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              保護用電流互感器測試相關介紹

              發布時間 : 2021-04-09 11:21:08
               1、 概述

                保護用電流互感器是安裝在電力系統中用于在一次回路發生短路故障時將故障電流傳送給繼電保護系統的電流變換設備,因此保護用電流互感器最重要的工作或者說其意義在于電力系統發生短路故障時能正常運行,以保證繼電保護系統能檢測到故障信息并及時切斷故障電流,保護電力系統主設備的安全。同時保護用電流互感器還應該保證在非故障狀態下,電流互感器應可靠運行,不能輸出錯誤的故障電流信號而導致繼電保護系統誤動作。

                目前我國電力系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(伏安特性曲線),校核變比,極性以及繪制誤差曲線,但是并沒有對這些數據進行更深入的分析,沒有考慮互感器二次回路負荷對互感器參數的影響,很多現場試驗人員和負責設備檢修的專工也不明白對于保護用電流互感器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 電磁式電流互感器工作原理

                我國標準體系與IEC標準體系基本一致,電力系統中的絕大部分標準和IEC標準中對應的標準號都是等效的,IEC60044-1是IEC標準中對電磁式電流互感器的約束與要求,對應我們國家的標準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PX五種,在我們國家電力系統中安裝的保護用電流互感器中,最常見的準確等級是5P,10P和PX。

                保護用電流互感器和計量用電流互感器的原理是完全一樣的,其區別在于保護用電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所示,二次線圈和一次線圈都繞在同一個閉合的鐵芯上,一次一般為1匝或數匝,一次的匝數遠小于二次的匝數,其匝數比一般情況下都等于其電流之比。

                電流互感器鐵芯的磁感應強度公式是

                其中H是磁場強度,由線圈中的電流I和匝數N決定

                B是鐵芯中磁感應場強度(不同于磁場強度H),

                u是鐵芯的導磁率,呈現非線性特性如圖2所示

                由于u呈現非線性因此當鐵芯中的磁感應強度B達到一定的數值時,不再隨H的增加而增加(達到飽和以后磁導率近似于真空磁導率,磁化效應幾乎可以忽略),此時互感器的鐵芯進入飽和狀態。

                3、參數評估

                針對于5PR/10PR的參數評價最主要的兩項參數是ALF和剩磁系數Kr,其中ALF的定義和評價方式與5P/10P完成相同。5PR/10PR的剩磁系數Kr是指在電流互感器勵磁達到飽和時,勵磁電流過零時鐵芯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互感器中鐵芯磁通量隨電流的變化曲線即磁滯回線。在國標GB1208和IEC60044-1中規定5PR/10PR保護用電流互感器的剩磁系數不得超過10%,以保證這些互感器有較低的剩余磁通量。

                4、總結

                保護用電流互感器測試的主要目的是確認電流互感器的參數符合保護系統的要求,在系統發生短路故障時電流互感器不能失效,在系統正常運行時不會導致繼電保護系統誤動作,并且互感器的誤差傳遞要達到標準要求。在互感器的各種參數檢測中,二次負荷是影響保護用電流互感器性能至關重要的參數,因此必須考慮二次回路負荷對電流互感器參數和繼電保護系統的影響,必須確認二次回路實際連接的負荷要小于銘牌標識的額定值。

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