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1、常规电流互感器和电压互感器参数选择及计算 二次相关专业部分,(内部交流与探讨),2015年12月,3.电流互感器的选择和配置要求,目录,4.电流互感器的订货参数,7.工程配合特殊情形及注电考题分析,1.概述,8.电压互感器分类及订货,9.与二次专业相关的配合要求,5.电流互感器的标志与铭牌,6.工程设计中对电流互感器的考虑,2.相关的国际标准、国标及行标,10.工程设计中对电压互感器的考虑,本PPT主要依据新版DL/T 866-2015 电流互感器和电压互感器选择及计算规程 进行展开，旨在合理地解决电力工程中CT、PT选择和计算中的问题。包括类型和参数选择，性能要求和相关计算方法等。对某些长期
2、未能妥善解决的问题，提出合理的规范的解决办法。新版DL/T 866导则内容主要关心电力工程用电流/电压互感器性能和参数选择及计算等二次有关内容，不包括绝缘结构等一次有关内容。导则主要适用常规电流/电压互感器及其辅助互感器，还包括电子式互感器，由于其包括内容较多，限于篇幅，本PPT暂不述及电子式互感器、保护内部专用变换器及实验室互感器等相关内容。,PPT主要内容,1.概述,CT参数选择内容 CT一次额定电流与最大传输电流关系；保护精工电流、电度表计精度要求 保护CT次级精度选择、核算（P级、TPY级；一次抽头、二次抽头；粗算、核算；注电工程师考题；）500kV等站用变正常小负荷、故障时大短路电流
3、情形解决方案 表计CT次级精度要求、保安系数 保护CT次级容量要求（一次抽头、二次抽头）表计CT次级容量要求（一次抽头、二次抽头）变压器中性点、接地变、高压电抗器CT次级选择 TPY级C-O-C-循环要求 CT次级排列要求（常规站与智能站）CVT安装位置（串抗、串补对线路保护、高抗保护的影响）,将对下列内容进行探讨：,1.概述,分为两大类：1）测量用；2）保护用测量用电流互感器 重点考核正常运行时的准确性能保护用电流互感器 重点考核系统短路时的准确性能 a)对称短路电流下的稳态性能 b)短路电流偏移（有直流分量）和/或 有剩磁时的暂态性能,1.概述,电流互感器类型及性能：,电流误差（比值差），
4、相位差 适用于电流基本为正弦波，可用相量表示,Ie,Ip,Is,复合误差 适用于电流畸变较严重情况,Ie,Ie,Ip,Is,过去保护用互感器常用10误差，实际为比值误差，对相角差另有规定,1.概述,电流互感器准确性能,由于电力系统发展和电力系统引入市场机制，潮流负荷变化多，如何选择互感器以保证电能测量准确性各级电压系统如何合理考虑保护用电流互感器的饱和问题，特别是暂态饱和问题，例如超高压系统及大机组的电流互感器暂态饱和严重，如何合理选用互感器及进行必要的正确验算实现电流互感器信息共享，避免一组互感器二次线圈过多,1.概述,电流互感器重点问题：,测量用电流互感器的准确特性,5 20 100 12
5、0%,+0.35+0.2 0,+0.75,-0.2-0.35,-0.75,负荷电流变化范围大时应采用S级电流互感器,0.2S级 02级 0.5级,-1.5,+1.5,1.概述,测量用电流互感器（1）,突出问题是保证电能计量的位置设置正确和准确性0.1级与0.2S级的比较,5 20 100 120%,+0.35+0.2 0,+0.75,-0.2-0.35,-0.75,小变比单匝式互感器不易满足较高准确级（如 0.2、0.5）要求,0.2S级 02级 0.1级,1.概述,测量用电流互感器（2）,类型 主要考虑稳态特性：包括5P、10P、5PR、10PR、PX，其中PR和PX为IEC颁布的新标准 考
6、虑暂态特性：TPS、TPX、TPY、TPZ准确性能 稳态饱和：影响因素主要是短路电流、二次负荷等 暂态饱和：影响因素主要是短路电流非周期分量和剩磁等。严重时可能需要互感器铁心增大几倍至几十倍,1.概述,保护用电流互感器：,以复合误差为指标 5P、5PR：要求稳态复合误差小于5 10P、10PR：要求稳态复合误差小于10 TPX、TPY、TPZ：要求暂态复合误差小于10以励磁特性为指标 PX、TPS：要求励磁电压拐点不低于规定值,1.概述,保护用电流互感器性能指标：,IEC标准PX,美国标准IEEE Std C37.110-1996,0,EEk,Iek Ie,E/Ek=1.1Ie/Iek=1.5
