电流互感器和电压互感器选型指南

目 录3.8 保护原理的影响..............................................第一章电流互感器电流互感器概述电流互感器〔currenttransformer〕是将一次回路的大电流成正比的变换为二次小。电网中电流互感器的工作状态电流互感器的额定值额定一次电流标准值12.5152025304050、60、75A以及它们十进位倍数或小数，有下标线的是优先值。多电流变比互感器额定一次电流最小值承受标准值。额定二次电流标准值额定二次电流标准值为1A、5A额定连续热电流额定连续热电流的标准值为额定一次电流。当规定连续热电流大于额定一次电流时，其优先值为额定一次电流的120%150%200%。额定输出容量标准值额定输出标准值为：2.5、5、10、15、20、25、30、40、50、60、80、100VA出时，可允许是非标准值，但要符合另一个标准准确级。温升限值1时，电流互感器温升应不超过规定限值。当四周温度高于规定数值时，应将允许温升减去超过的气温值。当互感器工作地点在海拔1000m以上地区工作时，温升限值按每高出100m减去0.4％〔油浸式〕0.5％〔干式。短时电流额定值凡带有固定一次绕组或导体的电流互感器应符合以下要求：额定短时热电流I ：在二次绕组短路状况下，电流互感器在一秒钟内承受th住且无损伤的一次电流方均根值，以kA表示如下：6.3、8、10、12.5、16、20、25、31.5、40、50、63、80、100。

2.5倍。dyn短路电流很大时，应作规定。绝缘要求外绝缘性能、无线电干扰电压性能、传递过电压、主绝缘介质等。GB1208-2023电流互感器中的规定。电流互感器根本特性电流互感器型式按以下分类方式，可归纳为：按用途：测量用电流互感器；保护用电流互感器按电压等级：对应不同的电网电压(0.38kV、0.6kV、1kV、3kV、6kV、10kV、20kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV〕下使用的电流互感器；〔户内或户外绝缘电流互感器；气体〔SF6〕绝缘电流互感器；有机绝缘电流互感器；按电流变换原理：电磁式电流互感器；电子式电流互感器；母线式电流互感器；按一次绕组匝数：单匝式电流互感器；多匝式电流互感器；电流互感器〔同一台互感器具有不同变比的电流互感器；按二次绕组所在位置：正立式电流互感器；倒置式电流互感器；按使用条件：户内式电流互感器；户外式电流互感器；标准《GB1208-2023电流互感器》要求。保护用电流互感器的类型保护用电流互感器分为两大类：P类〔P意为保护〕电流互感器。包括PRPX类。性拐点来确定的。P类及PR类电流互感器的准确级以在额定准确限值一次电流下的最大允许复合误差的百分数标称，标准准确级为：5P、10P、5PR10PR。PPR类电流互感器在额定频率及额定负荷下，电流误差、相位误差和复合误2-1所列限值。表2-1 P类及PR类电流互感器误差限值准确级准确级额定一次电流下的电流误差％额定一次电流下的相位差±min±crad额定准确限值一次电流下的复合误差％5P，5PR±1601.810P，±3－－51010PRPR10％，有些状况下应规定T值以限制复合误差。s220kV〔波形畸变较小〕5P5PR10P10PR级电流互感器。PPRK

alf

一般可取5、10、15、20和30KTP类〔TP意为暂态保护〕电流互感器。

值。alf流中非周期重量暂态影响的状况。TP类保护用电流互感器能满足短路电流具有非周期重量的暂态过程性能要求的保护用电流互感器。TP类电流互感器分为以下级别并定义如下：TPS磁无限制。TPX级：准确限值规定为在指定的暂态工作循环中的峰值瞬时误差〔ˆ。对剩磁无限制。TPY级：准确限值规定为在指定的暂态工作循环中的峰值瞬时误差〔ˆ。剩磁不10％。TPZ略。测量用电流互感器的类型

。无直流重量误差限值要求。剩磁实际上可以忽ac测量用电流互感器有一般用途和特别用途〔S类〕两类。测量用电流互感器的额定一次电流为保证二次电流在适宜的范围内，可承受复式变比或二次带抽头的电流互感器。11章节。多变比电流互感器多变比电流互感器是指在一台电流互感器上，承受一次绕组各段的串联或并联连/保护级的电流比可以不一样。一次绕组串并联方式承受一次绕组串联或并联方式，可获得两个成倍数的电流比〔见图-18。例：2x600/5A600/5A1200/5A66kV及35kV及以下电压等级由于产品构造布置困难，较少承受。2-18一次绕组串并联方式二次绕组抽头方式2-191/3处抽头的状况。一般二次绕组抽头方式仅用在测量用电流互感器。保护级承受小的电流比。2-19二次绕组抽头方式一次绕组串并联和二次绕组抽头方式同时承受同时承受一次绕组串并联和二次绕组抽头方式可获得更多的电流比。 2-20一次绕组串并联和二次绕组抽头方式同时承受例如：2x600/5A：一次串并联方式；二次在1/3处抽头方式，获得的电流比见表2-5。2-5多电流比的电流互感器式

二次绕组连接方式〔1/3处抽头〕二次绕组标志：二次绕组标志：二次绕组标志：S1-S2一次绕组串联 200/5A

S2-S3400/5A

S1-S3600/5A一次绕组并联一次绕组并联400/5A800/5A1200/5A电流互感器参数选择原则一般规定额定一次电压和电流电流互感器的额定一次电压应等于或大于回路的额定一次电压。电流互感器的额定一次电流〔Ipn

〕应依据其所属一次设备的额定电流或最大工〔I

cth

、额定短时热电流〔Ith

〕及动

。dyn额定一次电流的选择，应使得在额定变流比条件下的二次电流在正常运行和短要求。套管式电流互感器的额定一次电流应依据安装的电力变压器容量确定。通常取1.0～1.2一次电流修正到“GB1208电流互感器”标准值。动稳定校验过且无固定板的电流互感器可不用进展动稳定效验。I间的关系是：

dyn

Kd

式中：

I2IK 2Idpn

103 ……………〔2-1〕K 〔由制造部门供给；dI —额定动稳定电流〔峰值〔kA；dynIpn

—电流互感器额定一次电流〔A。电流互感器动稳定的校验按下式计算：I idyn ch

………〔2-2〕或式中：

K 2I2Ich

103 ……………〔2-3〕pni —短路冲击电流瞬时值〔kA。ch短时热电流校验1s5sKth

，可按下式进展校验：式中：

K Q /tQ /tdpn

…………………〔2-4〕K —电流互感器热稳定电流倍数，由制造部门供给。thQ 〔A2sd确定；t＝1s5s。I2tt承受不同值th时。Ith

校验。互感器。机械荷载过设备的允许值。静荷载设备最高电压72.5kV及以上的电流互感器，其一次绕组接线端子的垂直和水平方2-6所规定的静态试验荷载。2-6静态承受试验荷载设备最高电压〔kV〕静态承试验受荷载〔N〕I类II类荷载72.512502500126202330002423632500400055040006000注：1. 注：1. 在日常运行条件下，作用荷载的总和应不超过规定的承受试验荷载的50%。电流互感器应能承受很少消灭的急剧动态荷载〔例如：短路1.4倍静态承受荷载。定。按导线机械计算方法，计算出电流互感器端子承受导体的拉力，不超过厂家供给的短路荷载硬导体短路电动力计算电流互感器与硬导体连接时，其校验公式与支柱绝缘子一样，即：l式中：

