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电流互感器饱和引起的保护误动分析及试验方法

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  从试验数据可知,当一次电流达到800 A(2.67In)时,电流互感器开始饱和,此时副方的端口电压为3.7 V。

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3.2电流互感器伏安特性试验
  电流互感器原方开路,从副方绕组通入电流,测量副方绕组上的电压降。试验数据见表2,图是根据表2数据所描的曲线。

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  从图可知,饱和电动势Esat约为 V。亦即该电流互感器在带约0.3Ω负载时,未计电流互感器内阻Z2,其饱和电流倍数约为4 V/(0.3Ω×5 A)=2.76。此计算的饱和倍数与电流互感器变比试验的数据是吻合的,伏安特性试验饱和时的端口电压比变比试验的饱和电压略高是因为后者有电流互感器内阻(Z2)分压导致的。
  由上述试验可知,通过伏安特性试验找到电流互感器的饱和电势E2后,可由式(1)算出饱和电流,此时ZL为电流互感器二次回路上实际的负载阻抗,Z2可近似看成是电流互感器的内阻。该内阻数据可由生产厂家提供,也可按变压器短路阻抗的试验方法测得。显然,对于同样的电流互感器参数,负载阻抗越大,其饱和电流的倍数就越小。

4结论
  为了避免变压器差动保护的电流互感器在区外故障时或大容量电动机起动时因电流过大出现饱和而导致差动保护误动作,除了在设备选型上要确保选用容量足够的保护级电流互感器外,还可根据电流互感器的伏安特性曲线和现场实测的电流互感器二次回路负载阻抗计算出电流互感器的饱和点,以此推算出在最大可能出现的穿越电流作用下,电流互感器是否会饱和以及差动保护是否会误动作。如计算结果显示电流互感器确会因较大穿越电流而饱和,则应更换更大容量的电流互感器,或将电流互感器二次回路的电缆截面加粗,以减小二次负载的阻抗,保证差动保护的可靠性。

参考文献

[1]周鹗.电机学[2][M].修订版.北京:水利电力出版社,1988.
[2]贺家李,宋从矩.电力系统继电保护原理[M]. 第2版.北京:水利电力出版社,1985.


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