電流互感器的準(zhǔn)確級次可以從設(shè)備的銘牌看出,也可以用儀器測得,測量的方法是測量在規(guī)定的二次負(fù)荷變化范圍內(nèi),一次電流為額定值時(shí)的最大電流誤差。
準(zhǔn)確級與測量數(shù)據(jù)的對照:
電流互感器的準(zhǔn)確級:電流互感器根據(jù)測量誤差的大小可劃分為不同的準(zhǔn)確級。準(zhǔn)確級是指在規(guī)定的二次負(fù)荷變化范圍內(nèi),一次電流為額定值時(shí)的最大電流誤差。
對于保護(hù)用電流互感器的要求與測量用電流互感器有所不同。保護(hù)用電流互感器主要工作在系統(tǒng)短路時(shí),因此在額定一次電流范圍內(nèi)的準(zhǔn)確度要求不如測量級高,為3~5級也可滿足要求,但在可能出現(xiàn)的短路電流范圍內(nèi),則要求電流互感器能夠準(zhǔn)確地將一次回路電流信息傳送給保護(hù)裝置,保證必要的準(zhǔn)確度。保護(hù)用電流互感器的誤差主要是由鐵芯飽和造成的。
保護(hù)用電流互感器按用途可分為穩(wěn)態(tài)保護(hù)用(p)和暫態(tài)保護(hù)用(tp)兩類。穩(wěn)態(tài)保護(hù)用電流互感器應(yīng)用比較廣泛,它是按穩(wěn)態(tài)條件設(shè)計(jì)的,不考慮暫態(tài)飽和問題,可按通過互感器的最大穩(wěn)態(tài)短路電流選用電流互感器。由于在短路過程中電流關(guān)系復(fù)雜,故穩(wěn)態(tài)保護(hù)用電流互感器的準(zhǔn)確級常用在規(guī)定的一次短路電流下,其允許的最大復(fù)合誤差百分?jǐn)?shù)來標(biāo)稱,有5p和10p兩種準(zhǔn)確級,p表示保護(hù)用。能夠使保護(hù)用電流互感器復(fù)合誤差不超過限值的最大一次電流稱為額定準(zhǔn)確限值一次電流。在表示穩(wěn)態(tài)保護(hù)用電流互感器的準(zhǔn)確級時(shí),一般將準(zhǔn)確限值系數(shù)一并給出。所謂準(zhǔn)確限值系數(shù)是指額定準(zhǔn)確限值一次電流與額定一次電流的比值。例如5p20,表示該保護(hù)用電流互感器的準(zhǔn)確級為5p,只要一次側(cè)流過的最大電流不超過一次額定電流的20倍,其復(fù)合誤差就不會(huì)超過5%。一般情況下,對于220kv及以下的電力系統(tǒng)的保護(hù)用電流互感器選用p級即可滿足要求。穩(wěn)態(tài)保護(hù)用電流互感器的準(zhǔn)確級和誤差限值見表3-2,表中負(fù)荷的功率因數(shù)為0.8(滯后)。
表 穩(wěn)態(tài)保護(hù)用電流互感器的準(zhǔn)確級和誤差限值
對于500kv等超高壓系統(tǒng),一方面短路電流不但幅值增大,而且由于系統(tǒng)時(shí)間常數(shù)增大,短路電流中非周期分量衰減變慢,短路電流的持續(xù)時(shí)間加長;另一方面,隨著系統(tǒng)容量的擴(kuò)大,為了減輕故障電流的危害,要求縮短保護(hù)的動(dòng)作時(shí)間,系統(tǒng)的主保護(hù)可能在故障的暫態(tài)過程中動(dòng)作,因此要求選用能在暫態(tài)過程中準(zhǔn)確工作的暫態(tài)保護(hù)用電流互感器。暫態(tài)保護(hù)用電流互感器采取一些特殊措施(如增大鐵芯截面,鐵芯設(shè)置非磁性間隙,選擇飽和倍數(shù)高的磁性材料等),使電流互感器在最嚴(yán)重的暫態(tài)條件下不飽和,二次電流誤差在規(guī)定范圍內(nèi)。它包括tps、tpx、tpy、tpz等類型。tps級電流互感器是低漏磁型的,其鐵芯不設(shè)非磁性間隙,鐵芯截面比穩(wěn)態(tài)保護(hù)級的截面大得不多,適用于對互感器變比和勵(lì)磁特性有嚴(yán)格要求的情況,如高阻抗母線保護(hù)等,其準(zhǔn)確級的誤差限值由匝數(shù)比誤差和二次勵(lì)磁特性確定,即匝數(shù)比誤差不得超過0. 20%,勵(lì)磁特性的二次極限電壓不低于規(guī)定值,此電壓幅值增大10%時(shí)致使相應(yīng)勵(lì)磁電流增大不超過100%。tpx級電流互感器的鐵芯也不設(shè)非磁性間隙,在同樣的條件下與tpy、tpz級的相比,鐵芯暫態(tài)面積系數(shù)要大得多。tpy級電流互感器的鐵芯中設(shè)有非磁性間隙,非磁性間隙長度較短。穩(wěn)態(tài)保護(hù)用電流互感器的誤差限值條件由復(fù)合誤差規(guī)定。但對于tpx、tpy級的暫態(tài)保護(hù)用電流互感器來說,由于同時(shí)具有周期分量和非周期分量,只能用瞬時(shí)電流描述,所以其準(zhǔn)確級的誤差限值規(guī)定為峰值瞬時(shí)誤差。tpz級電流互感器鐵芯中的非磁性間隙尺寸較大,鐵芯的磁導(dǎo)率基本恒定,鐵芯磁化曲線線性度好,對交流分量的傳變性能好,能保證交流分量的誤差,但不能保證非周期分量和低頻分量的誤差,所以一般不用于主設(shè)備保護(hù)和斷路器失靈保護(hù)。tpz級電流互感器準(zhǔn)確級的誤差限值規(guī)定為交流分量峰值瞬時(shí)誤差。
測量用電流互感器和保護(hù)用電流互感器這兩類電流互感器的工作范圍和性能差別很大,一般不用同一個(gè)電流互感器同時(shí)實(shí)現(xiàn)測量和保護(hù)功能,但在同一回路中,往往需要數(shù)量很多的電流互感器,為了節(jié)約材料和投資,在高壓電流互感器中,可將多個(gè)沒有磁聯(lián)系的獨(dú)立鐵芯和二次繞組組裝在一組電流互感器內(nèi),一次繞組同時(shí)穿過多個(gè)鐵芯,分別實(shí)現(xiàn)測量和保護(hù)功能。例如10~35kv的電流互感器有兩個(gè)二次繞組,63~110kv有3~5個(gè)二次繞組,220kv及以上有4~7個(gè)二次繞組。