Fmax

1.76i2ch

m101 〔2-5〕aF —电流互感器端子承受的电动力，Nmaxa —回路相间距离，cm；l cm；ml —电流互感器出线端部至最近一个母线支柱绝缘子的距离，cm；1l2 —电流互感器两端瓷帽的距离〔当电流互感器为非母线式瓷绝缘时，l 0，cm。2有的产品样本未标明出线端部允许作用力，而只给出动稳定倍数Kd

。K 一般是在d相间距离为40cm，计算长度为50cm的条件下取得的。此时，可按下式进展校验：50a4050a40lmd

i 103 〔2-6〕22Ich软导线短路电动力计算导线和组合导线短路摇摆计算”局部的有关内容。额定二次电流和负荷电流互感器额定二次电流〔I 〕有1A和5A两类。sn对于建发电厂和变电所，有条件时电流互感器额定二次电流宜选用1A。如有5A5A。1A5A。保护用电流互感器的准确级和允许极限电流，都与二次负荷有关，需要合理选择二次负荷额定值并进展相应的验算。电流互感器二次负荷可用阻抗 Z (Ω)或容量bSb(VA)表示。二者之间的关系为：SZ b 〔2-7〕b I2snIsn为5A时，数值Sb25Zb，当电流互感器额定二次Isn1ASbZb。1A，也宜选用较低的额定值，以便降低造价和改善其构造及性能〔如承受倒置式构造。打算电流互感器电流比的因素定的电力负荷下满足测量〔及计量、保护及动热稳定的要求。测量级对额定一次电流的要求荷电流，并保证互感器应满足仪表保安电流的要求〔当承受常规仪表时。保护级对额定一次电流的要求继电保护用电流互感器，要求在额定一次电流和准确限值电流下，满足规定的误差限值要求。作为保护更为关注在准确限值一次电流时，准确地输出符合要求〔5P级复合误差＜±5%；10P级复合误差＜±10%〕的二次电流，保证保护装置正确牢靠动作。小，产品易制造。电力负荷变化对额定一次电流的影响变电所〔升压站〕设计的实际电力负荷与远景负荷相差悬殊：假设按远景负荷确的要求，但互感器的测量级不能满足近期实际负荷的准确计量。特别负荷：例电气化铁路、轧钢等的电力线，一般电流互感器额定一次电流按计量的要求。系统间联络线，负荷不固定：互感器的额定一次电流按最大负荷电流或输电线要求。用具有“电流扩大值”为200%、300%等的电流互感器。对于保护级在最大电力负荷电力负荷变化范围时测量级和保护级的要求是冲突的，应承受多变比的电流互感器。额定二次电流由以下因素打算额定二次电流有两种：5A、1A110kV及其以下电压等级，可以承受二次电流5A1A220kV1A。多变比电流互感器参数的选择原则电力负荷较稳定时1.5～2.0倍。电力负荷变化时S电流比〔二次绕组不抽头。例如：技术参数2x600/5A：测量级：2x(200400600)/5A；0.2S30VA50VA。保护级：2x600/5A：5P20；50VA。制造方案：一次绕组串并联；测量级为0.2S级并在二次绕组的三分之一处抽头；2-7。2-7多电流比电流互感器连接方式时性能准一次二次确连接标志级方式

额定值%

A

误差限值比差 差

性能说明测一次

S1—S2S2—

(20%～120%)x200A5%x200A1%x200A(20%～120%)x400A

40～24010280～480

±0.2%±0.35%±0.75%±0.2%

±10＇±15＇±30＇±10＇

一次绕组串联时，电力负荷在40～720A的范围内，能保证电量绕组 S3级串联

5%x400A1%x400A(20%～

204120～

±0.35%±0.75%±

±15＇±30＇±

到达比差±0.2%S1—

120%)x600A

720 0.2%

10＇

相位差±测一次

S3S1—S2

5%x600A1%x600A(20%～120%)x400A5%x400A1%x400A(20%～

30680～480204160～

±0.35%±0.75%±0.2%±0.35%±0.75%±

±15＇±30＇±10＇±15＇±30＇±

1一次绕组并联时，电力负荷在80～1440A的范围内，S2—

120%)x800A

960 0.2%

10＇

能保证电量绕组 S3级并联

5%x800A1%x800A(20%～

408240～

±0.35%±0.75%±

±15＇±30＇±

到达比差±0.2%S1—

120%)x1200A

1440 0.2%

10＇

相位差±S3 5%x1200A1%x1200A保护级

60 ±0.35%12 ±一次S1一次S1—(100%～600～±±串联S2120%)x600A12001.0%60＇一次S1—(100%～1200～±±并联S2120%)x1200A24001.0%60＇

±15＇±30＇

1一次绕组串并联方式的电流互感器选用一次绕组串并联方式的电流互感器，要考虑到产品短路电流稳态性能。一次绕组串联方式的动稳定电流接近并联方式的一半，换句话说，一次绕组并联的次绕组串联方式的性能为依据，确定电流互感器的短路稳定性能。绕组的电流密度有关，应保证在额定短时热电流时二次绕组的电流密度不超过180A/mm〔铜线；120A/mm〔铝线。二次绕组抽头方式的电流互感器选用二次绕组抽头方式的电流互感器，要考虑输出容量问题。二次绕组抽头〔抽头值为KK10内的整数〕时的输出容量S，满匝时1的额定输出容量S ，两者关系为：n1S (1 K

)2Sn

…………………〔2-8〕S1

(12

)2Sn

，即为满匝时的四分之一。一般抽头时的输〔具体输出容量应用户与制造双方协商。多电流比套管式电流互感器额定值300-600-1200/1A50V0.51200/1A50V0.5级。而在其他的变比：300/1A、600/1A时的准确级和额定输出由双方协商。保护电流互感器的特别要求的具体要求：侧电流互感器的二次负荷尽量平衡，以削减可能消灭的差电流。量的状况。此时，公共绕组上的电流为中压侧与高压侧额定电流之差。1A的互感器〔5A时〕以便在保持变比全都条件下降低互感器额定一次电流等。很小，需要按保证保护装置动作灵敏系数来选择变比及有关参数。测量电流互感器的特别要求S级电流互感器的特别要求0.2S0.5S级是特别用途的电流互感器，在与宽负荷电度表〔过载4倍及以上的电度表〕相连接时，电流互感器的计量电流在50mA～6A之间〔即额定二次电流5A的1%～120%之间的某一电流下能作准确测量。在电能关口计量点处宜用0.2S级和0.5S级电流互感器。带S级电流互感器在很宽的负荷电流〔1～120〕% Ipn

