电流互感器饱和对距离保护及母差保护的影响及对策

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浅谈电流互感器误差及影响

浅谈电流互感器误差及影响

浅谈电流互感器误差及影响摘要:电流互感器是一次系统和二次系统电流间的联络元件,将一次回路的大电流转换为小电流,供给测量仪表和保护装置使用。

电流反应系统故障的重要电气量,而保护装置是通过电流互感器来间接反应一次电流的,因此电流互感器的性能直接决定保护装置的运行。

然而从互感器本身和运行使用条件方面来看,电流互感器存在不可避免的误差,本文分别从这两个方面分析了误差,并结合实际工作阐述了误差带来的影响,以便在工作中加强重视,并做出正确的分析。

关键词:电流互感器 励磁电流 误差一、电流互感器的误差在理想条件下,电流互感器二次电流I 2=I 1/Kn ,Kn=N 2/ N 1 ,N 1 、N 2 为一、二次绕组的匝数,不存在误差。

但实际上不论在幅值上(考虑变比折算)和角度上,一二次电流都存在差异。

这一点我们可以从图中看到。

从图一看,实际流入互感器二次负载的电流I’2 =I 1-Ie ,其中I’2 = I 2 * Kn,Ie 为励磁电流,即建立磁场所需的工作电流。

正是因为励磁损耗的存在,使得I 1 和I’2 在数值上和相位上产生了差异。

正常运行时励磁阻抗很大,励磁电流很小,因此误差不是很大,经常可以被忽略。

但在互感器饱和时,励磁阻抗会变小,励磁电流增大,使误差变大。

图二相量图,以I’2 为基准,E 2 较-I’2超前φ角(二次总阻抗角,即Z 2 和Z 阻抗角),如果不考虑铁磁损耗,励磁阻抗一般被作为电抗性质处理,Ie 超前E 2 为90度, I’2与Ie 合成I 1。