7、,IEC标准TPS,E/Ek=1.1Ie/Iek=2.0,Ie,EEk,45,1.概述,电流互感器励磁特性拐点电压：,恰当选择电流互感器性能和参数，使在工程的实际短路情况下CT不致饱和或影响不大保护装置采取措施减缓CT饱和影响 当前母线保护一般采取了抗饱和措施，可以适当降低对CT的要求。微机母线保护技术条件（DL/T 6701999）要求保护装置不受CT暂态饱和影响。各种保护的性能差别很大，应由研制部门提出具体的选择CT的方法 其它微机保护宜采取抗CT饱和措施，但在制造部门提出具体选择CT方法前，暂考虑由适当选择CT性能参数来防止饱和或减缓其影响参见附图：090427,1.概述,克服电流互感器
8、饱和影响的措施：,GB 12082006 电流互感器（eqv IEC 60044-1：2003）GB 168471997 保护用电流互感器暂态特性技术要求(idt IEC 60044-6:1992)IEC 600441：2003 电流互感器 第一号修改单GB 12072006 电磁式电压互感器(eqv IEC 60044-：2003)GB 47032007电容式电压互感器（已作废）DL/T 7252000 电力用电流互感器订货技术条件DL/T 7262000 电力用电压互感器订货技术条件英国标准 BS 3938：1973 电流互感器规范IEEE Std C57.13-2008:仪表用互感器要求
9、IEEE Std C37.110-2007:保护用电流互感器应用导则 及IEEE C37.110 Corri 1-2010保护用电流互感器应用导则 勘误表1：等式18和等式19的更正DL/T 5136 火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程DL/T 866 电流互感器和电压互感器选择及计算导则,暂不细及二次各专业相关标准,2 相关的国际标准、国标及行标,太多,应满足一次回路的额定电压、最大负荷电流及短路时的动、热稳定电流的要求；应满足二次回路测量仪表、继电保护和自动装置的要求；电流互感器带实际二次负荷在稳态短路电流下的准确限值系数或励磁特性（含饱和拐点）应满足所接保护装置动作可靠性的要求；电流
10、互感器连接的二次负荷，不应超过电流互感器额定二次负荷。测量级电流互感器实际二次负载应在电流互感器额定负载的25100%范围内。在工作电流变化范围较大情况下作准确计量时可选用S 类电流互感器，当因动热稳定要求无法选择小变比CT 时也可选用S 类电流互感器以满足测量精度的要求。,电流互感器的选择应符合以下要求：,3 电流互感器的选择和配置要求,DL/T 5136,保护用电流互感器的选择，应根据保护特性综合考虑，暂态特性应满足继电保护的要求，必要时应选择TP 类电流互感器，其特性应符合GB 16847 的要求。330kV 及以上系统保护、高压侧为330kV 及以上的变压器和300MW及以上的发电机变
11、压器组差动保护用电流互感器宜采用TPY 电流互感器。互感器在短路暂态过程中暂态过程中误差应不超过规定值。220kV 系统保护、高压侧为220kV 的变压器和100MW 级的发电机变压器组差动保护用电流互感器可采用P 类、PR 类或PX 类电流互感器。110kV 及以下系统保护用电流互感器可采用P 类电流互感器。母线保护用电流互感器可按保护配置的要求或按暂态短路条件选用,电流互感器的选择应符合以下要求：,3 电流互感器的选择和配置要求,DL/T 5136,1.电流互感器的类型、二次绕组的数量与准确等级应满足继电保护自动装置和测量表计的要求。2.保护用电流互感器的配置应避免出现主保护的死区。保护接
12、入电流互感器二次绕组的分配，应注意避免当一套保护停用时，出现电流互感器内部故障时的保护死区；双重化保护的电流互感器应采用不同的二次绕组。3.保护用电流互感器的配置应避免出现电流互感器内部故障时扩大故障范围。4.对中性点直接接地系统，可按三相配置；对中性点非直接接地系统，依具体要求可按两相或三相配置。,电流互感器的配置应符合以下要求：,3 电流互感器的选择和配置要求,DL/T 5136,5.当采用一台半断路器接线时，对独立式电流互感器每串宜配置三组。6.用于变压器差动保护的各侧电流互感器铁心，宜具有相同的铁心型式。7.用于同一母线差动保护的电流互感器铁心，宜具有相同的铁心型式。8.110kV 及
