金鑫磁材:電流互感器變比的合理選擇
發(fā)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(shè)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(dāng),就很有可能造成繼電保護(hù)功能無法實現(xiàn)、動穩(wěn)定校驗不能通過等問題,應(yīng)引起設(shè)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(hù)用,二為測量用;它們分別設(shè)在配電所的進(jìn)線、計量、出線、聯(lián)絡(luò)等柜內(nèi)。在設(shè)計實踐中,筆者發(fā)現(xiàn)在配變電所設(shè)計中,電流互感器變比的選擇偏小的現(xiàn)象不在少數(shù)。例如筆者就曾發(fā)現(xiàn):在一臺630kVA站附變壓器(10kV側(cè)額定一次電流為36.4A)的供電回路中,配電所出線柜內(nèi)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(hù)用10kV電流互感器變比的選擇,至少要按以下條件進(jìn)行選擇:一為一次側(cè)計算電流占電流互感器一次側(cè)額定電流的比例;二為按繼電保護(hù)的要求;三為電流互感器的計算一次電流倍數(shù)mjs小于電流互感器的飽和倍mb1;四為按熱穩(wěn)定;五為按動穩(wěn)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。
一.按一次側(cè)計算電流占電流互感器一次側(cè)額定電流的比例根據(jù)<<電氣裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范>>(GBJ63-90)的規(guī)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(yīng)為:N=l1RT/(0.7*5);11RT---變壓器一次側(cè)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(dāng)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(shè)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(shè)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(tǒng)阻抗,從而使其他幾個條件的校驗較難進(jìn)行,這可能是變比選擇不當(dāng)?shù)昧硪粋€原因。
從下面的分析中,我們將發(fā)現(xiàn)按此原則選擇時,變比明顯偏小,不能采用。
二.按繼電保護(hù)的要求
為簡化計算及方便討論,假設(shè):(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(fù)荷及速斷保護(hù)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(fù)荷保護(hù)及電流速斷保護(hù)對變比的影響分析如下:
1.過負(fù)荷保護(hù)
過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)滿足以下要求:
IDZJ=Kk*Kjx*Kgh*11RT/(Kh*N)
IDZJ----過負(fù)荷保護(hù)裝置的動作電流;Kk----可*系數(shù),取1.3;Kjx.----接線系數(shù),取1;Kgh----過負(fù)荷系數(shù);Kh----繼電器返回系數(shù),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(shù),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(yīng)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(shù)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(shù),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(shù)據(jù),已經(jīng)可以得出以下結(jié)論:按一次側(cè)計算電流占電流互感器一次側(cè)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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