图中I’2与I 1不同相位,两者夹角δ即为角度误差。

对互感器误差的要求一般为,幅值误差小于10%,角度误差小于7度。

二、电流互感器的饱和电流互感器的误差主要是由励磁电流Ie 引起的。

正常运行时由于励磁阻抗较大,因此Ie 很小,以至于这种误差是可以忽略的。

但当CT 饱和时,饱和程度越严重,励磁阻抗越小,Z图一 等值电路E 图二 相量图励磁电流极大的增大,使互感器的误差成倍的增大,影响保护的正确动作。

探讨一起110kV母差保护误动原因及解决对策

探讨一起110kV母差保护误动原因及解决对策
电工技 术
探讨一 起 l l O k V母差保护误动 原 因及解 决对策
王 涛 赵一 名 1华 北 电力 大学 河 北 保定 0 7 1 0 0 3 2唐 山供 电公 司 河北 唐山 0 6 3 0 0 0
摘要 :母差保护是一种灵敏 、快捷,由电流 差动原理所 构成的母 差保 护装置。随着母 差保护 装置的多年运 行,也不断暴露 出许 多问 题。本文考虑 到电流在 电流互感器 ( c T ) 饱和后每一过零 点都 有一段 3  ̄4 m s真实传 变区,提 出过零点重启波形识别判据 ,直到波形 识别 出 C T饱 和 消 失 , 以解 决 区外 故 障 切除 后 , 在 衰 减 过 程 中的 非 周 期 分 量 影 响 下 ,母 差保 护 误 动 问题 。
关 键 词 :母 差 保 护 :误 动 :原 因 :对 策 中 图分 类号 :T M 7 7 4 文 献 标 识 码 :A
文章 编 号 : 1 0 0 2 - 1 3 8 8( 2 0 1 5 ) 0 2 - 0 1 2 3 - 0 1
0引言 对于 目前变 电站 1 l O k V及 以上 电压等级普遍采用 的双母线 接线方式 ,5号母线故 障对 于 4号母线而言是 区外故障 ,运行 于 4号母线 间隔的开关 电流互感器 ( C T ) 很可能 由于 向 5号母 线 接地短路 点提供 强大的短路 电流 以及较大 的非周期分量进入深 度饱和状态 ,此 时差动回路 中的不平衡 电流很大 ,极 易造成母 差保护误动 , 因此在母差保护 中引入 c T饱和 闭锁 判据是很有必 要的 。 但c T饱和 闭锁判据何 时退 出, 一直是被讨论 的热 点问题 。 本文分析 的一起 1 l O k V 母差保护误动事件就是 由于 c T饱和 闭锁 判据在不恰 当的时候退 出导致的 。 1母差保护动 作情况 2 0 1 2年 3月 1 4日, 唐山 2 2 0 k V河东变 电站发生一起 1 1 0 k V 母差保护误动事件 。 1 l O k V 4号 、5号母线并列运行 ,河铁一线 、河钢 一线 、 河建线 、 # 1 主变 中压侧挂 4号母 线运 行,河钢二线 、 河铁 二线 、 河周线 、# 2主变 中压侧 挂 5号母线运行 。2 3时 2 1分 1 8秒 7 7 0 毫秒 ,1 l O k V母 差保 护第 1次动作跳开母联开关和 5 号母线上 河钢二线 、河铁 二线、河周线 、# 2主变 中压侧 4个间隔开关 , 6 0 m s后, 1 l O k V母差保护第 2次动作跳开 4号母 线上河铁一线、 河钢一线 、河建线 、# 1主变 中压侧 4个 间隔开关 。事故后 ,运 行人 员在 高压 场地检查发现 ,5号母线 电压互感器 ( P T ) 的 B相 引下线支柱瓷瓶有 明显的 电弧闪络痕迹 ,可 以解释母差 保护 第 1 次 B相差动动作跳 开母 联开关和 5号母线上所有 间隔开关 。 问题在于 5号母线故障切除后 ,为什么母差保护会第 2次动作 跳 开 4号 母 线 上 所 有 间 隔 开 关 ,且 故 障相 别 依 然 是 B相 。 接 下 来结合现场数 据分析母差保护 的动作行为 。

电流互感器的饱和特性对继电保护的影响及防范措施

电流互感器的饱和特性对继电保护的影响及防范措施

电流互感器的饱和特性对继电保护的影响及防范措施摘要:电流互感器是电力系统重要组成部分之一。

电流互感器的作用是将电力系统一次大电流变换成与其成正比的二次小电流,然后输入到测量仪表或继电保护及自动装置中。

如果电流互感器饱和,对一次电流没有影响,二次电流要减小,二次电流及铁芯中磁通的波形均要发生畸变。

在故障时,电流互感器饱和现象,会直接影响继电保护装置运行的可靠性,有可能会造成继电保护拒动、误动作或延迟动作。

下面我们分析电流互感器的饱和特性对继电保护的影响及防范措施。

关键词:电流互感器饱和特性继电保护装置防范措施电流互感器(CT)广泛应用于电力系统,供测量及保护装置采样用。

测量、保护系统根据CT二次值换算成一次侧电流值。

CT工作于非饱和区时,比值误差小于10% 。

当CT一次电流大于额定值数十倍时,铁芯饱和,输出波形畸变,有效值减小,误差增大,电流继电器触点抖动。

CT深度饱和时无输出,电流继电器不动作,会造成拒动或越级跳事故。

1.影响电流互感器饱和的主要因素CT的误差主要是由励磁电流Ie引起的。

正常运行时由于励磁阻抗较大,因此Ie很小,以至于这种误差是可以忽略的。

但当CT饱和时,饱和程度越严重,励磁阻抗越小,励磁电流极大的增大,使互感器的误差成倍的增大,影响保护的正确动作。

最严重时会使一次电流全部变成励磁电流,造成二次电流为零的情况。

引起互感器饱和的原因一般为电流过大或电流中含有大量的非周期分量,这两种情况都是发生在事故情况下的,这时本来要求保护正确动作快速切除故障,但如果互感器饱和就很容易造成误差过大引起保护的不正确动作,进一步影响系统安全。