13、以上的电流互感器的额定二次电流宜选1A。参见附图：（20070807),电流互感器的配置应符合以下要求：,3 电流互感器的选择和配置要求,DL/T 5136,按以往分工，电流互感器的订货由变电一次专业负责，二次专业负责提供相关的配合资料。所有的订货参数由一次专业总归口，二次提供相关的配合参数给一次专业汇总。根据DL/T 7252000电力用电流互感器订货技术条件，额定参数包括（与二次专业相关的配合标*）:额定电压及设备最高电压绝缘要求额定频率额定电流（*）额定短时热电流和短路持续时间额定动稳定电流准确级及误差限值（*）额定输出（*）温升限值对于具有暂态特性的保护用电流互感器还有：额定一次短路电
14、流、额定一次时间常数、工作循环（*）,4 电流互感器的订货参数,额定二次电流值；计量和测量用电流互感器准确级的标称；,二次相关的配合参数：,4 电流互感器的订货参数,简述,保护用电流互感器准确级的标称；,电流扩大值（与一次、二次专业均相关）；DL/T 725,二次相关的配合参数：,4 电流互感器的订货参数,简述,计量和测量用电流互感器的仪表保安系数（FS）；额定仪表限值一次电流与额定一次电流之比值。测量用电流互感器在二次负荷等于额定值，且复合误差等于或大于10%时的最小一次电流值 为额定仪表限值一次电流。在系统故障电流超出IPL（额定仪表限值一次电流）时，复合误差应大于10%以限制二次电流，防
15、止由其供电的仪表损坏。,额定输出（容量）（CT额定负载）,二次相关的配合参数：,4 电流互感器的订货参数,简述,额定电阻性负荷 对TP级电流互感器，当额定二次电流为1A时，以表示的额定电阻性负荷标准值在下列数值中选取：2.5、5、7.5、10、15。对额定二次电流不是1A的电流互感器，上列值按电流平方的反比进行换算。保护用电流互感器的准确限值系数（P）（二次专业复核）保护用电流互感器的准确限值系数：5、10、15、20、30等。额定对称短路电流倍数（TP）（二次专业复核）,具有暂态特性的保护用电流互感器暂态参数（二次专业复核见下表）,二次相关的配合参数：,4 电流互感器的订货参数,简述,二次绕
16、组数量与级次组合的要求；电流互感器次级数量及级次组合应满足继电保护、自动装置、测量仪表及计量装置的要求。一般情况下应配置各自独立的保护绕组、测量和计量绕组。对计量和测量用的互感器实际负载应在其额定输出的25100，功率因素为0.81的范围内，以保证计量或测量准确级的要求。参见电流互感器范本或电流互感器技术标准,二次相关的配合参数：,4 电流互感器的订货参数,简述,上述相关的配合参数考虑详见工程设计部分,标志,5 电流互感器的标志与铭牌,标志,5 电流互感器的标志与铭牌,铭牌,5 电流互感器的标志与铭牌,铭牌,5 电流互感器的标志与铭牌,铭牌,5 电流互感器的标志与铭牌,铭牌,5 电流互感器的标
17、志与铭牌,参见附图：主变间隔回路图,6 工程设计中对电流互感器的考虑,根据以往的分工，示出电流互感器变比、准确级的主接线由变电一次专业负责，变电二次专业仅对相关部分负责，并进行会签。会签须审核上述相关的配合参数额定二次电流值（1A或5A）新建工程参照DL/T 5136“110kV 及以上的电流互感器的额定二次电流宜选1A”；扩建工程参照本站同电压等级值。,工程设计配合：,6 工程设计中对电流互感器的考虑,计量和测量用电流互感器准确级的标称 测量仪表装置用电流互感器的准确级次，按照该电流互感器二次绕组所串接的准确度要求最高的仪表选择，并符合GB 50063-2008电力装置的电测量仪表装置设计规
18、范及DL/T 5202-2004 电能量计量系统设计技术规程的规定。二次选择与计算的原则：电流互感器二次回路电缆截面的选择，按照一次设备额定运行方式下电流互感器的误差不超过上述条件下选定的准确级次。计算条件应为电流互感器一次电流为额定值、一次电流三相对称平衡，并应计及电流互感器二次绕组接线方式、电缆阻抗换算系数，仪表阻抗换算系数和接线端子接触电阻及仪表保安系数等因素。,工程设计配合：,6 工程设计中对电流互感器的考虑,计量和测量用电流互感器准确级的标称对关口计量，参照GB 50063“I类、II类装置准确度最低要求，电流互感器0.2S或0.2。并要求选用专用的CT次级”；参照DL/T 5202
19、：,工程设计配合：,6 工程设计中对电流互感器的考虑,计量和测量用电流互感器准确级的标称“III、IV、V类电流互感器准确度要求，参照国网公司设备基建标准与运行标准统一意见（差异条款解释2104版）：,工程设计配合：,6 工程设计中对电流互感器的考虑,计量和测量用电流互感器准确级的标称对非关口计量点及测量：可选为0.2、0.2S、0.5，考虑到工程的适用性，对即使不为关口计量的电能计量点，由于一次专业经常要对线路进行换间隔，电能计量点统一按0.2S配置，并且按独立次级考虑；对测量回路，由于0.2次级与0.2S次级价格上相差不大，参照国网最近的二次典设（常规变电站与智能变电站），均可按0.2S配