时具有高准确度。在负荷电流的〔20～120〕Ipn

0.2%10标称限值，对用于计量关口点电费的准确度有保障。承受计量级带S级的电流互感器时，可符合按计量规程规定选的负荷电流I ，pIpn

的50%～66.6%范围内具有高准确度。例：0.2Ip

66.6%I

时，电流误差为±0.2618%〔0.2%；相位pn12.06〔10，己超过预期的误差标称限值。0.2SI

=〔20～120〕% Ip

时，电流误差为±0.2；相位差为±1预期的误差标称限值。2-21带S级的测量用电流互感器的误差限值S级电流互感器适用范围.以作为考核电网技术经的准确度。当安装饰的电力负荷变化范围很大，电力负荷低峰与顶峰负荷电流相差几倍时，S按顶峰电力负荷值来确定互感器的额定电流比。测量用电流互感器额定输出的选择对测量用电流互感器在选择额定输出时，应考虑到实际的负荷不是越大越好。按国家标准规定，测量用电流互感器准确级的误差限值规定的二次输出范围为25%～100%额定输出，因此，当额定输出选得太大，而实际运行时的负荷可能小于25%额定输出，此时所规定的准确度是达不到的。高压系统保护用电流互感器参数选择性能要求响其性能的最重要因素。〔无非周期重量〕下，影响互感器饱和的留意因素是：短路电〔包括互感器二次绕组〕的阻抗、电流互感器的工频励磁阻抗、电流互感器匝数比和剩磁等。需磁链可能是传变等值稳态对称短路电流磁链的几倍至几十倍。配置原则感器二次绕组的数量、铁心类型和准确等级应满足继电保护自动装置和测量仪表的要求。对中性点接地系统，电流互感器可按三相配置；对中性点绝缘系统，依具体每串宜配置三组。施。图2-22 线路电流互感器配置方案每组的二次绕组数量按工程需要确定。在以往的工程中，一个回路配备的多同二次绕组。2-22中所示电F1点故障，线路保护不能动作，但母线保护能快F2点故障，线路保护能动作跳开线路断且同样切除范围过大。故宜承受方案Ⅰ。2-23的U形电流互感器，Ⅰ～Ⅳ种方案所示。在F点故障时：方案Ⅰ线路保护断开故障点，影响范围小；方案Ⅱ母线保护断开故障点，影响范围大；方案Ⅲ两套保护均能断开故障点，但母线保护扩大了影响范围；方案Ⅳ为两套保护的死区，保护不能动作去除故障。故应承受方案Ⅰ。图2-23 电流互感器配置消灭保护死区示意图类型选择原则和影响的功能，则可按保护装置要求选用适当的互感器。330kV～1000kV的变压器和300MW及以上发电机变压器组差动保护用的TP类互感器。220kVP类、PRPX类电流互感器。220kV100MW～200MW发电机变压器组及大容量电动机差动保护用的电流互感器，暂态饱和问题及其影响后果相对较轻，PR类可限制剩磁影响，K

，alfKs

Kalf

/Kpcf

应依据实际状况和运行阅历确定：

100MW～200MW10。220kV2，参见IEEEStdC37.110-1996等〔4〕110kVP类互感器。高压母线差动保护用电流互感器的选择，由于母线故障时短路电流很大，而的力量。在工程应用中一般可按稳态短路电流或保护装置的要求选用适当的互感器。器组成的零序滤过器、专用的电缆式或母线式零序电流互感器。PR类电流互感器的应用说明PR10%的保护用电流互感器，P磁系数小于10%。在制定DL/T866-2023《电流互感器和电压互感器选择及计算导则》时，由于当时国内尚无制造PR条中规PR据统计，20233220kV线路故障纵差保护误动，从录波未饱和，以致在区外故障时消灭差流引起保护动作。因此，推举在建和扩建的220kV电压等级的发电厂、变电所工程中承受PR类电流互感器，建议首先在有纵差电流保护和距离保护的220kV及110kV系统中推广应用，并进而扩大到其他电压等级系统中应用。保护电流互感器性能校验I

pcf

时，其误差应在规定范围内。I

pcf

与I 之比称为保护校验系数Kpn

pcf

。I 按下pcf述原则确定：I

pcf

应按区内最严峻故障短路电流确定。对于过电流和距离等保护，应同时考虑下述两种状况：

pcf

I

。scmac在保护安装饰近处故障时，允许互感器误差超出规定值，但必需保证保护装置

pcf

I

scmac

和保护装置的类型、性能及动作速度等因素确定。I

pcf

应按区外最严峻故障短路电流确定。

pcf

I

scmac

；方向保护Ipcf

应为可能使方向元件误动的保护反方向故障流过电流互感器的最大短路电流Iscmac

而失去选择性。

pcf

宜按系统规划容量确定。P及PR电流互感器稳态性能计算P类〔包括PR类和PX类〕电流互感器，应用时，主要校验稳态短路状况下的准确限值系数能否满足保护要求。为计及暂态影响，必要时考虑适当暂态系数。一般选择验算在工程中选用电流互感器时，一般可按以下条件验算其性能和参数能否满足要求：电流互感器的额定准确限值一次电流I

pal

pcf

K暂态系数。

alf

KKs

pcf

K为用户规定的sRbn

R。b按上述条件选择的电流互感器可能尚有潜力未得到合理利用。在系统容量很大，而额定二次电流选用1AK

alf

不够但二次实际准确限值系数曲线验算，以便更合理的选用电流互感器，按二次极限电动势验算对于低漏磁电流互感器可按二次极限电动势进展验算：1〕P类电流互感器的额定二次极限电动势〔Esj

〕为〔二次负荷仅计及电阻：E Ksj

alf

I (Rsn

R ) ………〔2-9〕bn式中：K

alf

—准确限值系数；I —额定二次电流；snR —电流互感器二次绕组电阻；ctR —电流互感器额定负荷。bn上述各参数制造部门应在产品说明书中标明。继电保护动作性能校验要求的二次感应电动势〔Es

〕为：E KS

Ks

I (Rsn

R) 〔2-10〕b式中：K

pcf

6.4节；K 6.3节；sR —电流互感器实际二次负荷；b其它同公式〔2-9。E Esj s

………〔2-11〕KK′alfKalf2-24按负荷实际的误差曲线选择电流互感器要求：K” KK 其中KKs为给定暂态系数。0alfs pcf为保护校验系数，pcfRbbn假设制造厂供给的电流互感器不满足低漏磁特性要求，当提高准确限值一次电流时，互感器可能消灭局部饱和，不能承受上述二次K

，alf则应由制造厂供给由直接法试验求得的或经过误差修正后实际可用的准确限值系数K”alf

RRb

，从曲线上查出电流互感器的准确限值系数K” ，alf2-24。选择电流互感器的准确限值系数K

alf

应符合下式要求：中应包括二次绕组的电阻值。KKK s

(Rpcf

R)b

………〔2-12〕alfPX电流互感器稳态性能计算

(R R )ct bnPX电流互感器为低漏磁电流互感器，其准确性能由其励磁特性确定，励磁特性的Ek

可由下式计算：E K(Rk x ct

R )Ibn

………〔2-13〕式中K 为计算〔尺寸〕系数。x〔Ek

应大于继电保护动作性能要求的电流互感器二次感应电动势〔Es

Ek

E。sE的方法参见〔2-10〕式。s二次负荷计算的阻抗换算系数。保护用电流互感器二次负荷为Z K Zb rc r

KRRlc l

……〔2-14〕r

〔ΩR；rR—连接导线电阻〔Ω，参见〔2-15〕式；lR—接触电阻〔Ω0.05Ω0.1Ω；cK 2-8；lcK 2-8。rc电流互感器的二次负荷额定值〔S 〕可依据实际负荷需要选用2.5、5、7.5、10、bn15、20、30VA。在某些特别状况，也可选用更大的额定值。对保护用TP类电流互感Rb

表示。R：lR L 〔2-15〕l AL—电缆长度〔m；A —导线截面〔mm2.5mm2及以上截面积的铜导线；57[m/(Ω×mm2)]。保护用电流互感器在各种接线方式时不同的短路类型下的阻抗换算系数见表2-8。r02星形Zr表r02星形Zr电流互感器三相两相换单相经Y,d接线方式短路短路短路接地两相短路KKKKK KK Klcrclcrclc rclc rc单相21212 1三相星形11112 11 1两相Z＝22233两相差接2342三角形33332233Zr0＝012Zr0＝012121312-92-10列出一些典型状况的功耗供使用参考。表2-9 保护和自动装置电流回路功耗参考值保护或自动装置类型电流回路功耗〔VA〕电流元件1～保护或自动装置类型电流回路功耗〔VA〕电流元件1～15功率元件6～10/相电磁型〔EM〕阻抗元件负序电流元件15电流元件～1功率元件2/相整流型〔RT〕阻抗元件5/相负序电流元件2～5集成电路型〔IC〕全套≤1.0/相微机型〔DP〕全套≤1.0/相设备及其保护和自动装置类型设备及其保护和自动装置类型回路最大功耗〔VA〕设备及其保护和自动装置类型

