电流互感器10%误差曲线实际工作中的案例分析

刘卓

摘 要 当系统发生故障，流过互感器一次线圈的电流为短路电流时，其铁芯会迅速饱和激磁电流增大，对用于继电保护的电流互感器规定其最大允许电流误差不得超过10%。依据《继电保护和安全自动装置技术规程》（GB/T-14285-2006）的规定，通过试验对保护级电流互感器的励磁特性和误差曲线对保护级电流互感器进行稳态性能计算，确保电流互感器能够长期、安全和稳定地运行，满足发电机变压器组及输变线路继电保护的相关要求。

关键词 电流互感器；误差曲线；稳态性能

中图分类号 TM6 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）17-0211-01

1 工程概述

某新建2×15MW分布式新能源项目，发电机组以10.5kV接入系统，出线4回；分别由1#、2#燃机发电机10.5kV母线新建2回10.5kV出线接入110kV万力用户站的10kV母线的不同分段，经万力站主变升压至110kV接于110kV母线上。

2 现场试验数据比对

1）CT型号：LZZBJ9-10A1；额定变比：1000/5；复合误差：10P10；额定负荷：15（VA）。

2）试验数据：测量绕组直流电阻及二次负载

阻抗。

互感器二次绕组直阻Rct：0.213（Ω）二次负载阻抗Rb：0.8234（Ω）。

3 电流互感器稳态性能验算

1）保护校验故障电流：根据设计院图纸《设备选择结果表》设备选择要求。

2）選择验算。

（1）电流互感器的额定准确限值一次电流Ipel应大于保护校验故障电流Ipcf。

（2）电流互感器额定二次负荷Rbn应大于实际二次负荷Rb（Rbn>Rb）：

两相短路ZF+Zφ：0.8153（Ω）单相接地2ZF+Zφ+ZN：1.7451（Ω）。

（3）为保证电流互感器变比误差不大于10%，选用的电流互感器一次侧能承受的电流对于额定电流的倍数不应小于以下各式计算值：

Ikmax：外部短路时，流过电流互感器的最大电流（短路电流周期分量有效值26 860（A））；

Kk：可靠系数，取1.3。I1N：电流互感器的额定一次电流：1 000（A）；

m10=（KkIkmax）/I1N=34.918倍；

查曲线及数据m10= =34.918倍下：Rb=1.745 1（Ω） Rbn=0.00Ω。

（4）按额定二次极限电动势验算，P类电流互感器的额定二次极限电动势Es1应大于保护校验要求的二次感应电动势Es，即EK≥（K*Ikmax/200）*（Rct+Rb）；EK：拐点实测电压值；Ikmax26860（A）：短路电流周期分量有效值；Rct=0.213（Ω）：电流互感器二次绕组电阻，此处取测试最大值（按导则应校正至75℃或厂家规定的温度）K裕度系数：暂态系数，即考虑电流互感器暂态饱和影响给定的系数，取较大值取1.3。

Rb实测二次负载阻抗值：1.7451（Ω）EK 最小值：341V拐点电压：83.15V。

4 分析及结论

1）电流互感器的额定准确限值一次电流Ipel应大于保护校验故障电流Ipcf。按此句理解，现场电流互感器为10P10，即10倍额定电流下误差不超过10%，电流互感器10倍额定电流即为10kA；查10%误差曲线10kA下输出阻抗值为8.69Ω满足系统要求的1.7451Ω。按设计图纸10kV联络线（能源站）流过电流互感器的最大电流达到（14.37+12.49=26.86kA）；根据验算结果CT励磁过饱和后的最大满足输出阻抗倍数为m10=12，所以非周期分量短路输出值不能达到计算要求。

2）按额定二次极限电动势验算，P类电流互感器的额定二次极限电动势Es1应大于保护校验要求的二次感应电动势Es；现场电流互感器的试验数据极限电动势Es1为85V左右，而满足系统故障短路非周期分量的电动势EK=350V左右；所以短路其输出值都不能达到计算要求。

3）原因分析：由系统一次阻抗计算选择表我们可知，系统设计短路电流为26.86kA，额定输出电流为502A，选用CT为1000/5A 10P10；设计院在CT选型上只考虑了线路输出电流，未考虑短路时CT过饱和后的准确输出极限值，不能满足实际短路情况下的

需求。

5 处理办法及结果

1）处理方案：考虑到原本是因为CT设备选型容量过小所导致，其他方案不能本质上解决问题，经业主、设计院及我们统一意见后决定更换CT。但由于是柜内CT，尺寸有所要求经与高压柜厂家、CT厂家、线路保护厂家三方确认后确认CT更换为1500/1A 10P30的型号，定值重新按照1500/1进行计算。

2）处理结果：在更换CT（1500/1 10P30）安装完毕后对其进行试验及

验算。

（1）m10=（KkIkmax）/I1N=23.279倍 Rbn=42.21Ω m10=45倍（即CT铭牌标称理论输出误差值45kA）的最大输出阻抗值为11.236Ω左右，远远超过现场实际要求的系统故障短路非周期分量26.86kA下的1.7542Ω要求。

（2）在对其励磁曲线进行分析，其拐点电压为785V左右，也远远满足系统故障短路非周期分量的最大电流所需电动势EK=355V所需的要求。更换后的CT满足系统故障短路后保护动作的准确性及可

靠性。

参考文献

[1]国家电力调度通信中心.电气系统继电保护实用技术问答[M].北京：中国电力出版社，1997.

[2]赵修明.互感器校验仪[M].太原：山西科学技术出版社，1996.endprint