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          金鑫磁材:電流互感器變比的合理選擇

          發布時間:2020-09-30 10:01:47

            金鑫磁材:電流互感器變比的合理選擇


                 在10kV配電所設計的過程中,10kV電流互感器變比的選擇是很重要的,如果選擇不當,就很有可能造成繼電保護功能無法實現、動穩定校驗不能通過等問題,應引起設計人員的足夠重視。10kV電流互感器按使用用途可分為兩種,一為繼電保護用,二為測量用;它們分別設在配電所的進線、計量、出線、聯絡等柜內。在設計實踐中,筆者發現在配變電所設計中,電流互感器變比的選擇偏小的現象不在少數。例如筆者就曾發現:在一臺630kVA站附變壓器(10kV側額定一次電流為36.4A)的供電回路中,配電所出線柜內電流互感器變比僅為50/5(采用GL型過電流繼電器、直流操作),這樣將造成電流繼電器無法整定等一系列問題。


                 對于繼電保護用10kV電流互感器變比的選擇,至少要按以下條件進行選擇:一為一次側計算電流占電流互感器一次側額定電流的比例;二為按繼電保護的要求;三為電流互感器的計算一次電流倍數mjs小于電流互感器的飽和倍mb1;四為按熱穩定;五為按動穩定。而對于測量用10KV電流互感器的選擇,因其是用作正常工作條件的測量,故無上述第二、第三條要求;下面就以常見的配電變壓器為例,說明上述條件對10kV電流互感器的選擇的影響,并找出影響電流互感器變比選擇的主要因素。

          金鑫磁材:電流互感器變比的合理選擇.jpg

          一.按一次側計算電流占電流互感器一次側額定電流的比例根據<<電氣裝置的電測量儀表裝置設計規范>>(GBJ63-90)的規定,在額定值的運行條件下,儀表的指示在量程的70%~100%處,此時電流互感器最大變比應為:N=l1RT/(0.7*5);11RT---變壓器一次側額定電流,A;N---電流互感器的變比;顯然按此原則選擇電流互感器變比時,變比將很小,下面列出400~1600kVA變壓器按此原則選擇時,電流互感器的最大變比:


          400KVA11RT=23A N=6.6取40/5=8

          500KVAI1RT=29A N=8.3取50/5=10

          630kVAI1RT=36.4AN=10.4取75/5=15

          800KVAI1RT=46.2AN=13.2取75/5=15

          1000KVA11RT=57.7AN=16.5取100/5=20

          1250KVA11RT=72.2A N=20.6取150/5=30

          1600KVAI1RT=92.4AN=26.4取150/5=30


          從上表可以看出,對于630kVA變壓器,電流互感器的最大變比為15,當取50/5=10時,額定電流僅占電流量程3.64/5=72.8%。這可能是一些設計人員把630kVA變壓器的供電出線斷路器處電流互感器變比取50/5的一個原因,另外在許多時候,設計時供電部門往往不能提供引至用戶處的電源短路容量或系統阻抗,從而使其他幾個條件的校驗較難進行,這可能是變比選擇不當得另一個原因。


          從下面的分析中,我們將發現按此原則選擇時,變比明顯偏小,不能采用。


          二.按繼電保護的要求

          為簡化計算及方便討論,假設:(1)斷路器出線處的短路容量,在最大及最小運行方式下保持不變;(2)電流互感器為兩相不完全星型接線;(3)過負荷及速斷保護采用GL-11型過電流繼電器:(4)操作電源為直流220V,斷路器分閘形式為分勵脫扣。圖1為配電變壓器一次主接線圖,B,C兩處短路容量按200,100,50MVA三檔考慮其影響。

          配電變壓器的過負荷保護及電流速斷保護對變比的影響分析如下:


          1.過負荷保護

          過負荷保護應滿足以下要求:

          IDZJ=Kk*Kjx*Kgh*11RT/(Kh*N)

          IDZJ----過負荷保護裝置的動作電流;Kk----可*系數,取1.3;Kjx.----接線系數,取1;Kgh----過負荷系數;Kh----繼電器返回系數,取0.85;a.對于民用建筑用配電所,一般可不考慮電動機自啟動引起的過電流倍數,此時Kgh取2,為滿足繼電器整定范圍要求,電流互感器變比最小應為:

          N=Kk*Kjx*Kgh*11RT/(Kh*IDZJ)(GL-11/10型繼電器整定范圍4~10A)。

          Kgh=2時,各容量變壓器滿足上式要求的電流互感器的最小變比如下:

          400KVA11RT=23A N=7.0取40/5=8IDZJ取9A

          500kVA11RT=29A N=8.9取50/5=10IDZJ取9A

          630kVA11RT =36.4A N=11.1取75/5=15IDZJ取8A

          800KVAI1RT =46.2AN=14.1取75/5=15IDZJ取10A

          1000KVA11RT=57.7A N=17.6取100/5=20IDZJ取9A

          1250kVA11RT=72.2A N=22.1取150/5=30IDZJ取8A

          1600kVAI1RT=92.4A N=28.3取150/5=30IDZJ取10A

          注意:按上表選擇變比一般都不能滿足電流繼電器的瞬動電流倍數NS要求(詳見以下分析)。

          b.對于工廠用配電所,一般需考慮電動機自啟動引起的過電流倍數,為可*起見,此時Kgh取3,顯然電流互感器變比


          為滿足要求,其值最小為N==Kk*Kjx*Kgh*l1RT/(Kh*IDZJ)。

          Kgh=3時,各容量變壓器滿足上式要求的電流互感器的最小變比如下:

          400kVA11RT=23A N=10.6取75/5=15IDZJ取8A

          500kVA11RT=29A N=13.3取75/5=15IDZJ取9A

          630kVA11RT=36.4A N=16.7取100/5=20 IDZJ取9A

          800kVA11RT =46.2A N=21.2取150/5=30IDZJ取8A

          1000KVA11RT=57.7AN=26.5取150/5=30IDZJ取9A

          1250KVA11RT=72.2A N=33.1取200/5=40IDZJ取9A

          1600KVA11RT=92.4AN=42.3取250/5=50IDZJ取9A

          比較以上數據,已經可以得出以下結論:按一次側計算電流占電流互感器一次側額定電流的比例選擇的變比,一般是小于實際所需變比的。


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