回路最大功耗〔VA〕750kV、1000kV线路500kV线路220kV线路60～110kV线路10～35kV线路300～1000MW发电机100～200MW发电机50MW及以下发电机

主保护主保护主保护主保护主保护主保护主保护主保护

2〔DP〕2〔DP〕10〔R，〔IC，1〔D〕20〔R，〔IC，2〔D〕1〔EM，〔R，IC，〔D〕3〔EM，15〔R，〔IC，〔D〕1〔EM，〔R，IC，〔D〕2〔EM，10〔R，〔IC，〔D〕1〔EM〔R0.IC0.〔D〕2〔EM，10〔R，〔IC，〔D〕5R，1IC，1〔D〕60〔R，〔IC，3〔D〕2〔EM，〔R，IC，〔D〕3〔EM，50〔R，〔IC，〔D〕1〔EM，〔R，IC，〔D〕1〔EM，10〔R，〔IC，〔D〕注：EM——电磁型保护，RT——整流型保护，IC——集成电路型保护，DP——微机型保护注：据了解，目前已实施的750kV、1000kV线路保护均承受微机型保护，500kV线路相像，只是在软件功能上有改进。因此功耗值差异不大。保护电流互感器暂态性能计算TPP类保护用电流互感下则可能饱和而使其误差远超过允许值。TP类保护用电流互感器则要求在规定工作循环的暂态条件下保证规定的准确性。TP类电流互感器分级TP类电流互感器分以下级别并定义如下：TPS级：低漏磁电流互感器，其性能由二次励磁特性和匝数比误差限值规定，对剩磁无规定。TPX级：准确限值规定为在指定的暂态工作循环中的峰值瞬时误差ˆ，对剩磁无规定。TPY级：准确限值规定为在指定的暂态工作循环中的峰值瞬时误差ˆ，剩10％。TPZ单次通电时的峰值瞬时沟通重量误差〔ˆ 。无直流重量误差限值要求。剩磁通实际上ac可以无视。TP类电流互感器的参数标准值TP类电流互感器的特性要考虑短路电流中具有非周期重量的暂态状况。一般将暂〔周期重量〕和非对称电流重量〔非周期重量〕两局部，对称短路电流有关标准值如下：额定对称短路电流倍数〔K25、30、40、50。

ssc

psc

〕Ipn

Kssc

两者的乘积得出，此乘积Ith

值完全相等。额定对称短路短时热电流〔Ith

〕以kA方均根值表示的标准值为：6.3、8、10、12.5、16、20、25、31.5、40、50、63、80、100。P

pal

，Ipal

Ipn

K

alf

。准确限值系数系数〔或暂态面积系数〕K

alf

K K 。ssc tfTP类电流互感器的误差限值TPS级电流互感器的误差限值TPSPPXKn

，匝数比误差应不超过±0.25%。Eal励磁电流增大不超过100%。

不低于规定值，此电动势幅值增大10%时致使相应当有规定时，在励磁极限二次电动势下测得的励磁电流峰值应不超过规定值，假设Ith

10%。对于TPS，一般由用户规定额定等效二次极限电动势，通常如下表示：E Kal s

K (Rssc

R)Ib

……〔2-16〕Ks

Rct

由制造厂的设计确定，但在有些使用条件下，为了与其他设备相协作，可由客户提出其限值。TPX级、TPY级、TPZ级电流互感器的误差限值P类电流互感器的误差限值条件由综合误差规定。TP类电流互感器在暂态状况下下一般不是周期重量，只能用瞬时电流描述。瞬时误差电流或瞬时励磁电流为二次电流瞬时值〔is

〕与额定电流比〔Kn

〕的乘积和一次电流瞬时值〔ip

〕的差值，即：i Kii ns

…………………〔2-17〕在同时具有沟通误差重量〔iac

〕和直流误差重量〔idc

〕时，所含各重量分别表示如下：

i i

idc

(K

insac

ipac

)(K

insdc

ipdc

) …… 〔2-18〕〔总〕误差为规定的工作循环中的最大瞬时误差电流，表示为额定二次短路电流峰值的百分数：2I 1002I

(%) ………………〔2-19〕psc2I 1002I ac

(%) ……………〔2-20〕psc2-25示出依据实测误差曲线确定TPX、TPYTPZ的方法：aiˆεTPXεTPX,TPY:iˆcTPZ:iˆiˆ b2 ac图2-25 TP类电流b感器误差说acti

b2iˆac

ciˆaciˆdcRsn

R Rct

时，误差应不超过下表所列值。表2-11 TP类电流互感器误差限值%mincrad%±0.5±30±0.9ε=10±1±60±1.8ε=10±1180±185.3±0.6在额定一次电流下在准确限值条件下比值差在额定一次电流下在准确限值条件下比值差相位差最大峰值瞬时误差TPXTPYTPZTPYL相对较低，即Ts

相对较低。另一方面为准确传变非周期重量需要很大励磁电流。因此应留意校验暂态误差不超过限值，即励磁电流峰值不应超过稳态短路电流

峰值的psc10％。由DL/T866-2023电流互感器和电压互感器选择及计算导则可知，暂态误差为：

e2e2I /Kpsc

100Ktd%10% ……………〔2-21〕Tn sKtd

与二次回路时间常数Ts

TPY为满足暂态误差要求，其二次时间常数应满足：KT10Ktd td 〔2-22〕Ks 3.14TPZ电流互感器误差计算2-26所示。I I/K

I X Rp p n

ct cteTPZeE Z U Zb较大气隙，铁心的导磁率根本sesTPZ电流互感器的沟通N图2N-26,设无视励磁电阻，励磁电抗为1 2电流互感器 外接负荷jL。可直接推导如下：e

图2-26 电流互感器的等值电路E—二次励磁电动势

I/K—二次全电流sU—二次负荷压

p nI—二次电流s

j sI—一次电流

e2

…X

抗2〕p— p 1(T)2 ct —N 一次匝数1 N—二次匝数2

R 二次绕组电阻ctI—励磁电流e式中：KNt/T 匝数

Z—二次负荷阻抗〔包括二次设备及连接导线〕n 2 1 s

bZ—励磁阻抗e

I

T eT2S s p100% 1eT2Si I p IIs p则：

的相位差/2，当Ts

1很小，用弧度表示时，sin2

cos R R2R2Ls2s s

1 111T2s

……〔2-25〕按表2-11，在额定一次电流下的角误差为180min±18min或5.3crad±0.6crad，可由：T 1s

1 0.06s3140.053算出相应的二次时间常数Ts

60ms±6ms。TP类电流互感器的标准各级电流互感器的标准内容如下表所示。表2-12 TP类电流互感器标准内容电流互感器的级别额定一次电流Ipn额定二次电流Ipsf平额定短时热电流Ith额定动稳定电流Idyn标准承受的电流比Kn额定对称短路电流倍数Kssc规定的一次时间常数Tp工作循环单：t′，t′al

