WordWord文檔電流互干器該如何選擇？［求助］:電流互干器該如何選擇？好象沒聽說過要考慮短路電流的，如果發生短路，斷路器應該瞬跳的，瞬時過電流應該對互感器影響不大吧，這是俺的個人理解，不知對否？根據負荷電流選擇電流互感器，根據短路電流校驗電流互感器的動熱穩定。電流互感器變比的選擇在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:一為一次側吭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數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。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＞＞63」63-90）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=I1RT/(0.7*5);SI1RT----變壓器一次側額定電流，(I1RT二F百二S/17.32)A，注：U1=10kV或者0.4kV；變3U1壓器容量/17.32/3.5或變壓器容量/60.62二變比NN----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：400kVAI1RT=23AN=6,6取40/5=8500kVAI1RT=29AN=8,3取50/5=10630kVAI1RT=36,4AN=10.4取75/5=15800kVAI1RT=46.2AN=13.2取75/5=151000kVAI1RT=57.7AN=16,5取100/5=201250kVAI1RT=72.2AN=20,6取150/5=301600kVAI1RT=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(36.4/10)/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*llRT/(Kh*N)IDZJ——過負荷保護裝置的動作電流;.Kk——可靠系數，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085；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，為可靠起見，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*I1RT/(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：400kVAI1RT=23AN=7.0取40/5=8IDZJ取9A500kVAI1RT=29AN=8,9取50/5=10IDZJ取9A630kVAI1RT=36,4AN=11.1取75/5=15IDZJ取8A800kVAI1RT=46.2AN=14.1取75/5=15IDZJ取10AlOOOkVAI1RT=57,7AN=17,6取100/5=20IDZJ取9A1250kVAI1RT=72,2AN=22,1取150/5=30IDZJ取8A1600kVAI1RT=92,4AN=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）Ob.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，為可靠起見，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二二Kk*Kjx*Kgh*llRT/（Kh*IDZJ）。Kgh二3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：400kVAI1RT=23AN=10.6取75/5=15IDZJ取8A500kVAI1RT=29AN=13.3取75/5=15IDZJ取9A630kVAI1RT=36,4AN=16,7取100/5=20IDZJ取9A800kVAI1RT=46,2AN=21,2取150/5=30IDZJ取8AlOOOkVAI1RT=57,7AN=26,5取150/5=30IDZJ取9A1250kVAI1RT=72,2AN=33,1取200/5=40IDZJ取9A1600kVAI1RT=92,4AN=42,3取250/5=50IDZJ取9A注意：按上表選擇變比一般可以滿足電流繼電器的瞬動電流倍數NS要求（詳見以下分析），但還需要進行靈敏度校驗使靈敏度系數KmNl.5。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。2.電流速斷保護（采用GL-11/1。型反時限電流繼電器）電流速斷保護應滿足以下要求：IDZJS=Kk*Kjx*IA3max/N;NS=IDZJS/IDZJ;NSe{2,3,4,5,6,7,8,9,10）;IDZJS——繼電保護計算出的電流繼電器的瞬動電流；NS——實際整定的電流繼電器的瞬動電流倍數；Kk——可靠系數取1.5；Kjx——接線系數，取1；IA3max――變壓器低壓側三相短路時流過高壓側的電流；下面按前述假設條件，短路容量變化對變比選擇的影響分析如下：a.