20、置。,工程设计配合：,总结！,6 工程设计中对电流互感器的考虑,计量和测量用电流互感器负载其实际连接的二次负荷值不应超出下表规定的范围（DL/T 866）：,工程设计配合：,在选择CT确定负载参数时，要对负载进行粗略计算。负载主要包括两块：电缆负载及二次设备负载。计算公式见下页：,6 工程设计中对电流互感器的考虑,6 工程设计中对电流互感器的考虑,计量和测量用电流互感器负载设备负载需根据工程设备资料统计，对表计1A，可忽略不计（设备参考资料为0.004VA），如无设备资料，可参照规范书限值要求。对测量装置可查测控单元的负荷资料，对1A，一般为0.5VA，如无设备资料，可参照规范书限值要求（1V
21、A）。电缆负载，按铜导线，长度按300500m计（粗估实际长度），电缆截面至少为4mm2，如长度太长，可调整至6或8mm2。Zl=L/A(L为电缆长度，A为导线截面，为电导系数，铜取57m/Xmm2)。对测量、计量，长度不用乘2，接线系数星形取1，对6线制电能计量接线，建议乘2。,工程设计配合：,关于计量，有很多省公司要求CT二次负载（参见图中标注）不应大于5VA（江苏、福建）。参考典设，对常规变电站要求根据计算值，对智能变电站，不应大于10VA。,总结！,6 工程设计中对电流互感器的考虑,计量和测量用电流互感器负载测量CT负载容量与计量相似。主要考虑有三个要求：即规范条。条。3.IEC 60
22、044-1标准,工程设计配合：,6 工程设计中对电流互感器的考虑,工程设计配合：,IEC-60044-1,DL/T 866,IEC-60044-1,典设和规程中要求：电流互感器二次绕组所接入的负荷，应保证实际二次负荷在25%100%额定二次负荷范围内。实际工程中还是很难做到，实际情况所接入的负荷可能低于25%。因为采用的是0.2s级，初期的负荷可能为20%30%，这时的最小负荷=0.2A*0.2A*2=0.08VA，2=0.050.1接触电阻+1.3（300m 4mm2电缆）+0.5表计,只有5VA的1.6%，达不到GB 50063的25%，对测量也只有10VA的0.8%。所以，要求测量、计量
23、CT次级带抽头！,6 工程设计中对电流互感器的考虑,工程设计配合：,对二次绕组带抽头的多变比CT，精度要求指的是最高变比的情况。所标的负载容量也是指最高抽头，如果碰到上面的情形，应该换抽头。举例如下：如果400050006000/1的CT，如换至4000一档，6000A 20%的电流反映到4000档的实际电流为4000 30%，实际负载变为=0.3*0.3*2=0.18VA,该档下的额定负载为5*4000/6000=3.333,为额定负载的5.4%，也达不到25%，抽头选择不正确！如选择200030006000/1，如改为2000这一档，实际负载变为=0.6*0.6*2=0.72VA,该档下的
24、额定负载为5*2000/6000=1.667,为额定负载的43%，达到25%。如在最低档运行，且负荷电流在20%30%区间运行，实际负载容量又达不到25%，建议按IEC标准考虑。只要大于1VA且不超过15VA，CT的精度均能保证。,6 工程设计中对电流互感器的考虑,工程设计配合：,如果仍达不到1VA，参见IEC的注释1，仍是可接受的，只是精度没有保证，因为这时的电能计量太小了，对精度也就没有讲究的必要了。譬如，一个菜要1角5分与要1角1分，你要在5分与1分间更精确，个人觉得没有必要了，因为买菜时1角或是2角的零头拉掉是很正常的事，再下去斤斤计较实属没有必要了。,6 工程设计中对电流互感器的考虑
25、,工程设计配合：,结论：无论是常规站还是智能站，电能计量最高抽头档可按5VA考虑，测量可按10VA选择。,总结！,6 工程设计中对电流互感器的考虑,计量和测量用电流互感器抽头实际的抽头考虑，还是参照条，如在60%左右运行，应该是较为适当的。低于50%时，应该参照复核，如不满足要求，需要调整。关键是上述的计算没有考虑一个半接线中两个CT如何分配，且工程中有时并不知道本期负荷电流。建议先按最高档的20%左右，按上考虑选择最低档抽头。然后再选第二档。应大于第一档，且在第二档的60%左右。依次选更高一档。如果一次专业觉得抽头太多，强烈要求一次专业提供本期负荷电流。上面的选择计算均基于电能计量，对测量其