TPS××××××××－－

TPX××××××××××

TPY××××××××××

TPZ×××××××××－

说明标准双：t′,t′ t,，t″,al， frt″al额定二次负荷电阻R × × bn用户规定的暂态系数K × － s互感器二次绕组电阻R(校 × × ct正至…℃)*)

×－× 额定暂态面积系数Ktd额定二次时间常数Tsn×适用；－不适用

— × ×— －

× — 充标准电流互感器的级别电流互感器的级别TPSTPXTPYTPZ说明1：当客户期望获得设备与现有设备兼容时，在相协作的技术标准中可规定某些参数的限值，例如Ts或R，参见*)。但必需成认不同设计之间可能有些差异。ctTP类电流互感器的应用特点TPSTPX级电流互感器TPS继电器的复归时间，通常不明显受TPS电流互感器衰减特性的影响。适用于对复归时间要求严格的断路器失灵保护电流检测元件。TPXTPS级相像，只是对误差限值的规定不同。TPS级和TPXtt和TT状况下的CtO工作循环max p s中，暂态面积系数计算公式：TTK p s

t eTpeT

1

〔2-26〕可简化为：

td Tp

Ts

stK td

1epp

Tp1

〔2-27〕Ct”Otfr

Ct“O工作循环的暂态面积系数公式

t

tt“ TTfxfx

t

t“K

p seT

eT

sint”eT

p seT

eT

1 ……〔2-28〕td T

T p s

s

T p s p s p s 可简化为： t”

tt“

t“K T1eT sint”eTfxTpp

T1eT 1 〔2-29〕pptd p

s p 由于这类电流互感器二次时间常数Ts

tfr

铁心磁通衰减很有Ktd

TPS和TPX互感器不宜用于线路重合闸的状况。TPY级电流互感器C-O-C-O工作循环的准确限值，适用于承受重合闸的线路保护。在从饱和到剩磁TPS级或TPX级电流互感器相比，不宜用于断路器失灵保护。对于TPYKtd

可按〔2-26〕式或〔2-28〕式进行计算，工作循环有关参数可依据电力系统实际状况确定。但由〔2-22〕式确定的二次回路时间常数Ts

2-11提供额定二次负荷下的Ts

值。应用时可依据实际二次负荷进展修正，修正公式为T T R /R R。s sn ct bn ct bTPZ级电流互感器TPZ级电流互感器，剩磁可无视不计。严峻饱和后衰减的二次电流在最初阶段〔继电器返回时〕比相应的TPY级保持更高数值。这类互感器适用于仅反响沟通重量/保护和断路器失灵保护。对于TPZK0，铁心气隙较大，其导磁系数在规定工作循环r1/TTPZ的s180min±18min时，可求得T＝60ms±6ms。T，可由〔1-16〕式s或〔1-18〕式直接计算K 。td中压系统保护用电流互感器参数选择不断扩大和大机组的增多，发电厂厂用电和变电所中压〔3~10kV、35kV〕系统短路电流越来越大，而有些馈线工作电流却不大。例如600MW发电机组的厂用电系统，馈线最小负荷不过数十安培，而短路电流可能达40kA~50kA。电流互感器额定一次电流通200kW21.38A50kA，为避开饱和需选择变比为2500/5K1％左右。

alf

20的电流互感器，这造成实际二次电流仅为互感器额定值的一互感器厂三方先后在大连第一互感器厂高压试验基地和国家变压器质量监视检验中理可行的选择保护用电流互感器参数的方法。试验方案及试验结果分析试验方案和结果试验电流互感器承受工程实际应用的定型产品LZZBJ9-10，变比100/5，10P，准K

alf

1015V〔0.6Ω0.066Ω。试验继电器承受电磁型和微机保护，电磁型继电器为DL-12/100型，微机保护为四方公司产品生产的低压保护CSL216E。保护整定值二次电流为I 65A〔一次电流set＝1300A。试验时二次带额定负荷，功率因素分别为cos1或cos0.5。880A〔8.8倍额定电流〕13000A〔130倍额定电流

为实际一次电流值，”为实I1 2II2I0为差电流。表2-13 试验结果表序序实际试验电流(A)复合误过饱和继电保护动作状况号 差εcI (I”) ％

系数 电磁K= 型保

微机 型保 K2 2 I/s I 护 护 护K1 alf ncos11 884 15.6 872(43.6) 1.76 0.884 × × ×2

40.1

1266(63.3

3.15 1.2844 ) × × ×3 231 139

60.2 2.3122 2 ) √ √ √4 313 232

74.1 3.1366 4 ) √ √ √6 460 391

85.1 4.6022 8 8) √ √ √7 606 545

89.9 6.0666 4 8) √ √ √9 756 699

92.5 7.5666 2 0) √ √ √11 985 934

94.8 9.8522 2 6) √ √ √12 1303

2700(135) 96.5 13.0322 76 √ √ √cos0.513 313 153

48.98 6 ) 3.0 √ √ √14 459

1940(97) 61.70 2 4.35 √ √ √I1I1I1I2I2I0I01284A一次电流下波形 b) 2312A一次电流下波形I1I1I2II1I1I2I2I0I0图2-27 二次负荷功率因素为1时的试验波形图I1I1I2II1I1I2I2I0I0图2-28 二次负荷功率因素为0.5时的试验波形图试验结果分析始的暂态数据，可能有小的差异，但不会影响分析结论。1时的二次电流波形在负荷功率因数cos1i2

与i1饱和值后，磁通不再变化，二次感应电动势为零，二次电流i2

快速降到零，即电流半波的后面一局部被消去，至下一个半波又重复此过程。参看表2-14，过饱和系数增大时，虽然起始饱和角减小，但二次电流有效值并不减小而是增大的。0.5时的二次电流波形在负荷功率因数cos0.5状况下，当未饱和时，i2

与i根本同相位变化，当磁通达1到饱和后，不再产生二次感应电动势，但由于二次回路有电感，电流不能突变，i按回2路时间常数渐渐衰减。至下一个半波又重复此过程。参见表2-15。随着过饱和系数增大，二次电流有效值是增加的。保护动作状况微机保护和电磁型保护均在二次电流大于65A〔一次电流1300A〕13000Ａ〔1作。电流互感器特性分析〔切断角〕与一次电流幅值有关，对于一般的晶粒取向硅0，一次电流通过额定变比变换后与二次电流完全一样。饱和后，铁心2-29。磁通密度(B)磁动势(H)抱负磁化特性的电流互感器带不同负荷在不同饱和系数下的电流波形分析,当负荷功率因数cos12-30磁通密度(B)磁动势(H)图2-29 电流互感器抱负励 图2-30 负荷为纯电阻时的电流和负荷为纯电阻时，互感器的起始饱和角〔切断角〕tKs

有如下cost12/Ks。过饱和系数愈大时，切断角愈小，但实际上二次电流不会因过饱和系数增大而减小。Ks2-31所示：图2-31 二次负荷为纯电阻时，不同过饱和系数下的二次电流波形Ks

