电动机起动加倍保护与电流互感器选型
电流互感器和电压互感器选型指南
目录第一章电流互感器...............................................................................................................................................1 电流互感器概述2 电流互感器的额定值3 电流互感器基本特性4 电流互感器参数选择原则5 高压系统保护用电流互感器参数选择6 中压系统保护用电流互感器参数选择7 300MW 600MW火力发电机组电流互感器型式和参数选择8 1000MW发电机变压器组电流互感器型式和参数选择 509 大型发电机组高压厂用电源保护用电流互感器的选择10 测量用电流互感器第二章电压互感器.......................................................................................................... 错误!未指定书签。
1 电压互感器概述.................................................................................................................................................2 电压互感器的类型.............................................................................................................................................3 高压电压互感器.................................................................................................................................................4 电压互感器参数选择.........................................................................................................................................5 电压互感器二次绕组选择................................................................................................................................. 附录1 高压电动机差动保护用电流互感器选择................................................................................................ 附录2 暂态性能及计算........................................................................................................................................1. 暂态特性解析计算的基本假设........................................................................................................................2. 一次短路电流计算............................................................................................................................................3.短路电流及其非周期分量...............................................................................................................................T） .....................................................................................................................................4.一次时间常数（p5.规定工作循环...................................................................................................................................................T） .............................................................................................................................6.二次回路时间常数（s附录3 电流互感器深度饱和时的继电保护性能研究及电流互感器选择........................................................1 引言.....................................................................................................................................................................2 试验概况.............................................................................................................................................................2.1 试验内容12.2 试验内容22.3 试验内容33 大电流下影响保护的因素分析.........................................................................................................................3.1 CT特性以及过饱和系数的影响3.2 衰减非周期分量的影响3.3 CT二次回路负担的影响3.4 保护装置采样率的影响3.5 保护装置内部小CT的影响3.6 模数转换（A/D）范围的影响3.7 保护计算采用的数据窗的影响3.8 保护原理的影响3.9 变压器接线方式的影响3.10 保护定值及CT变比的影响4 主要结论5 可行的解决方案6 电流互感器选择条件7 结束语错误!未指定书签。
一文看懂电流互感器选型原则和方法及使用方法
一文看懂电流互感器选型原则和方法及使用方法电流互感器的选用原则及方法1、额定电压电流互感器额定电压应大于装设点线路额定电压。
2、变比应根据一次负荷计算电流IC选择电流互感器变比。
电流互感器一次侧额定电流标准比（如20、30、40、50、75、100、150、2×a/C）等多种规格，二次侧额定电流通常为1A或5A。
其中2×a/C表示同一台产品有两种电流比，通过改变产品的连接片接线方式实现，当串联时，电流比为a/c，并联时电流比为2×a/C。
一般情况下，计量用电流互感器变流比的选择应使其一次额定电流I1n不小于线路中的负荷电流（即计算IC）。
如线路中负荷计算电流为350A，则电流互感器的变流比应选择400/5。
保护用的电流互感器为保证其准确度要求，可以将变比选得大一些。
3、准确级应根据测量准确度要求选择电流互感器的准确级并进行校验。
下表为不同准确级电流互感器的误差限值：准确级选择的原则：计费计量用的电流互感器其准确级不低于0．5级；用于监视各进出线回路中负荷电流大小的电流表应选用1．0—3．0级电流互感器。
为了保证准确度误差不超过规定值，一般还校验电流互感器二次负荷（伏安），互感器二次负荷S2不大于额定负荷S2n，所选准确度才能得到保证。
准确度校验公式：S2≤S2n。
二次回路的负荷l：取决于二次回路的阻抗Z2的值，则：S2=I2n2︱Z2︱≈I2n2（∑︱Zi︱+RWl+RXC）或S2V1≈∑Si+I2n2（RWl+RXC）式中，Si、Zi为二次回路中的仪表、继电器线圈的额定负荷和阻抗，RXC为二次回路中所有接头、触点的接触电阻，一般取0．1Ω，RWL为二次回路导线电阻，计算公式化为：RWL=LC/（r×S）。
式中，r为导线的导电率，铜线r=53m/（Ωmm2），铝线r=32m（Ωmm2），S为导线截面积（mm2），LC为导线的计算长度（m）。
设互感器到仪表单向长度为L1，。