變壓器高壓側B點短路容量SDB為200MVA時（1）對于民用建筑用配電所（Kgh二2）對各容量變壓器按滿足過負荷要求的最小變比選擇變比時，NS計算結果如下：400kVAIA3max=518AN=8IDZJ取9AIDZJS=97ANS=97/9=10,8>8500kVAIA3max=636AN=10IDZJ取9AIDZJS=95.4ANS=95.4/9=10.6>8630kVAIA3max=699AN=15IDZJ取8AIDZJS=69.9ANS=69.9/8=8.7>8800kVAIA3max=854AN=15IDZJ取10AIDZJS=85.4ANS=85.4/10=8,5>8lOOOkVAIA3max=1034AN=20IDZJ取9AIDZJS=77.6ANS=77.6/9=8,6>81250kVAIA3max=1232AN=30IDZJ取8AIDZJS=61.6ANS=61.6/8=7,7<81600kVAIA3max=1563AN=30IDZJ取1OAIDZJS=78.2ANS=78.2/10=7,8<8從上表可以得出當SDB=200MVA時：各容量變壓器故滿足過負荷要求的最小變比選擇變比時，一般是小于實際所需變比的。(2)對于工廠用配電所(Kgh二3)對各容量變壓器按滿足過負荷要求的最小變比選擇變比時，NS計算結果如下：4OOkVAIA3max=518AN=15IDZJ取8AIDZJS=51.8ANS=51.8/8=6,5<8500kVAIA3max=636AN=15IDZJ取9AIDZJS=63.6ANS=63.6/9=7,1<8630kVAIA3max=699AN=20IDZJ取9AIDZJS=52.4ANS=52.4/9=5,8<8800kVAIA3max=854AN=30IDZJ取8AIDZJS=42.7ANS=42.7/8=5.3<81000kVAIA3max=1034AN=30IDZJ取9AIDZJS=51.7ANS=51.7/9=5.7<81600kVAIA3max=1324AN=30IDZJ1600kVAIA3max=1324AN=30IDZJ取10AWordWord文檔1250kVAIA3max=1232AN=40IDZJ1250kVAIA3max=1232AN=40IDZJ取9AWordWord文檔IDZJS=46.2ANS=46.2/9=5,1<81600kVAIA3max=1563AN=50IDZJ取9AIDZJS=46.9ANS=46.9/9=5,2<8從上表可以得出當SDB=200MVA時：各容量變壓器報滿足過負荷要求的最小變比選擇變比時，都能滿足速斷保護要求的。b.變壓器高壓側B點短路容量SDB為100MVA時(1)對于民用建筑用配電所(Kgh二2)對各容量變壓器按滿足過負荷要求的最小變比選擇變比時，NS計算結果如下：400kVAIA3max=496AN=8IDZJ取9AIDZJS=93ANS=93/9=10,3>8500kVAIA3max=604AN=10IDZJ取9AIDZJS=90.6ANS=90.6/9=10,1>8630kVAIA3max=660AN=15IDZJ取8AIDZJS=66ANS=66/8=8.25>8800kVAIA3max=796AN=15IDZJ取10AIDZJS=79.6ANS=79.6/10=7.96<81000kVAIA3max=949AN=20IDZJ取9AIDZJS=71.2ANS=71.2/9=7.91<81250kVAIA3max=1114AN=30IDZJ取8AIDZJS=55.7ANS=55.7/8=6.96<8IDZJS=66.2ANS=66.2/10=6,6<8從上表可以得出當SDB=1OOMVA時：各容量變壓器故滿足過負荷要求的最小變比選擇變比，且變壓器容量大于630KVA時,能滿足速斷保護要求的。(2)對于工廠用配電所(Kgh二3)計算結果同SDB=200MVAoc.變壓器高壓側B點短路容量為50MVA時(1)對于民用建筑用配電所(Kgh二2)對各容量變壓器按滿足過負荷要求的最小變比選擇變比時，NS計算結果如下：4OOkVAIA3max=458AN=8IDZJ取9AIDZJS=85.9ANS=85.9/9=9,5>8500kVAIA3max=547AN=10IDZJ取9AIDZJS=82ANS=82/9=9,1>8630kVAIA3max=593AN=15IDZJ取8AIDZJS=59.3ANS=59.3/8=7.4<8800kVAIA3max=700AN=15IDZJ取10AIDZJS=70ANS=70/10=7<81000kVAIA3max=816AN=20IDZJ取9AWordWord文檔IDZJS=61.2ANS=61.2/9=6,8<81250kVAIA3max=934AN=30IDZJ取8AIDZJS=46.7ANS=46.7/8=5,8<81600kVAIA3max=1077AN=30IDZJ取10AIDZJS=53.9ANS=53.9/10=5,9<8從上表可以得出當SDB=50MVA時：各容量變壓器故滿足過負荷要求的最小變比選擇變比，且變壓器容量大于500KVA時,能滿足速斷保護要求的。（2）對于工廠用配電所（Kgh二3）計算結果同SDB=200MVAo注意:⑴因瞬動時靈敏度的校驗不在本文討論的范圍，實際使用時按繼電保護的要求選擇變比后，還應進行靈敏度的校驗。