2-13所示。当Ks

增大，切断角减小，微机保护通过傅氏变换求得的基波值也是增加的。过饱和倍数Ks14/3248过饱和倍数Ks14/32481550s切断角ωtπ2π/3π/2π/30.23ππ/60.09π二次电 有效值11.21.411.772.052.553.35流 平均值1111111标么值 峰值11.3323.467.55.1414(以K＝1基波值11.1541.261.270为基准)549图2-32 电阻负荷不同过饱和系数时二次电流值负荷为纯电抗，功率因数为0时：互感器的起始饱和角〔切断角〕t与不同过饱1和系数K 的关系为：sin(t/2)1/K。同样可求出不同K 时的二次电流波形及电流s 1 s s2-15所示。当过饱和系数增大，切断角减小，但二次电流的有效值、平均值及基波值仍是增大的。1表2-15 二次负荷为电抗时不同过饱和系数时切断角及二次电流值1过饱和倍数K14/324816s未饱和局部ωtπ0.54π0.3330.1610.0800.040ππππ二次电有效值1.01.321.742.142.322.41流平均值1.01.171.311.441.511.57标么值峰值1.01.01.01.01.01.0(以K＝1基波值1.061.271.272s为基准)s为基准)电流互感器饱和对保护的一般影响通过试验和分析结果说明，互感器饱和时对不同构造和性能的继电保护有着不同的二次电流不会削减，能够保证保护牢靠动作。波形有效值〔波形能量〕或平均值〔波形面积36点。严峻饱和时测得的电流略有波动，但均能保证保护牢靠动作。微机保护在互感器深度饱和时的性能响。试验的样品是100/5、10P10电流互感器，额定准确限值电流K

alf

I 1000A，试n验说明实际到达1400A左右才开头饱和。使用不同采样频率的微机保护求得的结果如2-33所示。(A)2500202315003636布边界500

(A)0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213图2-33 不同采样频率的采样值离散分布图2-33的数据可得下述结果：当电流小于1300A，即互感器未饱和时，在同一电流下不同采样频率的采样值根本相等，误差不大。当电流大于2312A，即互感器饱和后，在同一电流下不同采样频率的采样值是采样频率高，离散度小；采样频率低，则离散度大。36点采样～12点采样，全部采样值均大于1300A。说K

alf

I 1000A，完全可以保证保护正确动作〔试验时保护整n定值为1300A，保护正确动作。在过饱和系数不很大〔如K 6.5〕的状况下，微机保护采样频率的影响有限，S不会影响保护的动作。中压电流互感器试验得出的结论通过试验争论，给试验样品电流互感器通过电流高达130倍额定电流〔K

alf13倍摸清了电流互感器在过饱和状态下的特性。电流增大未达互感器饱和水寻常，二次电流随一次电流变化，误差在规定范围内。当电流增大至互感器饱和后，复合误差严峻增大，且二次电流波形将发生严峻畸变，畸变状况与二次负荷特性有关。当负荷为纯电阻时，互感器饱和后二次电流快速降而是按回路时间常数衰减至零。随着过饱和系数增大，尽管二次电流波形畸变增大，但其有效值、平均值及〔如机电型、整流型，如整定值不超过互感器准确限值电流〔

alf

I ，即在互感器n饱和前能保证动作，则电流连续增大的过饱和状况下仍能保证保护牢靠动作。36点，能保证保护牢靠动作。当126.518点时，建议过饱和系数不超过13。这样在保护整定值不超过互感器准确限值时，可保证在互感器过饱和状况下保护动作要求，并留有足够裕度。如保护进一步实行措施，使其直接反响或近似反响二次电流有效值，则可不受采样频率的限制。中压电流互感器选择计算中压电流互感器准确限值系数选择原则按保证保护装置正确动作确定要求的互感器准确限值系数〔如6.3kV，10MVA以下〔如6kV，2023kW以下〕电流保护〔包括电流速断及过电流保护路电流时，互感器不消灭饱和，在短路电流很大状况下〔例如40kA～50kA，互感器参数很难满足要求。试验结果说明，只要互感器准确限值电流〔K

alf

I 〕大于保护最大整定电流〔例n如电流速断整定值，可保证保护正确动作，当短路电流进一步增大，即互感器消灭饱定互感器的准确限值系数，则一般电流互感器〔K

alf

15～20〕即可满足要求。依据实际负荷修正确定互感器准确限值系数定。即：

K

K Ralf

R bn

E E或IE E或IK” R RI K RRsl slnsn alf ctbsn alf ctbnalf

R Rct bIsn

—互感器额定二次电流；K —在实际负荷下的准确限值系数；alfKalf

—互感器的额定准确限值系数；R —互感器二次绕组电阻〔75℃；ctR —实际负荷，Ω；bR —互感器标定的额定负荷，Ω。bnK中压电流互感器选用参数建议

alf

K

alf

的两倍。问题。126.518点的保护，过饱和系数不13。如采样频率更高，则过饱和系数根本不受限制。6kV50kA31.5kAKalf

一样，但过饱和系数不同。表2-16 厂用负荷工程中互感器选用参数建议表保保互最大过饱和护感系数最大按保护裕建议互感 最 器负荷类型额定定值需度Ks二次器大选及容量电流要的系①②负荷变比 定 用(A)Kalf数(VA)值的(A)Kalf1000～300/4000/30152023kVA变183.54000 20压器或相当3300/05(4.2)(2.7)=13.4 5的其他负荷1315315～200/2200/2015800kVA5273.3 0 20器或相当的 0 8 (6.3)(4.0)200/1=115其他负荷注：1〕裕度系数为电流互感器选用的K与按保护定值需要的K之比。alf alf2〕50kA31.5kA3〕K2s注：上表为电流互感器参数选择的根本要求，在实际工程中，可依据具体情况对互感器参数进展微调。300MW600MW火力发电机组电流互感器型式和参数选择大型发电机组参数和构造特点研制，对电流互感器选择的不利因素是：大机组一次时间常数很大，为保证暂态不饱和，互感器的铁心面积和重量将Ktd

很大，可达20～50。大机组的电流互感器变比很大，二次线圈匝数高达15000～30000匝，线圈100Ω以上，发热较严峻。器的体积和重量不能过大。必需实行措施消退邻相电流影响。3～7倍，较高值对应于发电机端部1.25~1.42～5.5倍。K

ssc

不高。即使暂态面积系数K 要tdK

Kssc

大型发电机组电流互感器根本要求S级测量用电流互感器。对保护用电流互感器，关键问题为是否要求保证互感器暂态不饱和。当前发决饱和问题。300MW～600MW机组一般高压侧直接接于500kV系统。当前500kV系TP类电流互感器。考虑大机组的一次时间常数很大，引起互感器的暂态问题很严峻，以及为了和高压侧的TPY电流互感器特性协调协作，发电机低压侧的电流互感器宜承受满足暂态要求且有剩磁限值的TPY电流互感器或类似特机组差动保护不致因互感器暂态饱和而引起误动，在内部故障时不致因暂态饱和而拒性〔不误动。推举的电流互感器配置300MW发电机变压器组300MW2-342-352-34高压侧为220kV，双母线接线。图2-35高压侧为500kV，母线为一个半断路器接线。由两套一样500kV侧保护用电流互感器选用TPY220kVTPYF1点故障，以机组差动保护的安全性作为校验条件。600MW发电机变压器组〔发电机无断路器〕600MW发变组〔发电机无断路器〕主回路电流互感器配置如图2-36。如高压侧为双母线接线时，电流互感器配置可参见图2-34。继电保护配置由两组一样的发电机保护加变压器保护实现双重化，发电机保护和变压器保护共用发电机出口的电流互感器。高压侧保护用电流互感器选用TPY电流互感器。发电机中性点及机端的保护用电流互TPYF1600MW发电机变压器组〔发电机有断路器〕600MW发变组〔发电机有断路器〕主回路电流互感器配置如图2-37。发电机和变压器差动保护接于发电机出口电流互感器。高压侧保护用电流互感器选用TPY电流互感器。发电机中性点及机端的保护用电流互感器选择TPY电流互感器。发电机中性点F2点故障，以发电机差动保护的安F3点故障，以变压器差动保护的安全性作为校验条件。在发电机机端和变压器低压侧通常选用一样的电流互感器，应按F2、F3点F3点F2F3点进行校验。图2-34 300MW发电机变压器组(升压220kV)电流互感器配置图图2-35 300MW发电机变压器组(升压500kV)电流互感器配置图图2-36 600MW发电机变压器组〔发电机无断路器〕电流互感器配置图图2-37 600MW发电机变压器组〔发电机有断路器〕电流互感器配置图电流互感器参数计算300MW引起的暂态饱和影响，为此，应承受TPY电流互感器。在实际工程中需要对电流互感器技术标准提出以下要求：互感器一次额定电流〔额定一次电流〕I ；pn互感器二次额定电流〔额定二次电流〕I ；sn互感器稳态短路电流倍数〔额定对称短路电流倍数〔暂态〕

