和点的方法要研究电流互感器的工作特性，确认其在保护外部故障通过大电流时是否会饱和而影响保护动作的正确性，可通过一些试验方法进行检测。显然，最直接的试验方法就是二次侧带实际负载，从一次侧通入电流，观察二次电流找出电流互感器的饱和点。但是，对于保护级的电流互感器，其饱和点可能超过15～20倍额定电流，当电流互感器变比较大时，在现场进行该项试验会有困难。除此之外，还可通过伏安特性试验测出电流互感器的饱和点。如前所述，电流互感器饱和是由于铁心磁通密度过大造成的，而铁心的磁通密度又可通过电流互感器的感应电动势反映出来。因此由伏安特性曲线上的饱和电压值，通过式[3]（1）可以计算出电流互感器的饱和电流。伏安特性的试验方法为：原方开路，从副方通入电流，测量副方绕组上的电压降。由于电流互感器的原方开路，没有原方电流的去磁作用，在不大的电流作用下，铁心很容易就会饱和。因此，伏安特性试验并不需要加很大的电流，在现场较容易实现。 3试验以一次电流互感器的试验为例，说明通过伏安特性试验确定电流互感器饱和点的方法。试验的电流互感器的额定变比为300 A /5 A，二次额定负载为0.2Ω。 3.1电流互感器变比试验用电阻约为0.2Ω的导线短接电流互感器副方绕组，从原方通入电流并逐渐加大直至副

差动保护用的电流互感器需要满足两个条件

差动保护用的电流互感器需要满足两个条件，其一是稳态误差必须控制在10%误差范围之内，因为整定计算中采用的不平衡稳态电流是按10%误差条件计算。其二是暂态误差，影响电流互感器暂态特性的参数主要有：短路电流及其非周期分量，一次回路时间常数，电流互感器工作循环及经历时间，二次回路时间常数等。电流互感器剩磁对于饱和影响很大，当剩磁与短路电流暂态分量引起的磁通极性相同时，加重二次电流的畸变，因此电流互感器铁心中存在剩磁，则电流互感器可能在一次电流远低于正常饱和值即过早饱和。差动保护的暂态不平衡电流比稳态时大得多，仅在整定计算时将稳态不平衡电流增大二倍是不够安全的。采取抗饱和的办法是使用带有气隙的TPY级电流互感器。但是差动保护广泛使用的是P级电流互感器，对P级电流互感器规定允许稳态误差不超过10%，暂态误差必然要超过稳态误差，在实用上可在按稳态误差选出的技术规范基础上通过“增密”以限制暂态误差。采用增密的方法有以下几种[2]：（1）将准确限值系数增大二倍（允许短路电流为额定电流的倍数）；（2）将二次额定负担增大一倍；（3）增大二次电缆截面使二次回路的总电阻减半；（4）改用5P 级电流互感器（复合误差由10%降为5%）。目前110kV及以下电压等级均采用P级电流互感器，220kV变压器亦采用P级电流互感器或5P级、PR级（剩磁系数小于10%）电流互感器，因此差动保护需要采取抗电流互感器饱和的措施。500kV变压器在500kV侧、220kV 侧均用TPY级电流互感器，对于600MW大型发电机变压器组保护，500kV侧均采用TPY级电流互感器，在发电机侧已有TPY级电流互感器可选用。

差动保护的工作原理

1、变压器差动保护的工作原理与线路纵差保护的原理相同，都是比较被保护设备各侧电流的相位和数值的大小。 2、变压器差动保护与线路差动保护的区别：由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不相等再加上变压器各侧电流的相位往往不相同。因此，为了保证纵差动保护的正确工作，须适当选择各侧电流互感器的变比，及各侧电流相位的补偿使得正常运行和区外短路故障时，两侧二次电流相等。例如图8-5所示的双绕组变压器，应使 8.3.2变压器纵差动保护的特点 1 、励磁涌流的特点及克服励磁涌流的方法（1）励磁涌流：

在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下在空载投入变压器或外部故障切除后恢复供电等情况下，变压器励磁电流的数值可达变压器额定6～8倍变压器励磁电流通常称为励磁涌流。（2）产生励磁涌流的原因因为在稳态的情况下铁心中的磁通应滞后于外加电压90°，在电压瞬时值u=0瞬间合闸，铁芯中的磁通应为-Φm。但由于铁心中的磁通不能突变，因此将出现一个非周期分量的磁通+Φm，如果考虑剩磁Φr，这样经过半过周期后铁心中的磁通将达到2Φm+Φr，其幅值为如图8-6所示。此时变压器铁芯将严重饱和，通过图8-7可知此时变压器的励磁电流的数值将变得很大，达到额定电流的6～8倍，形成励磁涌流。