所谓电流互感器的饱和,实际上讲的是互感器铁心的饱和。

我们知道TA之所以能传变电流,就是因为一次电流在铁芯中产生了磁通,进而在缠绕在同一铁芯中上的二次绕组中产生电动势U=4.44f*N*B*S×10-8。

式中f为系统频率,HZ;N为二次绕组匝数;S为铁芯截面积,m2;B为铁芯中的磁通密度。

电流互感器饱引起电保护误动及对策

电流互感器饱引起电保护误动及对策

电流互感器饱引起电保护误动及对策电流互感器是电力系统中非常重要的设备,保证电力系统稳定可靠的运行,对提高继电保护装置的正确动作率有着十分重要的意义。

本文主要论述了电流互感器饱引起电保护误动及对策。

《安徽电力》主要在电力、电机工程范围内开展学术及技术上的探索与讨论;交流有关规划、设计、制造、施工、运行、检修以及科研试验、技术革新等方面的新成果,新技校、新工艺、新经验。

本文简单介绍了电流互感器(CT)饱和的原理,分析了电流互感器出现饱和现象就会直接影响继电保护装置运行的可靠性因素,并提出解决电流互感器饱和问题的具体办法。

1 电流互感器的误差电流互感器,用来将一次大电流变换为二次小电流,并将低压设备与高压线路隔离,是一种常见的电气设备。

做为标准和测量用的电流互感器,要考虑到在正常运行状态下的比误差和角误差;做为保护用的电流互感器,为保证继电保护及自动装置的可靠运行,要考虑当系统出现最大短路电流的情况下,继电保护装置能正常工作,不致因为饱和及误差带来拒动,因而规程的规定,应用于继电保护的电流互感器,在其二次侧负载和一次电流为已知的情况下,电流误差不得超过10%。

当电一次升流未能检测到分段流互感器不满足10%误差要求时,应采取以下措施(1)改用伏安特性较高的电流互感器二次绕阻,提高代负荷的能力;(2)提高电流互感器的变比,或采用额定电流小的电流互感器;以减小电流倍数m10;(3)串联备用相同级别电流互感器二次绕组,使负荷能力增大一倍;(4)增大二次电缆截面,或采用消耗功率小的继电器;以减小二次侧负荷;(5)将电流互感器的不完全星形接线方式改为完全星形接线方式;差电流接线方式改为不完全星形接线方式;(6)改变二次负荷元件的接线方式,将部分负荷移至互感器备用绕组,以减小计算负荷。

2 电流互感器饱和对继电保护的影响电流互感器的误差直接影响其实际应用,饱和是引起误差的主要因素之一。

当电流互感器的铁心中磁通密度达到一定数值时将出现饱和现象,此时磁通密度再增加时,要求励磁电流大幅度增加。

电流互感器饱和对继电保护继电器和电流互感器的影响

电流互感器饱和对继电保护继电器和电流互感器的影响

电流互感器饱和对继电保护继电器和电流互感器的影响电流互感器是电力系统中常用的测量电流的装置,其主要作用是将高电流通过变比为较小电流进行测量和保护。

然而,在实际应用中,电流互感器可能会因为电流过大而饱和,从而对继电保护继电器和电流互感器产生一定的影响。

本文将从饱和的原因、饱和对继电保护继电器和电流互感器的影响以及饱和的应对措施三个方面进行详细阐述。

首先,电流互感器的饱和原因主要有以下几点:1.过电流:当电流互感器所测得的电流超过其额定测量范围时,互感器会发生饱和现象。

这通常是由于系统故障或异常操作引起的。

2.暂态过电流:在电力系统中,暂态过电流往往是由于线路跳闸、母线短路等突发事件引起的。

这种暂态过电流的存在会导致电流互感器短时间内承受非常高的电流,从而引起饱和。

3.直流成分:电流互感器用于测量交流电流,但在实际情况下,电力系统中还存在着一定的直流成分。

当直流成分过大时,会导致电流互感器饱和。

其次,电流互感器饱和对继电保护继电器和电流互感器自身都会产生一定的影响:1.继电保护继电器的误动作:电流互感器由于饱和而导致的误测电流,有可能使继电保护继电器错误地判断系统状态,从而导致误动作,引发保护动作。