；ssc互感器一次时间常数〔规定的一次时间常数〕T；p规定的工作循环；互感器误差限值〔一般可按标准值，此处宜依据发电机保护要求提出；二次负荷〔电阻〕R。b另外，还有几个与电流互感器暂态特性亲热相关的参数：二次时间常数T；s暂态面积系数K ；td互感器二次绕组电阻值R 。ct为验算电流互感器性能之用。计算是依据300MW～600MW的实际参数和与电力系统的连接方式及有关参数，求出互感器的有关参数。除了发电机电压侧电流互感器外，对于300MW机组还计算高220kV、500kV电流互感器的有关参数。确定的有关参数，本计算也提出了供参考的数值。原始参数300MW、600MW2-19。300MW、600MW2-20。350kA667MVA为基准3

×525×50/667＝68.16。10100ms80msC-100ms-O或C-80ms-O。断路器失灵，工作循环为C-280ms-O；单相重合闸，工作循环为C-100ms-O-800ms-C-100ms-O。对于发电机-变压器组升压到220kV、500kV及以上电压等级，要考虑线路单相重Y/d58K

可降低。ssc电流互感器二次回路时间常数Ts

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。此处设定Ts2s进展计算。稳态短路计算

的初步值为300MW600MWF1点短路时通过机组的短路电流校验电流互感器的特性。F1点稳态短路电流标么值〔以发电机容量为基准〕 Iscp.u

1/X“d

K XG/T

X

〔以变压器容量为基准，TK 为发电机容量与变压器容量之比。G/T600MWF2F3点短路时通过电流互感器一次的电流校验其特性。F2点短路时通过机端电流互感器的稳态短路电流标么值〔以

sc

p.u

1/X“；F3点短路通过机端电流互感器的稳态短路电流d 标么值〔以发电机容量为基准〕为I

sc

p.u

1/X“s

K XG/T

Xs

为系统阻抗，包括本厂其它机组。系统总短路容量标么值为68.16。除去本机组供给的短路容量外，其余容量为68.161/

X“Kd

XG/T

,s

1/68.161

d

KG/T

。Ktd

归算到以电流互感器一次电流为基准的标么值。Ktd为发电机额定电流与电流互感器一次电流之比。暂态特性计算一次回路时间常数Tp

和二次回路时间常数Ts

，可按下式求出暂态面积系数：C-t-O工作循环为：TT

t tK p s

eTpeT1 〔2-31〕td Tp

T ss对于Ct”Otfr

Ct“O工作循环为：

t

tfrt“ TT

t

t“K

p seT

eT

sint”e T

p seT

eT

1 …td T

T p s

s

T p s p s p s 〔2-32〕暂态误差计算对于TPY电流互感器还需要验算其暂态误差〔100Ktd

s

〕虑到发电机和变压器保护的简单性和电流畸变的敏感性，对于一般工作循环-80ms/100ms-O5-280ms-O和Ct”OtfrCt“O10％。计算结果按上述原始参数及计算方法，计算的结果见表2-17。表2-17 电流互感器参数选择计算结果表容量F1I为基pn F2

300MW3.45

600MW 说明2.944.76准的短路电流倍数F3稳态电流 K〔发电机I/电流互感ct pn计算 器I〕

0.68(0.59)

6.900.77

—300MW机组机端一般无断路F2F3pnF1 2.35(2.04)以电流互感器IF2pnF2为基准的短路电Kssc F3

2.263.675.31

—括号内为220kV相应数值暂态面积系数Ktd计算

F1故障的计算结果。对于F2F3Tp

虽有差%

适用。F1F2KKssc tdF3

括号内数值220kV器相应值在开关失灵的Kssc

仅为高压o.58×KK F1ssc td

0.58TpTp(s)0.2640.264Ts(s)22C-100ms-O26.526.5C-80ms-O22.222.2C-280ms-O51.051.0C-100ms-O-800ms-C-100ms-042.742.7C-100ms-O4.224.22C-80ms-O3.383.38C-280ms-O8.128.12C-100ms-O-800ms-C-100ms-06.806.80C-100ms-O62.3(54.1)59.9C-80ms-O52.2(45.3)50.2C-100ms-O97.3C-80ms-O81.3C-100ms-O140.7C-80ms-O117.9C-280ms-O69.5(60.3)66.9C-100ms-O-800ms-C-100ms-058.2(50.5)56.0F1故障考虑两种工作循环：C-100ms-O及C-100ms-O-800ms-C-100ms-O。F3C-100ms-O10％。两K

ssc

Ktd

K

K 值。ssc td但断路器失灵是极少发生的故障，可以不作为选择电流互感器参数的条件。据此，推举2-18Ktd及Ts容量〔MW〕发电机端有无断路器300 600无 无有电流互感器变比15000/5 25000/5容量〔MW〕发电机端有无断路器300 600无 无有电流互感器变比15000/5 25000/525000/5校验故障点F1 F1 F1F3稳态短路电流倍数Kssc2.35 2.26 2.265.31一次时间常数T(ms)p264 264 264258C-100ms-OC-100ms-O-800ms-C-100ms-O－二次时间常数T〔s〕s>2 >2 >2>2K①td26.5 26.5 26.526.5②42.7 42.7 42.7－暂态误差％<10 <10 <10<10暂态总倍数①62.3 59.9 59.9140.70.58KK②ssc td58.2 56.0 56.0－I〔kA〕th150 250250二次额定负荷〔VA〕50(10) 50(10)50(10)R(Ω)ct额定 额定功 容量生产厂家率MW MVA东方电机厂 300 353上海电机厂 300 353由制造厂确定表2-19 发电机参数额次暂功率 定 额定 定子电 态电因数 电 电流 阻 抗压coskV A X ms0.85 20 10190 0.0021267.715.580.00260.85 20 10189 16 220.32备备注d0.00220.0022哈尔滨电机厂3003530.85201019015.5245.28北京重型电机388.0.0021330 0.85 20 11200 15.5 231.7厂290.0017东方电机厂6006670.9221749518.26237.280.0015上海电机厂6006670.9201924520.5259.210.0014哈尔滨电机厂6006670.9201924521.66277.59表2-20 变压器参数变压器生产厂家 容量

额定电压

阻抗 负载 一次时间电压 损耗 常数 备注MVA kV

U kW msk

370370370

242/20 242/20 242/20

640670670

257.6246.1246.1厂ABB厂沈阳变压器厂保定变压器厂西安变压器厂厂ABB厂

37037032403240324032403240

242/20 14 730 225.9242/20 14 700 235.5143470227.614143470227.6143415257.7143419255.3143519206.1143420254.60525/3/20525/3/20525/3/20525/3/20变压器生产厂家 容量