（3）励磁涌流的特点： ①励磁电流数值很大，并含有明显的非周期分量，使励磁电流波形明显偏于时间轴的一侧。

保护用电流互感器的分类及功能

保护用电流互感器分为：1.过负荷保护电流互感器，2.差动保护电流互感器，3.接地保护电流互感器（零序电流互感器）保护用电流互感器主要与继电装置配合，在线路发生短路过载等故障时，向继电装置提供信号切断故障电路，以保护供电系统的安全。保护用电流互感器的工作条件与测量用电流互感器完全不同，保护用互感器只是在比正常电流大几倍几十倍的电流时才开始有效的工作。保护用互感器主要要求：1.绝缘可靠，2.足够大的准确限值系数，3.足够的热稳定性和动稳定性。保护用互感器在额定负荷下能够满足准确级的要求最大一次电流叫额定准确限值一次电流。准确限值系数就是额定准确限值一次电流与额定一次电流比。当一次电流足够大时铁芯就会饱和起不到反映一次电流的作用，准确限值系数就是表示这种特性。保护用互感器准确等级5P、 10P，表示在额定准确限值一次电流时的允许电流误差为1%、3%，其复合误差分别为5%、10% 线路发生故障时的冲击电流产生热和电磁力，保护用电流互感器必须承受。二次绕组短路情况下，电流互感器在一秒内能承受而无损伤的一次电流有效值，称额定短时热电流。二次绕组短路情况下，电流互感器能承受而无损伤的一次电流峰值，称额定动稳定电流。保护用电流互感器的精度等级5P/10P ，10P标示复合误差不超过10%。艾驰商城是国内最专业的MRO工业品网购平台，正品现货、优势价格、迅捷配送，是一站式采购的工业品商城！具有 10年工业用品电子商务领域研究，以强大的信息通道建设的优势，以及依托线下贸易交易市场在工业用品行业上游供应链的整合能力，为广大的用户提供了传感器、图尔克传感器、变频器、断路器、继电器、PLC、工控机、仪器仪表、气缸、五金工具、伺服电机、劳保用品等一系列自动化的工控产品。如需进一步了解相关互感器产品的选型，报价，采购，参数，图片，批发等信息，请关注艾驰商城https://www.360docs.net/doc/8013327743.html,。

电流互感器饱和对差动保护的影响

电流互感器饱和对差动保护的影响差动保护主要判断变压器的绕组、匝间等内部故障。因此加强保护装置的管理与动作分析是设备管理工作的重点。 1故障现象自2005年5月，沙站变电站改造投运以来，因10kV线路故障，引起主变压器差动保护动作。两年来因线路故障，引起差动保护动作达十几次，检修工区组织人员多次查找与分析，始终没有得到有效解决，使检修人员承受着较大的压力和繁重的工作量。 2故障检修故障发生后，对差动保护装置进行了全面检查。对差动继电器进行了校验，并将正常运行的继电器进行了更换，检验合格。检查差动保护整定值，与定值通知单的数据相符。检查差动保护二次回路接线正确，二次回路绝缘符合规程要求。测量相位角与差流均正确。测量电流互感器的变化，变流比符合通知单要求。差动保护传动试验，差动继电器动作正确，信号继电器掉牌正确，保护出口继电器动作正确，保护装置无误动或拒动现象。以上各项目检查全部合格，说明差动保护装置及二次回路接线良好，没有故障。 3综合分析