2.电流互感器测量误差:当电流互感器发生饱和时,所输出的电流值将不再准确反映系统中的实际电流值,从而引起对系统的测量误差。

3.系统的稳定性受到影响:电流互感器的饱和现象会导致测量值的波动,从而影响系统的稳定性。

这对于对系统响应速度要求较高的保护装置来说尤为重要。

最后,对于电流互感器饱和现象的应对措施主要有以下几点:1.选择合适的电流互感器:在选择电流互感器时,应根据系统的额定电流以及可能出现的过电流情况来确定电流互感器的额定测量范围。

这样可以有效降低互感器饱和的风险。

2.过电流保护装置的设置:在系统中设置过电流保护装置,通过及时切断电路来避免过电流的发生,从而减少电流互感器饱和的机会。

3.使用饱和检测获得更准确的测量值:通过对电流互感器饱和进行检测,可以获得更准确的测量值,并且根据饱和的程度进行相应的补偿,从而提高系统的稳定性和保护装置的准确性。

浅谈CT饱和对差动保护的影响

浅谈CT饱和对差动保护的影响

浅谈CT饱和对差动保护的影响摘要:随着我国电网输电等级的提高,大量TP类互感器和电子类互感器的应用于电网,抗CT饱和性能日益提高。

然而,CT饱和仍然是对差动保护有较大干扰作用的因素。

由于CT(电流互感器)的传变特性不一,尤其当其出现饱和时,差动保护感受到的电流波形出现畸变,差动电流与实际一次侧的情况出现偏差,可能引起差动保护误动作。

文章结合实践经验,分析了CT饱和对差动保护的影响。

关键词:CT饱和;差动保护;影响近年来,随着我国建设坚强智能电网的战略目标提出,以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的电网建设规模不断扩大。

220 kV及以上电压等级成为我国电网的主干网架,差动保护的应用日益普及。

在此背景下,关注差动保护的动作性能,研究CT饱和对差动保护的影响,具有重要的意义。

1 CT饱和现象CT饱和是指电流互感器饱和,互感器是指在电力系统中,为了对电力系统及其中各电力设备进行必要的计算、监控和保护,用来将高电平的电力参数按比例变换到低电平的参数或信号,再接到相应的继电保护及测量装置上的装置。

电流互感器就是将高电压电路中大电流变换为低电压电路中的小电流,并将高压和低压电路隔离,使它们之间不存在电的直接联系的主要元件。

在一般情况下,电流互感器能够准确将一次回路电流传变到二次回路电流,然而,当电力系统发生故障时,一次回路电流往往远大于正常负荷电流,且经常存在大量的衰减直流分量,导致电流互感器铁芯进入饱和状态,导致电流互感器的二次回路电流出现畸变,称为CT饱和现象。

2 CT饱和对差动保护的影响差动保护基于基尔霍夫电流定律,由于其原理简单,使用电气量单纯,保护范围明确,已广泛用于电力系统发电机、变压器、母线、线路、电抗器等电力系统主要设备,并作为主保护使用。

差动保护对电力系统的安全稳定运行起到至关重要的作用。

2.1 电流互感器饱和对线路光纤差动保护的影响电流光纤差动保护已经成为高压、超高压输电线路首选的主保护之一。

继电保护装置异常或缺陷处理方法、故障分析及处理方法和措施

继电保护装置异常或缺陷处理方法、故障分析及处理方法和措施

继电保护装置异常或缺陷处理方法、故障分析及处理方法和措施一、异常或缺陷处理方法:发现继电保护运行中有异常或存在缺陷时,除了加强监视外,对能引起误动的保护退其出口压板,然后联系继保人员处理。

