保護用電流互感器是安裝在電力(lì)係統中用於在一次回路發生短路故障時將(jiāng)故障電流傳送給繼電保護係統的電流變換設備,因此保護用電流互感(gǎn)器最重要的工作或者說其意義在(zài)於電力係統發生短路故障(zhàng)時能正常運行,以保證繼電保護係統能檢測(cè)到故障信息並及時切斷故(gù)障電流,保護電力係統主設備的安全。同時保護用(yòng)電流互感器還應該保證在非(fēi)故(gù)障狀態下,電流互感器應可靠運行,不能輸出錯(cuò)誤的故障電流信號而(ér)導致繼電保護係(xì)統誤動作。
目前我(wǒ)國電(diàn)力(lì)係統對保護用電流互感器的主要檢測項目包括勵磁特性試驗(伏安特性曲(qǔ)線(xiàn)),校核變比,極(jí)性以及繪製誤差曲線,但(dàn)是並沒有對這些數據進行更深入的分析,沒有考慮互感器(qì)二(èr)次回路負荷對互感器參(cān)數的(de)影響,很多現場試驗(yàn)人員和負責設備檢修的專工也不明白對於保護用電流互感器(qì)進行這些試驗的意義所在。
2、 保護用電流互感器工作原理
2.1 電磁式電流(liú)互感器工作原理
我國標準體係與IEC標準體係基本一致,電力係統中的絕大部(bù)分標準和IEC標準中對應的標準號都是(shì)等效的,IEC60044-1是IEC標準中對電磁式電流互感器的約束與要求,對應91成人短视频國家(jiā)的標準GB1208,在IEC60044-1中定義的保護用電流互感器準確等級有5P,10P,5PR,10PR和(hé)PX五種(zhǒng),在91成人短视频國家電力係統中安裝的保護用電流互感器中,最常見(jiàn)的(de)準確等級(jí)是5P,10P和PX。
保(bǎo)護(hù)用電流互感器(qì)和計量用電流互感器(qì)的原理是(shì)完全一樣的,其區別在於保護用電(diàn)流互感器強調的性能是其承受短路電流的能力,而計量用電流互感器強調的性(xìng)能是其電流傳遞的誤差大小。所有電磁式電流互感器的結構都如圖1所(suǒ)示,二次(cì)線圈和一次線圈都繞在同(tóng)一個閉合的鐵芯(xīn)上(shàng),一(yī)次一般(bān)為1匝(zā)或數匝(zā),一次的匝數遠小於二次的匝數,其(qí)匝數比一般情況下都等於其電流之比。
電流互感器鐵芯的磁感應(yīng)強度公式是
其(qí)中(zhōng)H是磁場強(qiáng)度,由(yóu)線圈中(zhōng)的電流I和匝數N決定
B是鐵芯中(zhōng)磁(cí)感應場強度(不同於磁場強度H),
u是鐵芯的導磁(cí)率,呈現非線性特性如圖2所示(shì)
由(yóu)於(yú)u呈現非線性(xìng)因(yīn)此當鐵芯中(zhōng)的磁感應強度B達到一定的數值時,不(bú)再隨H的增加而(ér)增加(達到飽和以後磁導率近似於真空磁導率,磁化效應幾乎可以忽略),此時互感器的鐵芯進入飽和(hé)狀態。
3、參數評估
針對於5PR/10PR的參數評價最主要的兩(liǎng)項參數是ALF和剩磁係數Kr,其(qí)中ALF的定義和評價方式與5P/10P完成相同(tóng)。5PR/10PR的剩(shèng)磁係(xì)數Kr是指(zhǐ)在電流互感器勵(lì)磁達到飽(bǎo)和(hé)時,勵磁電流過零時鐵(tiě)芯(xīn)中磁通量占飽和磁通的比值,圖3是HYVA-405所測量的是一個勵磁電流周期電流(liú)互感器中鐵芯磁通量隨電流的變化曲線即磁(cí)滯回線。在國標GB1208和IEC60044-1中規定5PR/10PR保護用電流互感器的剩磁係數(shù)不得超過(guò)10%,以(yǐ)保證這些互感器(qì)有較低的剩(shèng)餘磁通量(liàng)。
4、總結
保護用電流互(hù)感器測試的主要(yào)目的是確認電流互(hù)感器的參數符合保護係(xì)統的要求,在(zài)係統發生短路(lù)故障時電流互感器不能失效,在係統正常運行(háng)時不會導致(zhì)繼電保護係統誤動作,並且(qiě)互感器的誤差傳遞要達到標準要求(qiú)。在(zài)互感器的(de)各種參數檢測(cè)中,二次負荷是影(yǐng)響保護用電流互感器性能至關重要的參數,因此必須(xū)考慮(lǜ)二次回路負荷對電流互感器參數和繼電保護係統的影響(xiǎng),必須確認二(èr)次回路實際連接的負荷(hé)要小於銘牌(pái)標識的額定值。