额定电压

阻抗 负载 一次时间电压 损耗 常数 备注MVA kV

U kW msk沈阳变压器厂720525/20141440222.8保定变压器厂720525/20141260254.6西安变压器厂720525/20141282250.3常州东芝变压器720525/20141341239.3厂ABB720525/20141250256.7厂保定变压器厂西安变压器厂厂ABB厂

3250325032503250

550/3/213.5313.53410262.013.53400268.613.53495217.013.53382281.2550/3/22550/3/22550/3/221000MW发电机变压器组电流互感器型式和参数选择由于电力系统的快速进展，1000MW 级的发电机组已开头广泛使用由于机组容量选择满足系统性能要求，并便于安装的1000MW保护用电流互感器，就成为当前的紧迫任务。保护用电流互感器型式和参数选择保护用电流互感器选型原则考虑到1000MW机组的下述特点，主保护用电流互感器应承受具备暂态性能的TPY型。态条件下正确传变短路电流至二次回路，以严格保证机组保护装置正确动作。具有很大的非周期重量衰减时间常数，达300ms以上，严峻影响互感器传变性能。DL/T866-2023300MWTPY型。确定TPY电流互感器的主要参数是的非周期重量衰减时间常数、工作电流循环方式、和对称短路电流倍数。1000MW机组的非周期重量衰减时间常数短路非周期重量衰减时间常数Ta

L/RL/RX/2fRX/314R。依据对已设计投产的1000MW工程的主设备参数，计算出非周期重量衰减时间常数T从277～326msTa

Ktd

的影响。暂设Ts

2s，T T：a以暂态工作循环①C-100ms-O正常故障切除和②C-280ms-O断路器失灵保护考2-21。表2-21 暂态面积系数表T〔s〕0.2850.290.300.310.340.35a系数Ktd

①C-100ms-O②C-280ms-O

26.8 26.927.027.127.527.652.7 53.053.854.556.457.0可以看出，Ta1000MW的实际非周期重量衰减时间常数范围内对Ktd影响不大<5。因此发电机及发变组非周期重量衰减时间常数均取较大的，能根本掩盖全部机组的参数，取Ta

0.35s。各种给定工作循环的暂态面积系数的准确性，即保持准确性时间与通电时间一样。设Tp能的〕给定工作循环的暂态面积系数如表2-22：

T 0.35s，Ta

2s。各种〔可工作循环名称表达式暂态面积系数Ktd0.8s〕工作循环名称表达式暂态面积系数Ktd0.8s〕/326.1断路器失灵保护只考虑一相拒动C-100ms+[180ms-O]/352.0单相重合闸，重合于三相故障[C-100ms-O-800ms]/C-100ms-O3+38.6正常故障切除C-100ms-O27.6近区故障切除C-80ms-O23.0断路器失灵保护C-280ms-O57.00.5s〕C-100ms-O-500ms-C-100ms-O48.1正常单相重合闸〔断电时[C-100ms-O-800ms-C-100ms-O]说明：故障切除时间正常取100ms，近区故障取80ms。实际上在超高压系统，切除100ms。近区故障的时间也能掩盖在内。发电机出口确定制止三相重合闸，单相重合闸原则上可以允许，但重合于三相重合于故障时的单相电流通过/d变压器d侧相电流为Y侧相电流的1/ 3使

Kssc td降低至其1/ 3，故其K

Kssc

一般不超过正常故障切除的相应值。断路器失灵的概率虽然很低，但还是可能的然而断路器失灵保护动作的K 较td体积和费用，考虑到TPY互感器通常会有肯定的裕度，例如TPY互感器考虑短路电流100％偏移，这种状况发生于电压过零时故障，而通常故障发生在电压到达峰值前40o以内，电流偏移可能降低到cos90400.65以内。C-100ms-O，这可以根本掩盖除断路器失灵之外的各种工作循环。至于断路器失灵建议不考虑。电流互感器额定一次电流950～1000MW额定一次电流约为22581～23950A。电流互感器额定一次电流考虑满足发电机最大连续出力要求，取：I 1.2I ，Ipn p

1.2〔22581～23950〕＝27097～28740A。Ipn

30000A。K

ssc

确实定2-38所示。FF3F2F1321图2-38 发电机和变压器保护配置及用于校验外部故障图1F1保护不应误2F23F3保护不F1故障。F1发电机阻抗XG＝0.17～0.214，变压器阻抗XT＝0.18～0.20，取较小值可得最大短路电流。以邹县为例：Kssc

2.923949/300002.3。F2发电机阻抗XG＝0.17~0.214，取较小值：K 5.923949/300004.7。sscK

Kssc

确实定K 按正常故障切除，K 27.6；td td发变组外部故障K 2.3，K K 63.5；ssc ssc td发电机出口故障K 4.7，K K 130。ssc ssc td为了便于比较参考，现将其它工作循环下的总暂态倍数列于表2-23。表中还列入电流互感器一次电流为28000A的有关数据。此时，发变组外部故障的K 2.5，发电ssc机出口故障的K 5.0。ssc故障类型及Kssc发变组外部故障F1发电机出口故障暂态工作循环故障类型及Kssc发变组外部故障F1发电机出口故障暂态工作循环F2K=2.3sscKssc=2.5Kssc=4.7Kssc=5.0正常故障切除63.569.0130138近区故障切除52.957.5108115断路器失灵保护考虑三相拒动131143268285正常三相重合闸111120正常单相重合闸60.065.3断路器失灵保护只考虑一相拒动120130245260单相重合闸重合于三相故障88.896.5保护用电流互感器参数选择结果电流互感器额定电流取30000A。发电机、主变和发变组短路电流非周期重量衰减时间常数，在1000MW的参数范围内对结果影响不显着，取能根本掩盖全部机组的参数T 0.35s。p工作循环取正常故障切除，C-100ms-O，Ktd

27.6。不考虑断路器失灵故障。K

ssc

KK

K ：ssc tdKK建议的电流互感器配置方案1

sscssc

2.3，K，K

Kssc Kssc

63.5；130。～CT4CT50.2S测CT35P30CT2TPY0.2SCT60.2SCT7TPYCT1TPYCT8TPY发电机中性点侧和出线侧每相配置4组电流互感器，变比30000/5，其中两组为～CT4CT50.2S测CT35P30CT2TPY0.2SCT60.2SCT7TPYCT1TPYCT8TPY图2-39 发电机中性点侧和出线侧每相配置4组电流互感器24个电流互感器有困难，可考虑每相32~3组电流互感器。2-40。～2-40发电CT2CT3

和出线侧每相配置

3组电流互感器3

0.2S测 0.2S测TPYCT2TPYCT1TPY

CT5TPYCT6TPY1TPY25A2-41。～～CT2.20.2量CT5.20.2CT2.15P30CT5.10.2SCT1.2TPYCT1.1TPYCT6.2TPYCT6.1TPY2-41发电机中性点侧和出线侧每相配置2各方案发电机套管电流互感器的具体参数各方案发电机套管电流互感器的具体参数见表2-24。2-24电流互感器的具体参数表〔建议值〕方案方案CT1CT1.1130000/530000/5TPY,50VA——230000/530000/5TPY,50VA——430000/130000/25TPY,50VA25/1,TPY,10VACT1.2————25/1,TPY,10VACT2CT2.130000/5TPY,50VA——30000/5TPY,50VA——30000/2550VA25/1,5P30,10VACT2.2————25/1,0.2,10VACT330000/55P30,