如有下列异常情况,均应及时退出:1、母差保护:在发出“母差交流断线”、“母差直流电压消失”信号时;母差不平衡电流不为零时;无专用旁路母线的母联开关串代线路操作及恢复倒闸操作中。

2、高频保护:当直流电源消失时;定期通道试验参数不符合要求时;装置故障或通道异常信号发出无法复归时;旁母代线路开关操作过程中。

3、距离保护:当采用的PT退出运行或三相电压回路断线时;正常情况下助磁电流过大、过小时;负荷电流超过保护允许电流相应段时。

4、微机保护:总告警灯亮,同时四个保护(高频、距离、零序、综重)之一告警灯亮时,退出相应保护;如果两个CPU故障,应退出该装置所有保护;告警插件所有信号灯不亮,如果电源指示灯熄灭,说明直流消失,应退出出口压板,在恢复直流电源后再投入;总告警灯及呼唤灯亮,且打印显示CPU×ERR信号,如CPU正常,说明保护与接口CPU间通讯回路异常,退出CPU巡检开关处理,若信号无法复归,说明CPU有致命缺陷,应退出保护出口压板并断开巡检开关处理。

5、瓦斯保护:在变压器运行中加油、滤油或换硅胶时;潜油泵或冷油器(散热器)放油检修后投入时;需要打开呼吸系统的放气门或放油塞子,或清理吸湿器时;有载调压开关油路上有人工作时。

二、继电保护常见的故障分析:1、电流互感饱和故障:⑴、电流互感器的饱和对电力系统继电保护的影响是非常之大。

随着配电系统设备终端负荷的不断增容,如果发生短路,则短路电流会很大。

⑵、如果是系统在靠近终端设备区的位置发生短路时,电流可能会达到或者接近电流互感器单次额定电流的100倍以上。

⑶、在常态短路情况下,越大电流互感器误差是随着一次短路电流倍数增大而增大,当电流速断保护使灵敏度降低时就可能阻止动作。

220kV母差及失灵保护技改过程中若干问题的分析

220kV母差及失灵保护技改过程中若干问题的分析

220kV母差及失灵保护技改过程中若干问题的分析发布时间:2022-03-17T05:28:31.049Z 来源:《中国电业》2021年23期作者:何开宇[导读] 作为在电力系统中最主要的组成部件,母线如果发生了故障何开宇广东电网有限责任公司茂名供电局广东省茂名市 525000摘要:作为在电力系统中最主要的组成部件,母线如果发生了故障,很大可能性会发生破坏系统性的状况。

想要防止母线差动保护故障拒动得以减少,这样就会使系统的稳定性遭到破坏,以致于故障的范围逐渐扩大,造成的损失呈上升趋势等现象,同时,我们必须在维修母线差动保护时,要做到其能够防止保护失效,对于220kv以及在这以上的母线就需要运用双重化的保护措施。

另外,想要使电力系统能够处于正常运转,供电必须达到稳定性状态,与相关的规定和要求保持一致性,对网站实施220kV母差双重化和预防失灵的手段做出相应的调整。

因此,本文就是针对的是220kV母差及失灵保护技改过程中所发生的状况做出探究,仅供参考。

关键词:220kV母差;失灵保护;技改过程;若干问题引言作为变电站和电厂电能分配和汇总的重要元件,母线是否能够安全可靠的运行,这对整个电网是否可以正常供电以及供电的电能质量都会有直接的关系。

如果母线突然出现了障碍,母差保护能够根据各个元件或各侧的电流互感器来对故障进行判别,随后就可以直接启动保护动作原件,然后绕开在母线上的每一个断路器,这样就能够在很大程度上去缩小停电的范围,并且同时也减少了由于停电造成的损坏。