一文看懂电流互感器选型原则和方法及使用方法
一文看懂电流互感器选型原则和方法及使用方法电流互感器的选用原则及方法1、额定电压电流互感器额定电压应大于装设点线路额定电压。
2、变比应根据一次负荷计算电流IC选择电流互感器变比。
电流互感器一次侧额定电流标准比（如20、30、40、50、75、100、150、2×a/C）等多种规格，二次侧额定电流通常为1A或5A。
其中2×a/C表示同一台产品有两种电流比，通过改变产品的连接片接线方式实现，当串联时，电流比为a/c，并联时电流比为2×a/C。
一般情况下，计量用电流互感器变流比的选择应使其一次额定电流I1n不小于线路中的负荷电流（即计算IC）。
如线路中负荷计算电流为350A，则电流互感器的变流比应选择400/5。
保护用的电流互感器为保证其准确度要求，可以将变比选得大一些。
3、准确级应根据测量准确度要求选择电流互感器的准确级并进行校验。
下表为不同准确级电流互感器的误差限值：准确级选择的原则：计费计量用的电流互感器其准确级不低于0．5级；用于监视各进出线回路中负荷电流大小的电流表应选用1．0—3．0级电流互感器。
为了保证准确度误差不超过规定值，一般还校验电流互感器二次负荷（伏安），互感器二次负荷S2不大于额定负荷S2n，所选准确度才能得到保证。
准确度校验公式：S2≤S2n。
二次回路的负荷l：取决于二次回路的阻抗Z2的值，则：S2=I2n2︱Z2︱≈I2n2（∑︱Zi︱+RWl+RXC）或S2V1≈∑Si+I2n2（RWl+RXC）式中，Si、Zi为二次回路中的仪表、继电器线圈的额定负荷和阻抗，RXC为二次回路中所有接头、触点的接触电阻，一般取0．1Ω，RWL为二次回路导线电阻，计算公式化为：RWL=LC/（r×S）。
式中，r为导线的导电率，铜线r=53m/（Ωmm2），铝线r=32m（Ωmm2），S为导线截面积（mm2），LC为导线的计算长度（m）。
设互感器到仪表单向长度为L1，则：L1互感器为星形接LC=L1两相V形接线2L1一相式接线继电保护用的电流互感器的准确度常用的有5P和l0P。
电流互感器选择和应用原则
电流互感器选择和应用原则1、额定一次电压和电流电流互感器的额定一次电压应等于或大于回路的额定一次电压，绝缘水平应满足有关标准。
电流互感器的额定一次电流（I pn ）应根据其所属一次设备的额定电流或最大工作电流选择，并应能承受该回路的额定连续热电流（I cth ）、额定短时热电流（I th ）及动稳定电流（I dyn ）。
同时，额定一次电流的选择，应使得在额定变流比条件下的二次电流在正常运行和短路情况下，满足该回路保护装置的整定值选择性和准确性要求或满足计量及测量准确性要求。
额定一次电流（I pn ）的标准值为：10、12.5、15、20、25、30、40、50、60、75以及它们的十进位倍数或小数。
2、额定二次电流及负荷 2.1 额定二次电流电流互感器额定二次电流（I sn ）有1A 和5A 两类。
对于新建发电厂和变电所，各级电压的电流互感器额定二次电流宜统一选用1A ，以减轻电流互感器二次负荷，二次电缆截面可减小，节约投资。
如扩建工程原有电流互感器采用5A 时，额定二次电流可选用5A 。
一个厂站内的电流互感器额定二次电流允许同时采用1A 和5A 。
但同一电压等级的电流互感器的额定二次电流一般采用相同电流值。
2.2 二次负荷电流互感器的二次负荷可用阻抗Z b (Ω)或容量S b (VA)表示。
二者之间的关系为：当电流互感器额定二次电流I sn 为5A 时，数值S b ＝25Z b ，当电流互感器额定二次电流I sn 为1A 时， S b ＝Z b 。
保护用电流互感器的准确级和允许极限电流，都与二次负荷有关，需要合理选择二次负荷额定值并进行相应的验算。
由于电子式仪表和微机继电保护的普遍应用，互感器额定二次电流广泛采用1A ，以及保护和控制下放就地等因素，二次回路负荷大大降低，相应的电流互感器二次负荷也宜选用较低的额定值，以便降低造价和改善其结构及性能（如采用倒立式结构）。
电流互感器的二次负荷额定值（S bn ，以VA 表示）可根据需要选用2.5、5、7.5、10、15、20、30、40VA 。
保护用电流互感器选用原则
保护用电流互感器选用原则爱护用电流互感器是指在在线路发生短路过载等故障时，向继电装置供应信号切断故障电路，以爱护供电系统平安的电流互感器。
它与测量用电流互感器工作原理一样，但是应用完全不同。
那么选用爱护用电流互感器有哪些需要留意的原则。
一、爱护用电流互感器的一般原则爱护用电流互感器的性能应满意继电爱护正确动作的要求，首先应保证在稳态对称短路电流下的误差不超过规定值。