26、相关规程的要求一样，但考虑到测量后面常接其他设备，如串接别的测控、还有PMU等，且测量精度要求不是很严格，所以适当放宽到10VA，且抽头也可比电能计量少一些。如果不细化，抽头可选择的与电能计量相同。对于智能站，个人认为对测量、电能计量可均基于5VA额定负载进行抽头选择。,工程设计配合：,6 工程设计中对电流互感器的考虑,计量和测量用电流互感器抽头对站用变，因为负荷可能很小，建议稍微特别考虑选择适当的抽头及额定负载。站用变对负荷的要求可适当放宽考虑，一次实际电流可能还很难满足2060%额定电流要求，须满足最低要求，即最小精确工作电流（能够正常工作），测控装置的精工电流一般为0.0430In。即按
27、0.04In选择最低档。注：一次调整抽头不影响二次的参数有额定负载、电缆电阻、二次设备负载，但对二次设备性能有影响，因为变到二次的电流发生了变化，所以也需要校核，也影响二次侧抽头的选择。,工程设计配合：,结论：抽头的选择两个关键因素：精工电流、20%40%的最大抽头作为最低档或实际负荷电流/0.6设为最低档。,总结！,6 工程设计中对电流互感器的考虑,计量和测量用电流互感器仪表保安系数,工程设计配合：,6 工程设计中对电流互感器的考虑,计量和测量用电流互感器仪表保安系数,工程设计配合：,仪表保安系数建议不考虑或者直接选10。不考虑的原因是在征求意见稿最未一段还有一句话，“对电子式仪表，可不考虑
28、保安系数”，送审稿中已删除。对数字采样式仪表都是电子式仪表，不存在损坏仪表的问题。但考虑到对“不再严格按比例增长”总须要有一个限值值，所以最终稿还是没有保留“不考虑”之类的话。关于比例限值，一般测控装置的范围较宽，如上所述，可达30倍。但是，对电能表计还没有这方面的参数。,结论：仪表保安系数建议不考虑或者直接选10。,总结！,6 工程设计中对电流互感器的考虑,保护用的P次级电流互感器准确级的标称 继电保护用电流互感器二次回路电缆截面的选择应保证误差不超过规定值（最大运行方式下最不利短路形式，并应计及互感器二次绕组接线方式、电缆阻抗换算系数，继电器阻抗换算系数及接线端子接触电阻等因素，对系统最大
29、运行方式如无可靠资料，按断路器的断流容量确定最大短路电流）。第1个数值只有5或10选择，指最大复合误差，对110kV及以上建议选择5，其它优选5，要求较低的情况可选择10。第2个数值短路电流为额定电流的倍数，注电考试中为一次电流倍数。一般最大抽头档，按远景最大短路电流/一次额定电流，如果无远景最大短路电流数值，按设备短路电流选择，如50kA或60kA。严格上来说，对各抽头档，均要求在最大短路电流倍数以内，所以一般考虑最低抽头档要在本期设计水平年以内（投产年的35年内),最大短路电流/一次额定电流的倍数如果不能满足，需调大抽头档一次额定电流，如果一次专业提不出设计水平年最大短路电流值，只能按最严
30、格要求与一次配合，即用设备最大短路电流，或提高实际的抽头档一次额定电流。,工程设计配合：,6 工程设计中对电流互感器的考虑,保护用的P次级电流互感器准确级的标称 但是，一次额定电流并不能提得很高，也是有限值要求的，受设备的精工电流限值。保护设备的精工电流厂家称可低至5%In，但调度觉得这个数值不大可信，一般要求至少为10%。当计算后如超限值，但超得不是很大，这时该如何考虑呢？这涉及到完全超过不可用，还是不超但留给二次专业的裕度多大的问题。一般需经详细的核算，核算有两个考虑：一是裕度（可靠系数）；二是充分考虑负载的实际情形。可靠系数：规程中核算的可靠系数2有点偏大，来自于IEC；对美标，可取小些
31、。规程中没有说明取2的原因，也有可能存在这样的情形，初算时电流倍数满足要求，但核算不满足要求，因为可靠系数2的原因。负载的影响：因为电流倍数是针对额定负载，相当于满载，如果实际不是满载，应还有部分潜力可挖。如计算案例中满载为780V，实际负载下的拐点电势为498V，之间还有裕度。（参见规程计算案例）,工程设计配合：,CT准确限值电压确定CT保持准确性条件 Esl=Kalf Esn=Kalf Isn(Rct+Rbn)CT参数举例：5P20，30VA，Isn 5A，Rct未提供 Esl、Kalf（ALF）、Rb、Rct由制造厂确定一般要求准确限值系数Kalf(ALF)大于稳态短路电流倍数实际二次负
