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零序电流互感器详解

上海互凌电气澳门葡萄京官方网站 / 2016-07-01
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零序电流互感器 详解:

保护用电流互感器相关技术定义:

1、保护用电流互感器 为保护用继电器提供电流的电电流互感器。

2、复合误差 当一次电流与二交电流的正符号与端子标志的规定相一致时,在稳态下,下列两者之差的方均根值: a)一次电流的瞬时值, b)二次电流的瞬时值乘以额定电流比; 复合误差通常是按下式用一次电流方均根值的百分数表示:计算公式

式中: Kn=额定电流比; Ip= 一次电流方均根值; ip= 一交电流瞬时值; is= 二次电流瞬时值 T= 一个周波的时间

3、额定准确限值一次电流 互感器能满足复合误差要求的最大一次电流值。

4、准确限值系数(ALF) 额定准确限值一次电流与额定一次电流之比。

5、二次极限感应电势 由准确限值系数、额定二次电流及额定负荷与二次绕组阻抗的相量和三者的乘积。

6、励磁电流 在一次绕组和其它绕组开路的情况下,以额定频率的正弦波电压施加于二次接线端子时,二次绕组所吸取的电流方均值。

7、标准准确限值系数 标准准确限值系数为:5、10、15、20和30。

8、准确级的标称 对保护用电流互感器,准确级以该准确级在额定标准限值一次电流下的最大允许复合误差的百分数标称,其后以字母“P”(表示保护)。 保护用电流互感器的标准准确级为:5P和10P。

9、误差限值 在额定频率及额定负荷下,电流误差、相位差和复合误差见下表 为确定 电流误差的相位差,试验所用的负荷,其功率因数应为0.8(滞后)。但当负荷小于5VA时,允许功率因数为1。

为确定复合误差,试验所用负荷的功率因数应在.8(滞后)到1之间,可由制造厂自定。

   零序电流保护具体应用可在三相线路上各装一个电流互感器(CT),或让三相导线一起穿过一零序CT,也可在中性线N上安装一个零序CT,利用这些C.T来检测三相的电流矢量和,即零序电流Io,IA+IB+IC=Io,当线路上所接的三相负荷完全平衡时(无接地故障,且不考虑线路、电器设备的泄漏电流),Io=0;当线路上所接的三相负荷不平衡,则Io=IN,此时的零序电流为不平衡电流IN;当某一相发生接地故障时,必然产生一个单相接地故障电流Id,此时检测到的零序电流IO=IN+Id,是三相不平衡电流与单相接地电流的矢量和。 作用原理 零序电流保护一般适合使用于TN接地系统。

   因为当发生一相接地时,对TN-S系统Id回路阻抗包括相线阻抗Z1,PE线阻抗ZPE和接触阻抗Zf,即Zs=Z1+ZPE+Zf;对于TN-C系统,Id回路阻抗包括相线阻抗Z1,PEN线阻抗ZPEN和接触电阻Zf,即ZS=Z1+ZPEN+Zf;对于TN-C-S系统,Id回路阻抗包括相线阻抗Z1,PEN线阻抗ZPEN,PE线阻抗ZPE和接触电阻Zf,即ZS=Z1+ZPEN+ZPE+Zf,产生的单相接地故障电流Id=220/ZS,明显大于无故障时的三相不平衡电流,只要整定合适,就可检测出发生接地故障时的零序电流,以切断故障回路。而对IT系统,一般均是使用对供电可靠性要求较高、对单相接地不必要立即切断供电回路、但需发出绝缘破坏监察信号、以维持继续供电一段时间的工矿企业内的不配出中性线的三相三线配电线路。 当单相接地时,该故障线路上流过的零序电流是全系统非故障系统电容电流之和,因而容易检测出接地故障电流,故可用零序电流保护装置来监察相对地第一次接地故障。

    TT接地系统常应用于工农业、民用建筑的照明、动力混合供电的三相四线配电系统中,常发现三相不平衡电流较大,当发生一相接地时,Id回路阻抗包括相线阻抗Z1,PE线阻抗ZPE,负载侧接地电阻RA和电源侧接地电阻RB,接触阻抗Zf,即ZS=Z1+ZPE+RA+RB+Zf,接地故障电流Id=220/ZS,由于RA+RB>>Z1+ZPE+Zf,且RA+RB数值一般均较大,很明显TT系统的故障环路阻抗大,产生的单接故障电流Id,远远小于不平衡电流,很难检测出故障电流,故不适用于TT接地系统。

   对于零序电流保护的零序CT安装,一定要符合有关工艺标准。对于IT接地系统,由于发生单相接地故障时,接地电流不仅可能沿着发生故障电缆的导体表面流回,而且也可能沿着非故障电缆的导体表面流回,故安装时必须将电缆头经零序CT接地,这样才能保证故障相和非故障相的电容电流通过接地点,即能防止区外故障时保护装置误动作,又能保证故障时装置可靠动作。

   对于IT接地系统,一般采用在中性线N上安装零序CT,对在低压侧母排的零序CT必须安装于中性线N与工作接地点(或重复接地)之间的母排上。如零序CT安装于配电屏的N线母排上,由于配电屏金属外壳一般直接与接地极相联,当母线发生接地短路时,产生的故障电流Id将沿着配电屏金属外壳→接地线→变压器中性点流动,而不经过零序CT,达不到所要求实现的保护功能,这一点在现场施工时很容易疏忽。

技术指标

1、交流电压0.4KV以上(电缆);   

2、电网频率50Hz;   

3、同名端:一次由“L1”侧穿入,二次为“K1”;

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% 。

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。

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%

 

 

 

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