根据以上常规的故障查找方法，均未查出明显的问题，因此查阅了有关资料，认为既然差动保护装置各项检查都合格，只有对TA作进一步分析，看TA是否有问题。但从历史统计数据来看，差动保护从未因TA 引起过误动，所以没有引起足够重视。但从故障性质进行分析，都是因为10kV线路速断动作引起的。也就说明短路电流较大时，造成TA 铁芯饱和，产生二次不平衡电流。因此，又查阅了关于电流互感器的反事故措施。反事故措施中强调要适度增大主变压器电流互感器变比，以减小电流互感器大电流时的饱和度。目前常用的电流互感器的精度等级，0.2级用于测量，0.5级用于计量，3级、10P级用于保护，D级用于差动保护。另外10P级又分为：10P/10、10P/15、10P/20等，10P/10级型电流互感器，表示在10倍一次额定电流下，复合误差不超过5%。根据这一原则，对高低压TA进行了详细的排查，结果发现，10kVTA差动保护为10P级，35kV断路器套管差动保护TA为0.2级。原因是这台断路器原来是线路断路器，变电站改造时，将其作为主变断路器，因TA变比过大，故进行更换，更换后厂家误更换为0.2级；没有更换铭牌。所以安装人员将其作为差动用TA。这样当外部产生较大的短路电流时，高低压侧TA的饱和状态和饱和程度不成正比，因此产生较大的不平衡电流，造成差动保护动作。问题分析确认后，将套管TA，更换为10P/10级，差动保护误动作问题得到了有效的解决。

电流互感器的保护级应用

5P10是一种电流互感器的保护级，后面的10是准确限值系数，5P10表示当一次电流是额定一次电流的10倍时，该绕组的复合误差≤±5% 其他类推这是客户一封信里关于电流互感器的参数, Primary current 300A Secondary current 5/5/5 three cores core 1 for metering 10 VA class 0.5 Fs 5 core 2 for protection 15VA class 5 P10 core 2 for protection 5 VA class 5 P 10 希望老鸟能给我讲解下各部份是什么意思,谢谢! Primary current 300A ---为一次电流额定值300A Secondary current 5/5/5 three cores 二次分三部分绕组额定电流均为5A core 1 for metering 10 VA class 0.5 Fs 5 ,测量用绕组,额定容量10VA core 2 for protection 15VA class 5 P10 保护用额定容量15VA core 2 for protection 5 VA class 5 P 10保护用额定容量5VA 电流互感器中的FS表示仪表保安系数，仅仅适用于测量级的电流互感器，具体规定如下： FS＝额定仪表限值一次电流 / 额定一次电流；仅仅在用户有要求时，确定该数值，其推荐值为5，或10；主要是在系统故障电流通过电流互感器时，对二次仪表起保护作用，FS越小，二次仪表越安全。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。列如，经计算，你需要装设保护的地方，在最大运行方式下短路电流是4KA，你选用的电流互感器是150/5,5P10，也就是说该电流互感器在150A*10倍 =1500A=1.5KA时，能保证绕组的复合误差≤±5%；而很可能短路后，电流超过1.5KA，甚至达到4KA，这时就达不到复合误差≤±5%，如果选用150/5,5P30的电流互感器，电流互感器在150A*30倍=4500A=4.5KA时，能保证绕组的复合误差≤±5%，但最大短路电流才4KA，故在全量程中，均能保证保护用电流互感器的精度。但实际应用中，为降低成本，保护并不需要太高的精度，10P已经能满足需要，且在选择电流互感器时，也没有必要保证在最大短路电流时还保证精度，一般在保护定值附近能保证精度就可以了。比如："5P20 4000-2000/1A 80VA" 准确级为5P的保护用电流互感器的误差限值在额定频率及额定负荷下其电流误差相位差和复合误差不应超过下列值：额定一次电流下的电流误差不超过正负1%；