（2）當采用去分流跳閘方式時，對變比還有影響的因素可能有：去分流觸點容量校驗及去分流后電流互感器容量的校驗。三.按mjs<mbl選擇上式中mjs=Imax1/Ie1;mb1=Ib1/Ie1;mjs----電流互感器的計算一次電流倍數；mbl----電流互感器的飽和倍數；Imaxl——繼電保護算出的最大一次電流；lei——電流互感器的額定一次電流；Ibl——電流互感器的飽和電流；下面先分析影響mbl及mjs的因素。.影響電流互感器的計算一次電流倍數mbl的因素有以下幾個方面：a.電流互感器的型號對mbl的影響：為簡單起見，下面僅以LFS（B）-10及LCJ-10為例作一下比較（均按B級）：對于LFS（B）-10,額定一次電流20?600A,在二次負荷（COS?=。8）為2歐10%倍數為1。倍O對于LCJ-10,額定一次電流20?600A,在二次負荷（COS?=。8）為2歐10%倍數為6倍。從上面的對照中，可以發現LFS（B）-10互感器的mbl值是遠大于LCJ-10互感器的mbl值的。目前還有一些產品，加強了B級10%倍數，如對于LFSQ-10、LZZJB6-1。型，B級10%倍數在100-1500A時達15ob,二次負載的變化對mbl的影響為簡單起見，下面僅以LFS（B）-10為例作一下比較（均按B級）：對于LFS（B）-10,額定一次電流75-1500A,在二次負荷（COS?=。8）為2歐10%倍數為10倍;而在二次負荷（COS?=08）為1歐，10%倍數達~17倍。c.電流互感器的變比對mbl的影響對于同種型號的電流互感器，變比的變化對mbl的影響也是不同的。有些型號變比的變化對mbl的影響很小，如對于LFS（B）-10,額定一次電流75-1500A時，在二次負荷（COS?=。8）為2歐,10%倍數均為10倍；而有些型號,變比的變化對mbl的影響較大，對于LA⑻-10,在額定一次電流75?1000A,二次負荷（COS?=。8）為2歐,10%倍數均為10倍，在額定一次電流1500A,二次負荷（COS?=08）為2歐10%倍數達?17倍，.影響電流互感器的計算一次電流倍數mjs的因素分析如下：從Imaxl=LI*IDZJS/92；IDZJS=Kk*Kjx*IA3max/N;1.1----由于電流互感器的10%誤差，使其一次電流倍數大于額定二次電流倍數的系數;Ie2----電流互感器的額定二次電流；可以看出，IDZJS的大小與是mjs大小的關鍵,IDZJS是通過繼電保護計算后整定的，而IDZJS的整定值是由系統在B處短路容量SDB及電流互感器的變比共同確定的。顯然電流互感器的變比越小，而短路容量SDB確定時，IDZJS的整定值就越大，就使mjs越大，越難滿足mjs<mbL相反,電流互感器的變比越大，就使mjs越小，越容易滿足mjs<mb1。，事實上互感器的變比的增大，可顯著的降低mjs的數值，下面取630kVA變壓器為例來加以說明：在Kgh=3,SDB=200MVA時，N=100/5=20,IA3max=699A,IDZJ取9A,IDZJS=52.4A,NS=52.4/9=5.8取6,此時IDZJS=6*9=54A,Imax1=1.1*IDZJS/92=1.1*54/5=11.88,目前電流互感器10%倍數在額定負載下的最小倍數般為10倍，顯然在額定負載下Imaxl已不能滿足要求，當然此時也可通過減小二次線路阻抗，或選用高性能的電流互感器來滿足mjs<mblo若變比N改為150/5=30,且在Kgh,SDB保持不變時，IDZJ=5.56A取6A,IDZJS=35A,NS=35/6=5,8取6,此時IDZJS=6*6=36A,lmaxl=l.l*IDZJS/Ie2=1.1*36/5=7.9<10,顯然在額定負載下Imaxl已很容易能滿足要求。另外短路容量SDB越大，而電流互感器的變比確定時，IDZJS的整定值就越大，就使mjs越大，越難滿足mjs<mbl,下面仍以630kVA變壓器為例來加以說明（假設Kgh二3,N=20）:SDB=200MVA時IA3max=699AIDZJS=34,95A；SDB=100MVA時IA3max=660AIDZJS=33A；SDB=50MVA時IA3max=593AIDZJS=29,65A；從上面數據可以得出：短路容量SDB變化對IDZJS的影響較變比對IDZJS的影響變化較小。另外需要指出的是：如果電流互感器的變比能通過繼電保護的校驗，理論上mjs的最大值為mjs=lmaxl/lel=1,1*10*8/5=17.6;此時要求mjs<mbl是有一定困難的，本人認為在實際設計過程中應合理控制mjs,若mjs較大,建議采用加強了B級10%倍數的電流互感器。通過以上的分析，可以得出以下結論：按繼電保護要求選擇的最小變比，通過互感器合理的選型及二次側負荷的調整后，一般都是可以滿足mjs<mb1選擇要求的。四.按熱穩定動穩定選擇顯然電流互感器熱.動穩定校驗能否通過取決于C處的短路容量SDC,下面仍按SDC=200,100,50MVA三種情況進行考慮，此時，C處短路電流如下：SDC=200MVA時l,,C3max=llkA,IC3max=16.7kA,iC3max=28kA;SDC=100MV時l,,C3max=5.5kA,IC3max=8.35kA,iC3max=14kA;SDC=50MV時l,,C3max=2.75kA,I