1.220kV变电站母差保护双重技改的原则1.1 220kV变电站母差保护双重技改的可靠性在开展220kV变电站母差保护双重技改时,改造后的母差保护在保护装置允许的保护范围内,对于母线故障需进行立即切除,不能拒绝动作;在所有不该发生动作的状况下,改造后的母差保护绝不能发生误动作。

母差保护的可靠性包括保护不误动与保护不拒动两部分。

因为这两部分采用的措施往往是相互矛盾的,所以在改造时要着重关注这两部分。

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电流互感器饱和对距离保护及母差保护的影响及对策摘要:本文对我国某地区220kv变电所发生的事故来论述电流互感器(CT)饱和的基本原理,电流互感器饱和对距离保护和母差保护的影响,电流互感器饱和的衡量指标和影响因素,并给出了几种防止电流互感器饱和的方法。

关键词:220kv 距离保护母差保护电流互感器饱和2011年3月中旬,我国某地区X变电所220kV Y开关两套主保护(#602高频/931分相电流差动)动作,A相跳闸,重合不成开关三跳,X 变220kV母差保护动作,220kV副母线所有设备跳闸。

X变电所220kV 副母线其他所有设备一、二次均检查正常。

后X变告;Y开关CT饱和引起母差保护动作,开关暂时不能运行,遂转冷备用处理。

事故发生之后,相关负责人组织了专家对事故发生的原因进行了分析,并在报告中得出结论;X变电所220kV母差动作原因是Y开关A相CT暂态饱和引起,故障发生后3ms即发生饱和;Y开关CT经实验后确认可投入运行,但在发生单相接地重合于永久性故障,故障后CT线性传变区小于3ms时,220kV母差仍有动作可能;目前X变电所所有线路CT变比均为1200/5,建议将同类CT更换为变比大、剩磁系数小的CT。

近年来我国一些地区电网升级改造逐渐展开,从而使得供电容量逐渐加大,系统电流短路的概率也逐渐增加,电流互感器(CT)饱和的问题日益凸显,从而影响了继电保护装置正确工作,因此很有必要讨论电流互感器饱和对于保护装置的影响,本文主要讨论其对母差保护和距离保护的影响。

1 CT饱和对保护影响的基本原理CT作为电流源,它是继电保护和监控系统判别系统运行状态的重要组件。

作为继电保护对CT的基本要求就是当CT二次输出电流的时候继电保护能够准确地反映出CT第一次输入电流的状态。

铁心的饱和情况是影响CT性能特别是造成CT二次电流输出结果不真实的最主要因素。

当对称短路电流条处于稳定的状态下时,对CT饱和影响的最重要的因素是:短路电流幅值、二次回路的阻抗、CT的励磁阻抗、CT匝数比和剩磁等。

然而当短路电流处于短路暂态过程之中时,可能因非周期分量的存在而使得短路电流产生较大的偏移,这样就可能导致CT产生严重的暂态饱和励磁电流中当CT处于严重饱和的状态时,直流分量在一次电流中占着很大的比例,从而使得波形靠时间轴的一侧倾斜。

铁心中的剩磁方向与直流分量产生的磁通方向相同,在短路电流直流分量和剩磁的共同作用下,铁心在短路后不到半个周期就饱和。

于是,一次电流全部变为励磁电流,造成二次电流严重失真,影响了继电保护的正确动作。

2 CT饱和对各种保护的影响2.1 对距离保护的影响在输电线路的距离保护之中,一般认为在靠近输电线路的出口发生故障时CT才会发生饱和,在输电线路的末端出现故障时一般不会引起CT的饱和,并且在CT发生饱和之后它的二次测量电流会相应的变小,同时测量阻抗随之增大,不会引发误动的问题。

然而,随着电力系统的容量越来越大以及短线的增加,一旦电力系统线路末端发生短路时,就有可能出现很大的短路电流;在较大短路电流的作用下,或者是由于电流互感器二次侧负载与10%误差曲线不一致等原因,从而使得电流互感器的铁芯很容易发生饱和。