32、荷小于CT额定负荷存在问题及处理办法由于系统容量大，Kalf 值往往不够由于微机保护的应用，二次负荷有较大裕度为合理利用CT，对其性能进行较精确计算，求取实际二次负荷下允许的Kalf,6 工程设计中对电流互感器的考虑,工程设计配合：,电流互感器稳态特性验算,1 误差曲线按误差曲线由 实际负荷Rb求实际可用的Kalf,Rb,Kalf,Rbn,注意：除低漏磁CT外，厂家提供的曲线必须是由直接法试验求得或经误差修正的,Kalf,6 工程设计中对电流互感器的考虑,工程设计配合：,稳态特性验算方法（一）,2 低漏磁CT验算低漏磁CT采用下式求实际可用的Kalf Kalf=Kalf 3 PX型CT验算在要
33、求的计算倍数KX 下，二次电动势不能超过拐点电压Ek KX(Rct+Rb)IsnEk,(Rct+Rbn)(Rct+Rb),6 工程设计中对电流互感器的考虑,工程设计配合：,稳态特性验算方法（二）,6 工程设计中对电流互感器的考虑,保护用的P次级电流互感器准确级的标称 从上两条来看，用电流倍数来衡量，不会出现问题，可以用于工程，只是可靠系数较低。所以如果核算后稍偏限值，就要看设计人员的倾向确定，严格点的不行，不严格的过去再说，出问题时就说一次没有提供短路电流，或者提供的短路电流不靠谱，太花边。此外，CT电缆截面还要尽量选得大些。关于精工电流：与保护类型有关。对差动保护，保护动作电流、制动电流不会
34、因为电流测量有误差而拒动或误动（短路电流），但会影响对CT断线的监视（正常电流），有些还会影响整定电流，如差动电流最小动作电流整定为0.01In，CT正常电流为0.001In，就不好整定，也不能监视CT断线。对距离保护，还涉及到电流作分母的问题，如果电压电流均小，但阻抗值为300欧，如果电压可测出，电流测不出即认为零，测到的阻抗将为无穷大，所以距离保护更要保证。对电流保护，可适当放宽，正常测不出没有关系，但不能拒动、误动。现在的保护原理不会因为CT饱和而拒动，多因为CT饱和而产生误差，在区外故障时误动。站用变稍微复杂些，适当时候需要为高压侧母线保护、站用变保护配置不同的CT次级。,工程设计配合
35、：,6 工程设计中对电流互感器的考虑,保护用的P次级电流互感器抽头选择 按精工电流满足要求选择最低一档，按短路电流倍数（一次电流倍数）选择最高档，一般宜控制在40以内，特殊情况如确需超过40，考虑设备制造的原因，建议不要超过80，否则，要考虑用不同的CT适应不同的保护要求（大变比CT与小变比CT）。工程中标书审查时要控制在30以内，但30变为40，设备制造价格相差不大。严格来说，无论对哪一档抽头，都不要超电流倍数。所以建议低抽头档用于近期短路电流，最高档用于远景短路电流水平。对小变比CT，虽然在短路时，有可能超过电流倍数，不满足精度要求，如经核算（拐点电势法粗算）满足区外故障保护不误动，区内故
36、障保护能正确动作，仍是可行的。一般来说，如果区外故障不超过一次电流倍数、整定正确，就不会因为精度的问题引起保护误动。因为区外故障短路电流小些，倍数容易满足，差动保护制动特性很好，不需详细核算就可知其不会因不平衡电流引起误动。在区内故障如果超过短路电流倍数，会不会引起保护拒动呢，要看使用什么样的保护，现在的微机保护一般不会拒动。,工程设计配合：,6 工程设计中对电流互感器的考虑,保护用的P次级电流互感器抽头选择 对限时速断保护，电流互感器知识简介中说“因为速断保护反应的是故障电流超过动作电流的情况。因此只需用动作电流加可靠系数来考量即可。至于超过故障电流后互感器器产生的误差，一般并不影响速断保护
37、的动作行为。”原理上分析，电流是计算有效值，饱和后是将正弦波切掉峰头，但它总存在没有切掉的部分，切掉的部分电流因为很大所以饱和，但剩下没切掉的部分也会较大，如果不大就不会被切掉，也就不会有饱和，所以不切后的部分取有效值的话，一般都会大于速断值，电流保护一般会动作。还可以认为，CT饱和，只是影响测量的误差，对于保护动作只关系是否到不到定值，误差多大都没关系。因为只有超过电流倍数时才会有饱和，例如5P30，对30倍以下应该是认可的，当电流为30倍以上时误差才超过5%，甚至可能达100%，但如果整定值为15倍，短路电流为32In，保护测量只有16In，误差达100%，但还是能动作的。所以当出现30倍