对于短路电流非周期重量和互感器剩磁的暂态影响，应依据所在系统暂态问题的严峻程度、所接爱护装置的特性、暂态饱和可能引起的后果和运行阅历等因素来合理考虑。
假如爱护装置具有减缓电流互感器饱和的影响功能，则可按爱护装置的特点来选择适当的电流互感器。
详细原则如下：1、爱护用电流互感器应选具有适当特征和参数的互感器，同一组差功动爱护不应同时使用P级和TP级电流瓦感器；2、当对剩磁有要求时，220kV及以下电流互感器可采纳PR级电流互感器；3、对P级电流互感器精确限值不适应的特别场合，宜采纳PX 级电流互感器；4、TPY级电流互感器不宜用于断路器失灵爱护；5、TPX级电流互感器不宜用于线路重合闸；6、TPZ级电流互感器不宜用于主设备爱护和断路器失灵爱护。
二、爱护用电流互感器额定参数选择原则1、变压器差动爱护回路用电流互感器额定一次电流选择宜使各侧互感器的二次电流基本平衡；2、大型发电机组高压厂用变压器爱护用电流互感器额定一次电流选择应使互感器二次电流在正常和短路状况下，满意爱护装置的整定选择性和精确性要求；3、母线差动爱护用各回路电流互感器宜选择相同变比，当小负荷回路电流互感器采纳不同变比时，可与制造商协商确定最小变比；4、对于在正常状况下一次电流为零的电流互感器，应依据实际应用状况、不平衡电流的实测值或阅历数据，并考虑爱护灵敏系数及互感器的误差限值和功、热稳定等因素，选择适当的额定一次电流；5、对中性点非有效接地系统的接地爱护用电流互感器，可依据详细状况采纳由专用电缆式或母线式零序电流互感器。
保护电流互感器选型计算
保护电流互感器选型计算保护电流互感器是一种用于测量和保护电力系统的设备。
它能够将高电流变换为低电流，并将其输入到测量或保护装置中。
在选择适合的保护电流互感器时，需要考虑多个因素，包括额定电流、准确度、负载能力和安装方式等。
额定电流是选择保护电流互感器的重要指标之一。
根据电力系统的额定电流大小，可以选择相应的额定电流值。
一般来说，额定电流应略大于电力系统的最大负载电流，以确保在负载过载时能够正常工作。
准确度是衡量保护电流互感器性能的重要指标。
准确度越高，测量结果越精确。
在选择保护电流互感器时，应根据实际需求选择适当的准确度等级。
一般来说，对于需要高精度测量的场合，应选择较高准确度等级的保护电流互感器。
负载能力也是选择保护电流互感器的重要考虑因素之一。
负载能力指的是保护电流互感器能够承受的最大负载电流。
在选择保护电流互感器时，应根据电力系统的负载特点和过载情况选择适当的负载能力。
一般来说，负载能力应略大于电力系统的最大负载电流，以确保在负载过载时能够正常工作。
安装方式也需要考虑。
保护电流互感器的安装方式有多种，包括固定式、可调式和分离式等。
在选择保护电流互感器时，应根据电力系统的特点和安装条件选择适当的安装方式。
一般来说，固定式适用于安装空间有限的场合，可调式适用于需要频繁调整的场合，分离式适用于需要远距离传输信号的场合。
除了以上几点，还应考虑保护电流互感器的耐久性和可靠性。
保护电流互感器通常需要经受较高的电流和电压，因此应选择具有良好耐久性和可靠性的产品。
此外，还需要考虑保护电流互感器的温度特性和防护等级等指标，以确保在各种环境条件下都能正常工作。
在实际选型过程中，可以参考厂家提供的产品技术参数和性能曲线，进行综合评估和比较。
此外，还可以咨询专业人士或进行实地考察，以获取更准确的信息和建议。
保护电流互感器的选型涉及多个因素，包括额定电流、准确度、负载能力和安装方式等。
在选择适合的保护电流互感器时，应根据实际需求和电力系统的特点进行综合考虑，以确保选用的产品能够满足系统的测量和保护要求。
保护用电流互感器的选择_secret
摘要：阐明保护用互感器饱和时的特性，当互感器一次侧电流很大时，二次侧电流未能按线性变化，造成互感器复合误差。
提出按保护最大值确定保护用的TA准确限值系数，解决短路电流大选择电流互感器参数困难的问题。
关键词：饱和；准确级；准确限值电流；电流互感器随着电力系统的不断扩大，35 kV、10 kV变电站系统短路电流越来越大，而有的工作电流却不大，电流互感器的额定一次电流通常按负荷电流选择，以便于测量和保护整定。
这样确定的电流互感器在短路状态，需要承受足够大的短路电流，可能产生严重饱和而影响其性能。
为解决该问题，对于额定电流远大于负荷电流的TA，难于实现保护整定及保证测量误差。
通过以下分析提出按保护最大值，确定保护用的TA准确限值系数，以代替按常规短路电流选择TA参数，是可行的选择保护用互感器的方法。
保护用电流互感器（TA）主要与继电保护装置配合，在线路发生短路过载等故障时，向继电保护装置提供信号切断故障电路，保护电力系统的安全。