电流互感器的饱和使得二次侧输出电流产生畸变,从而不可避免地对距离继电器产生较大的影响。

当CT处于饱和情况的时候,微机的距离保护算法并不象我们主观上认为的那样不会对继电器产生误动。

实际上它是会对继电器产生超越行为的,然而针对不同的算法,这种超越的程度又不是完全相同的,下文是我们针对距离保护的几种常用算法暂态超越情况的总结。

2.1.1 傅氏算法的暂态超越情况(1)全波富氏算法在CT饱和比较轻微时这种超越的情况最严重,然而随着CT饱和的逐渐增加,这种超越的程度会逐渐的变轻,并且持续的时间也会逐渐的变短。

(2)加差分全波富氏算法只有在CT处于比较轻微饱和的时候才有可能产生超越的行为。

(3)加差分半波富氏算法是当CT处于不同的饱和程度状态下都有可能产生超越的行为,并且随着这种饱和程度的逐渐加深,超越开始的时间也越来越早,随着持续的时间越大,超越的幅度也会越大。

2.1.2 解微分方程算法的暂态超越情况(1)在数据窗为全波矩形窗的情况下发生单相接地故障时,不管CT处在那一种饱和程度下它的算法都是存在暂态超越行为的,并且随着这种饱和程度的逐渐加重,它的超越持续时间也会逐渐的加长,超越的幅度也会随之相应的变大。

然而在发生相间故障时,只有当CT在发生轻微饱和的情况之下才有可能存在暂态超越行为。

(2)在数据窗为Turkey窗的情况下,不管是对单相接地故障或者是相间故障,它们的算法都存在暂态超越行为。

它们之间的不同点是,在单相接地故障的时候,随着这种饱和程度的逐渐加重,超越情况会越来越严重,而在相间故障的时候,随着这种饱和程度的逐渐加重,超越情况则会越来越轻微。

2.2 对母差保护的影响电力系统中的母线很多的是运用电流差动式保护,运用对电流互感器二次侧电流瞬时值差动的原理,能够很好的对母线进行快速保护。

但是当母线外发生短路时,CT经常会出现饱和的现象,CT发生饱和之后就不能很好的传变一次侧电流,从而使得二次侧电流差动原理的基础遭到破坏,进而导致母差保护发生误动作。

一直以来,CT发生饱和的问题都是影响母差保护性能的主要难题。

3 CT饱和的衡量指标和影响因素3.1 CT饱和的衡量指标电流互感器饱和一直以来都是影响电力系统保护装置正确动作的重要问题,一般电流互感器饱和主要分为两种:稳态饱和与暂态饱和。

稳态饱和,主要是由于一次电流值太大,从而进入了电流互感器饱和区域,使得二次电流不能够很好的传变一次电流。

暂态饱和,主要是由于大量非周期分量的存在,进入了电流互感器饱和区域。

CT饱和时的电流特征:(1)一次电流之中有很大的非周期分量,例如一次电流100偏移,CT在达到饱和之后二次电流就会产生很大的畸变,从而使得二次电流的波形产生缺损,幅值降低的现象。

这个时候二次电流就会偏向坐标轴的一边,从而与变压器的励磁涌流形成相似状况;(2)一次电流存在很大的周期分量,从而使得铁心在正、负半波都会进入饱和,二次电流正、负半波均畸变,正、负半波是对称的。