38、以上短路电流时，只是有误差，没有说电流变得很小，如果电流小就不会饱和、也就不会有误差。电流总是有过零点。,工程设计配合：,6 工程设计中对电流互感器的考虑,保护用的P次级电流互感器负载容量 负载的计算同测量计量次级，从实际角度选择一般不会很大，保护设备一般为0.5VA，但可能有多个设备串接，一般总计约5VA，但考虑电流倍数的裕度关系，越大越好，但不能太花边。结论：典设建议最高抽头档常规站按15VA，智能站可按10VA选择。注：一次调整抽头不影响二次的参数有：额定负载、电缆电阻、二次设备负载，但对二次设备性能有影响，因为变到二次的电流发生了变化，所以需要再校核，也影响二次侧抽头的选择。,工程设计
39、配合：,三个部分的结论：保护精度宜选5P40；抽头最低档要大于精工电流，最高档按电流倍数选择；负载容量常规站15VA智能站10VA。,总结！,6 工程设计中对电流互感器的考虑,保护用的TPY次级电流互感器准确级的标称 额定对称短路电流倍数 选择同P级次级的电流倍数，并参考一次设备厂家的制造能力，如果制造能力有局限，可根据其提供的参数校核；额定一次时间常数 可根据等效电路计算，但太复杂。DL/T 866建议500kV系统：约100ms；220kV系统：约60ms。国产发电机300MW：264ms；600MW：260ms；1000MW：350ms；1000kV系统：120ms；750kV系统：11
40、0ms二次回路时间常数 应由互感器制造部门根据稳态短路电流、一次时间常数、规定工作循环和允许暂态误差等因素优化确定。当无厂家资料时，Ts 初始值可取2s。工作循环 DL/T 866建议：正常故障切除 C-100ms-O；单相重合闸 CT 额定工作循环：C-100ms-O-800ms-C-40ms-O。要求暂态误差应小于10%。100ms为第一次保护切除故障时间，800ms为重合闸时间，40ms为合于故障后保护第二次检测到有故障的时间，不包括切除时间。,工程设计配合：,6 工程设计中对电流互感器的考虑,保护用的TPY次级电流互感器准确级的标称 高压侧为330kV 及以上电压等级的降压变压器差动保
41、护回路各侧宜选用TPY 级电流互感器，高、中压侧宜按外部线路故障单相重合闸两次工作循环校验暂态特性。低压侧为三角接线时，可按外部三相短路单工作循环校验暂态特性，对发电机的TPY次级也要按此循环校核。对变压器中性点，一般不用较核，同高压侧次级。对TPY次级，工程订货时由用户（设计院）提出TP 电流互感器有关规范，包括Ip（额定一次电流）、Is（额定二次电流）、Kssc（额定对称短路电流倍数）、Tp（额定一次时间常数）、Sbn（额定负荷）或 Rb（额定二次负载）及工作循环参数；设计确认时，由制造部门提供互感器设计优化参数给设计院校核，这些参数包括额定工作循环（用于计算Ktd，额定暂态面积系数）、R
42、ct（互感器二次绕组电阻（校正至25）、Ts（额定二次时间常数）等；已知电流互感器（包括定型产品）参数，校验互感器性能是否满足实际稳态短路电流倍数及规定工作循环的要求。电流互感器额定等效二次极限电势 Eal 应大于暂态等效二次极限电势Eal：,工程设计配合：,短路电流偏移,电流互感器磁通变化,暂态饱和系数：,K tf m,6 工程设计中对电流互感器的考虑,工程设计配合：,电流互感器暂态特性短路电流非周期分量引起,非周期分量引起饱和磁通及电流,6 工程设计中对电流互感器的考虑,P类与TP类互感器特性的比较,Eal,Esl,Kssc(Rct+Rb)Isn,Ktd Kssc(Rct+Rb)Isn,I
43、eal,Iesl,Es,Kalf(Rct+Rb)Isn,Esl,(Rct+Rb)Isn,Iesl,Ies,P类(稳态),TP类(暂态),1)正常运行误差Ies/Isn2)稳态短路误差 Iesl/(Kalf Isn)3)暂态误差 Ieal/(Kssc Isn)=Ktd/(wTs)注：ALF Kal f Kssc(暂态)图中坐标为对数坐标,6 工程设计中对电流互感器的考虑,选用定型TPY互感器，校验能否满足实际系统工作需要。产品提供规范包括：Ipn，Isn，Tp，Tsn，Kssc，Ktd，Zbn，Zct。根据Zbn、Zct及实际Zb修正Tsn为Ts，由Tp、Ts及实际工作循环求出需要的Ktd。CT
44、额定等效二次极限电动势：Eal=Kssc Ktd(Rct+Rbn)Isn考虑暂态要求的等效二次极限电动势：Eal=Kpcf Ktd(Rct+Rb)Isn如Eal Eal 则满足要求。参见：核算程序,CT暂态特性校验,6 工程设计中对电流互感器的考虑,基本计算公式前提是CT未饱和，励磁特性曲线为线性，不计及磁滞回线，非周期分量最大 C-O循环 C-O-C-O循环,CT暂态特性校验,6 工程设计中对电流互感器的考虑,6 工程设计中对电流互感器的考虑,保护用的TPY次级电流互感器准确级的标称 1.需先计算Rb；2.Kpcf=短路电流/一次额定电流；3.为计算Ktd根据系统的实际参数Tp，需计算按实际