它的工作条件与测量用互感器完全不同，后者正常一次电流工作范围有合适的准确度即可，当通过故障短路电流时，希望互感器尽早饱和，以保护测量仪表不受短路电流损害。
而前者在比正常电流大几倍或几十倍电流时才开始工作，其误差（电流和相位误差）要求在误差曲线范围内，而同时考核电流误差和相位差时用复合误差。
保护用TA，一次电流I1较小时，二次电流I2线性变化；当I1增大到一定时，互感器铁芯中的磁密很高。
由于铁磁材料的非线性，励磁电流i0中高次谐波含量很大，波形呈尖顶形，与正弦波相去甚远，即使I1是理想的正弦波，I2也不是正弦的。
非正弦波不能用相量图分析，需采用复合误差分析，这使i0迅速增大，相当于部分I1未能转换成I2，I2与I1不再成正比变化，从而增加TA误差。
当电力系统发生短路故障而引起继电保护动作时，短路电流很大，一般为额定电流的十几倍，使误差增大，危及保护装置的灵敏性和选择性。
另外，从原理上讲，TA本身是个特殊的变压器，要求在额定负荷下运行。
电流互感器的选型
电流互感器5P25/5P25/5P25/0.5/0.2S该互感器有三个保护用绕组5P25，绕组精度5%，精度保证范围，允许电流到额定值的25倍；一个测试绕组0.5，测试精度0.5%；还有一个特殊用途的测量绕组0.2S，测量精度平均0.2%。
5P30 ：5P表示是保护用互感器，准确级次为5P级，就是当电流在额定准确限值一次电流下综合误差值为5%。
30表示准确限值倍数为30倍，0.5为测量用电流互感器准确级次；0.2S 为特殊用途互感器的准确级次。
测量用电流互感器二次负荷这里没有标出，一般选用15伏安或1伏安。
测量用电流互感器的误差是在负荷变动下电流误差略有变化，变化范围当负荷在5-120%变动时，误差变动范围为0.75-0.2%一．按一次侧计算电流占电流互感器一次侧额定电流的比例根据<<电气装置的电测量仪表装置设计规范>>(GBJ63-90)的规定，在额定值的运行条件下，仪表的指示在量程的70%~100%处,此时电流互感器最大变比应为: N=I1RT /(0.7*5);I1RT ----变压器一次侧额定电流, A； N----电流互感器的变比；显然按此原则选择电流互感器变比时，变比将很小,下面列出400~1600kVA变压器按此原则选择时,电流互感器的最大变比：向左转|向右转从上表可以看出, 对于630kVA变压器,电流互感器的最大变比为15，当取50/5=10时,额定电流仅占电流量程3.64/5=72.8%。
这可能是一些设计人员把630kVA变压器的供电出线断路器处电流互感器变比取50/5的一个原因,另外在许多时候，设计时供电部门往往不能提供引至用户处的电源短路容量或系统阻抗，从而使其他几个条件的校验较难进行,这可能是变比选择不当得另一个原因。
从下面的分析中，我们将发现按此原则选择时，变比明显偏小,不能采用。
二．按继电保护的要求为简化计算及方便讨论，假设：（1）断路器出线处的短路容量，在最大及最小运行方式下保持不变；（2）电流互感器为两相不完全星型接线；（3）过负荷及速断保护采用GL-11型过电流继电器；（4）操作电源为直流220V，断路器分闸形式为分励脱扣。
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电动机起动加倍保护与电流互感器选型
厂用送风机电机为上海电机厂YKK630-6型三相异步电动机，额定电压6kV，额定电流166.5A。
使用前成功空载试运过，在倒送电之后第一次起动时速断保护动作，整个过程持续585ms。
此现象以为是起动速断加倍功能未投入，并检查定值，因电流波形未发现异常，电机再次起动，第二次持续587ms速断保护又动作。
分析后发现REX521的起动加倍功能，固定为电流大于1.5In时起动加倍投入，1.3倍额定电流返回。
标签：起动加倍；保护装置；速断；电流互感器（CT）
引言
电动机起动电流一般会达到4至8倍的额定值，起动加倍功能就是为了提高速断的灵敏性，当电机起动过程，按照一定的判据，将速断值加倍，在起动完成后自动返回。
正常运行时若发生堵转或短路能使速断可靠动作，减少异常事故，维护系统安全稳定运行，在厂用系统中得到普遍运用。
1 提出案例
送风机电机选用为上海电机厂YKK630-6型三相异步电动机，基本参数如下：额定电压6kv、额定电流166.5A、额定功率1400KW。
根据《浙江电网发电厂厂用电系统反事故技术措施》要求，为了减小CT饱和影响速断保护动作，变比为800/1的CT。
保护装置为ABB的REX521，过流保护采用三段式，保护设置过流低定值为0.23In（In：保护装置输入额定电流值），动作时间160秒（s），过流高定值为0.31In，动作时间18秒，速断值为0.93In，动作时间60毫秒（ms）。