电流互感器的使用对变压器差动保护的影响分析

电流互感器的使用对变压器差动保护的影响分析【摘要】差动保护是变压器的主保护，差动保护运行的好坏直接关系到变压器的安全经济运行。由于电流互感器的饱和、误差、极性错误、二次回路断线、短路、接线错误以及多接地点等问题可能导致变压器差动保护误动和拒动，由此而引起的停电事故多有发生。因此，电流互感器的正确选择与使用，直接关系到测量的准确性和继电保护动作的可靠性。本文简要分析了电流互感器对变压器差动保护的影响，并给出了相应的防范措施。【关键词】电流互感器；差动保护；CT饱和；防范措施 1 110kV变压器差动保护的误动实例某110kV变电站，其接线为内桥式接线，如图1所示。图1 110kV变电站内桥式接线示意图由于开关111检修，开关112、134、201、202、301、302运行，由112进线带全站负荷。在110kV侧3#母线发生短路，1#变压器差动保护动作，同时2#变压器差动保护误动，导致全站停电。什么原因导致2#变压器差动保护误动呢？通过分析发现，外部故障时，一次故障电流太大使电流互感器（CT）饱和，同时由于构成差动保护的两个电流互感器特性不一致，在差动回路中产生了很大的差流，超过整定值，导致差动保护误动。由此例可见，电流互感器对变压器差动保护的影响很大。电流互感器的正确选择与使用，直接关系到测量的准确性和保护动作的可靠性。现就电流互感器对变压器差动保护的影响作一概述。 2 电流互感器对变压器差动保护的影响及防范措施 2.1 CT饱和对变压器差动保护的影响及防范措施 2.1.1 影响继电保护装置采集电流互感器CT的二次侧电流来反映一次侧电流的变化情况，只有完全正确的反映，保护装置才能按整定原则与要求正确动作。若CT饱和，其传变特性不能完全反映一次电流的变化而发生畸变，会影响保护装置采集的数据。近距离区外故障时，产生的穿越短路电流大、故障电流中的非周期分量、CT铁心中剩磁的存在等原因，可能会使CT饱和。另外变压器保护高低压侧CT 的饱和状态和饱和程度不成正比，会产生较大的差流，造成差动保护误动。 2.1.2 防范措施 1）主变保护CT变比适度增大。一次电流越大，铁芯饱和越严重，提高电流互感器变比，实际上减小了外部最大短路电流的倍数，可以降低电流互感器的

电压、电流互感器准确等级

电压、电流互感器准确等级根据电流互感器在额定工作条件下所产生的变比误差规定了准确等级。准确级是指在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差的百分值。国产电流互感器的准确等级有：0.01；0.02；0.05；0.1；0.2；0.5；1；3；10级。按照国家标准《电流互感器》GB1208-75规定，电力系统用电流互感器的误差限值。带S的是特殊电流互感器，要求在1％－120％负荷范围内精度足够高，一般取5个负荷点测量其误差小于规定的范围；0.1级以上电流互感器，主要用于实验室进行精密测量，或者作为标准，用来校验低等级的互感器，也可以与标准仪表配合，用来校验仪表，所以叫做标准电流互感器；在工业上，0.2级和0.5级互感器用来连接电器测量仪表，要求误差20％－120％负荷范围内精度足够高，一般取4个负荷点测量其误差小于规定的范围（误差包括比差和角差，因为电流是矢量，故要求大小和相角差），而3.0级及以下等级互感器主要用于连接某些继电保护装置和控制设备，如5P，10P的电流互感器一般用于接继电器保护用，即要求在短路电流下复合误差小于一定的值，5P即小于5％，10P即小于10％；标有B（或D）级的电流互感器，用来接差动保护和距离保护装置。所以电流互感器根据用途规定了不同的准确度，也就是不同电流范围内的误差精度。保护用电流互感器按其功能特性分级如下：保护用电流互感器按用途分为稳态保护用（P）和暂态保护用（TP） P级：准确限值规定为稳态对称一次电流下的复合误差，无剩磁限值。5P20表示在加20倍额定电流的情况下，误差小等于5% 暂态保护用电流互感器准确级分为TPX、TPY、TPZ三个级别。 TPS 级：低漏磁电流互感器，其性能由二次励磁特性和匝数比误差限值规定。无剩磁限值。TPX级：准确限值规定为在指定的暂态工作循环中的峰值瞬时误差。无剩磁限值。TPX级电流互感器环形铁芯中不带气隙，在额定电流和负载下，其电流误差不大于±0.5% TPY级：准确限值规定为在指定的暂态工作循环中的峰值瞬时误差。剩磁不超过饱和磁通的10%。级电流互感器铁芯带有小气隙，气隙长度约为磁路平均长度的0.05%，由于气隙使铁芯不易饱和，有利于直流分量的快速衰减，在额定负荷下允许最大电流误差为±1%。TPZ级：准确限值规定了为在指定的二次回路时间常数下，具有最大直流偏移的单次通电时的峰值瞬时交流分量误差。无直流分量误差限值要求，剩磁通实际上可以忽略。TPZ级电流互感器铁芯心有较大气隙，气隙长度约为磁路平均长度的0.1%，由于铁芯气隙较大，一般不易饱和，特别适合于有快速重合闸(无电流时间间隙不大于0.3s)线路上使用。测量用单相电磁式电压互感器的标准准确级为：0.1，0.2，0.5，1.0，3.0，5.0；保护用电压互感器的标准准确级为：3P和6P，电压误差分别是3%和6%。