45、负荷等效的Ts,确定实际的工作循环，单相重合闸 CT 工作循环：C-100ms-O-800ms-C-100ms-O。100ms为第一次保护切除故障时间，800ms为重合闸时间，100ms为合于故障后保护第二次检测到有故障并且出口跳闸能自保持到断路器跳闸可靠切除故障或能去起动失灵的时间。4.满足电动势要求；5.要求暂态误差应小于10%。如果按路器开断电流考虑通不过，最好能由一次专业得到线路、主变出口短路电流Id（远景年最大短路电流），再计算能通过,工程设计配合：,6 工程设计中对电流互感器的考虑,保护用的TPY次级电流互感器抽头选择同P次级。根据保护精工电流及设计水平年短路电流，确定最低档抽头。
46、最低档的保护性能核算同上，但CT电阻、额定二次电阻或负载需根据抽头进行调整。额定二次时间常数可不调整，其与CT电阻与额定二次电阻之和成比例，所以不变。注：一次调整抽头不影响二次的参数有额定负载、电缆电阻、二次设备负载，但对二次设备性能有影响，因为变到二次的电流发生了变化，所以也需要校核，也影响二次侧抽头的选择。,工程设计配合：,6 工程设计中对电流互感器的考虑,保护用的TPY次级电流互感器负载一般来说按实际的二次负载（包括电缆、可能连接多个二次设备的负载）进行预估，若不确定，可以稍微粗些，即裕度稍大些。结论：建议常规站最高抽头档按15VA（典设最高限值，并要求根据计算），智能站可按10VA选择
47、。,工程设计配合：,6 工程设计中对电流互感器的考虑,保护用的TPY次级电流互感器,工程设计配合：,三个部分的结论：1、精度：粗略核算Kssc,如不满足短路电流倍数要求，需进行详细计算;2.抽头：抽头最低档要大于精工电流，最高档按电流倍数选择；3.负载容量常规站15VA，智能站10VA。,总结！,6 工程设计中对电流互感器的考虑,注意事项及特殊考虑对一个半断路器接线，绝对不允许中断路器CT与同它配合的边CT变比不一致。因为现在的测量、计量、线路保护、主变保护装置内部均默认不能调节，尤其计量、线路保护是两CT并接后再接入装置，不是分别接入，根本无法调整，虽然智能站可分别接入，但还没有提及内部可调
48、整，还是建议要严格一致。尤其对扩建工程，要严格审核。工程施工图中要求确定本期工程中所用的变比在哪一档运行，设计交底时，调度部门要求我们在设计说明或主接线图中注明设计所选用的CT变比在哪一档，最好还有根据一次专业所提供的本期负荷资料，如一次专业不能提供，也说明一下前期情况或本期工程建议，还可写得灵活些，如在设备投产时，由调度保护专业根据调度运行方式科专业安排的潮流适时调整，或写成如本期设备投产时如线路潮流达到*，建议现场将抽头调整至*档。,工程设计配合：,6 工程设计中对电流互感器的考虑,注意事项及特殊考虑对线路两侧、主变各侧、母线保护各间隔的CT变比要求：对主变保护，如不考虑选用高阻抗差动保护
49、，各侧CT变比可以不一致。如要考虑选用高阻抗差动保护，则其中的最大值应为所要考虑的CT变比最高一档。另外，对于母线保护，典型CT次级变比不宜相差4倍（超过需咨询母线保护厂家）；变压器保护CT次级变比不宜使平衡系数相差16倍，如果二次电流均为1A，16=V1*N1/V2*N2,V1为某一侧额定电压，N1为该侧的变比。主变保护平衡系数详见下：,工程设计配合：,6 工程设计中对电流互感器的考虑,注意事项及特殊考虑复式变比二次绕组抽头的选择：对特殊工程经科内讨论后决定是否考虑。扩大电流倍数的应用：当调度不允许出现大的CT变比，如6000/1，可考虑最大档用5000，再考虑120%的扩大电流倍数，一般情
50、形下不建议采用，因涉及到CT、二次设备过载允许值及允许时间等诸多问题。关于变压器中性点、接地变、特高压交流站站用变、特高压换流站站用、高压电抗器及其中性下面单独探讨。,工程设计配合：,6 工程设计中对电流互感器的考虑,电流互感器二次绕组数量及级次组合排列配合要求 1.保护用电流互感器的配置应避免出现主保护的死区。保护接入电流互感器二次绕组的分配，应注意避免当一套保护停用时，出现电流互感器内部故障时的保护死区；双重化保护的电流互感器应采用不同的二次绕组。2.保护用电流互感器的配置应避免出现电流互感器内部故障时扩大故障范围。3.用于变压器差动保护的各侧电流互感器铁心，宜具有相同的铁心型式。4.用于