3.2 CT饱和的影响因素(1)CT铁心饱和的时间与一次系统时间常数、CT二次时间常数以及CT二次负载有关。

(2)一次暂态电流中非周期分量越大,CT饱和也就越严重。

(3)一次系统时间常数越大,CT饱和的时间也就越长。

(4)CT二次负载越大,CT就越容易饱和。

(5)在励磁电流的非周期分量对应的磁通与剩磁方向相同时,铁心将更快、更深地进入饱和。

在电力系统中最为常见和危害性最大的是以变比不足、短路电流过大为主。

这是分析、预测CT饱和程度最主要依据。

4 解决CT饱和问题的方法[1~3]4.1 限制短路电流在电力系统较高级别的电压等级之中,可以运用分列运行的方式来限制短路电流。

在分列运行之后引起的供电可靠性的降低,可以通过已经准备好的电源自动投入等方式来进行补救。

然而在新建系统之中引起的较大短路电流则可以通过采取串联电抗器的方法来限制短路电流。

4.2 增大保护级CT的变比在CT的变比确定中不能按负荷电流的大小来确定保护级电流变比的方法,而必须采用在保护安装处最有可能出现的最大短路电流和互感器所能承担的负载能力与饱和倍数的方法来确定。

在增大了保护级CT的变比之后可能会给继电保护装置正常工作产生一些不利影响,这些不利影响主要有两个方面,一是不利于CT二次回路;二是不利于继电保护装置运行监视。

例如:在10kV的电力系统之中,1台400kV A 的站用变压器,在60%的负荷下正常工作时的电流为13.8A,按照最大短路电流计算应该选用的电流互感器变比为600/5,而折算到二次侧负荷电流之中只有0.115A,这对于使用额定输入电流为5A的继电器来说,这个电流已经非常小,假如发生二次回路断线是很难监视和判断的。

4.3 减小二次负担,并使各侧二次负担匹配(1)尽可能将继电保护装置就地安装。

二次电缆的阻抗是CT的主要负载,将继电保护装置就地安装,则大大缩短了二次电缆的长度,减小了互感器的负担,避免了饱和。

而且,在就地安装的同时又简化了二次回路,从而提高了供电可靠性。

就地安装方式对继电保护装置本身提出了更高的要求,特别是在气候比较恶劣环境下的运行能力和较好的抗强电磁干扰的能力。

(2)减小CT二次额定电流。

由于功的消耗量与电流大小的平方成正比,因此在负载阻抗不变的条件之下,将二次额定电流从5A减小到1A,与之相对应的二次回路功消耗就相应的减小了25倍,这样互感器就不容易发生饱和的现象。

在CT的二次额定电流减小的情况下也会对继电保护装置产生负面影响,这主要是由于二次电流减小后,对继电器的灵敏度也会相应的提高,然而继电器的灵敏度和抗干扰能力是一种矛盾关系,当灵敏度高时其抗干扰能力就会降低。

对于就地安装的继电保护装置,由于二次电流电缆长度非常短,同时现场电磁干扰又比较高,所以选用二次额定电流为5A的较好。

5.4 选择合适的电流互感器在选择电流互感器型号时需要考虑或注意到电流互感器暂态饱和问题,例如在电压较高的系统或者是在容量比较大的电力设备高压侧普遍采用TPY级电流互感器,选用带有小气隙的PR级电流互感器等。

并且不能够采用按照负荷电流的大小来确定保护级电流变比的方法,必须综合用保护安装处可能出现的最大短路电流和互感器的负载能力与饱和倍数来确定电流互感器的变比。

在一些有条件的地方还可以将传感器来代替互感器,当然传感器的技术还必须有待完善。

5 结语随着电网建设和改造的逐步进行,供电可靠性得到了巨大的提高,但也造成了一些负面影响,如系统短路电流增加,但是在短时间之内是不可能把正在运行的CT、继电保护装置全部更换掉。

因此,必须重视电流互感器饱和对各种保护方法的影响,如重新计算电力系统短路容量,校验CT的饱和倍数以及分析继电装置的抗饱和能力,从而可以采取相应的措施来保证继电保护装置动作的正确性,确保电网安全、稳定运行。

参考文献[1] 李海涛.电流互感器饱和对差动保护的影响及解决方案[D].华北电力大学硕士学位论文,2003.[2] 黄莉.电流互感器饱和对距离保护影响的研究[D].浙江大学硕士学位论文,2003.[3] 陈建玉,孟宪民.电流互感器饱和和对继电保护影响的分析及对策[J].电力系统自动,2000,24(6).。

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