倒送电前电机已完成空载试运，在接入正式电源后第一次起动速断保护动作，整个过程持续585ms，信号显示起动加倍功能未投入。
检查定值及起动电流波形未发现异常，再次起动速断保护又动作，持续时间587ms，和第一次过程相似。
2 剖析流程
经过大量试验表明：（1）电流在0.93In以下时速断不动作；（2）在0.93～1.48In 时速断保护动作；（3）在1.48～1.86In时起动加倍功能起动使速断不动作；（4）在1.86In以上时起动加倍虽起动但由于过两倍速断定值而速断保护动作。
针对以上四种情况，利用另一台送风机及空压机进行相关验证，得到此结论如下：判断保护装置正常，电机起动电流在0.93～1.48In范围内引起的保护速断动作。
图1 第一次起动录波示瘟图
图2 第二次起动录波示意图
由图1及图2分析可知，起动电压为6234V，起动过程中电压降为5965V；起动电流前几个周波达到了1250～1320A，范围为1.56In～1.65In，满足起动加倍条件；然后电流降至937A～946A，即1.17In～1.18In，并在585ms跳闸。
针对起动加倍起作用后又跳闸的问题，选取了一台REX521H07做了以下简单的试验，数据如表1。
实验过程为改变速断定值，得到相应加倍之后的速断值，测试在该定值下起动加倍实际的起动值，动作时间。
数据表明，改变速断值，实现加倍功能，二次侧电流值不能小于1.45In，否则起动加倍功能无法实现，改变其它相关定值该起动加倍电流仍为1.45In。
由录波图可得到电机起动最初电流达到1.46In～1.60In，起动加倍功能投入，速断保护在525ms起动（起动加倍功能返回），经过60ms即在585ms出口，此时电流是1.14In。
重复试验后确定REX521的起动加倍功能固定为电流大于1.5In 时投入，1.3In返回。
电机起动过程中，起动初始阶段电流超出 1.5In，起动加倍功能动作使速断定值加倍，速断保护不动作；当电机电流降至1.3In以下时，起动加倍功能返回速断定值变为0.93In所以速断保护动作。
图3 临时电源起动送风机示意图
关于临时电源时如何能成功起动送风机问题进行如下分析：临时电源由35kv经8000kvA变压器变为10kv，再由10kv经3000kv变压器变为6.3kv。
起动过程如图3，波形分析，整个起动过程为2s。
起电机前电压为6440V，由于电源阻抗较大，起动过程中电压下降为4550V。
电压的下降，导致起动电流为710A，折算到二次侧为0.89In，小于速断值，速断不动作，同时过流高定值可以按时间躲过，因而起动成功。
3 解决方案
针对以上问题，解决方法如下：
3.1 更换CT，使变比变小（如：400/1），从而使速断定值高于1.5In。
3.2 更换保护装置，满足在小电流时能判断起动。
3.3 将速断调整为1.5In以上。
3.4 将速断定值调整为躲电动机起动，退出起动加倍功能。
上述方案中第1、2种方法处理周期较长且成本较高；第3种方法起动和正常运行时的速断定值大大提高，降低了保护的灵敏度；第4种方案电机起动时保护灵敏度无变化，在正常运行时速断灵敏度较低，但短路时电流会远远超起动值，对保护动作没有影响。
从可行性上分析选取第4种方案，调整保护定值后问题解决，简单易实现。
实际应用过程中，配合保护装置选用CT变比不能过大，要保证速断定值在1.5In以上。
按照电机起动电流为6倍，可靠系数1.5计算，就要求CT一次侧额定值不能大于电动机额定值的3倍。
如送风机要能实现起动加倍功能就要求CT 的一次侧额定值不能大于3倍In（In为166.5A），既为500A，选用400/1的CT 更匹配。
4 结束语
厂内应用的保护装置，特别是国外品牌，功能繁多，设置复杂，中文说明书翻译粗糙，错误漏洞很多，英文版说明不明析，给国内用户带来较多的使用不便，如对装置性能不能深入了解，在使用过程中埋下安全隐患，因而选择保护装置时一定要慎重。
参考文献
[1]厦门ABB开关有限责任公司.REX 521 Protection Relay Technical Reference Manual Standand Configurations [Z].厦门：厦门ABB开关有限责任公司，2001
[2]厦门ABB开关有限责任公司.SPAM150装置说明书[Z].厦门：厦门ABB 开关有限责任公司，2001.
[3]宋士通；电动机保护技术[J].电气开关，1998，1.
[4]侯胜迁，王文海，贾长春.电动机保护主电路类型分析及其选配原则[J].黑龙江水利科技，2001，01.
作者简介：张胜（1975-），男，河北肃宁人，工程师，从事电力系统继电保护工作。