·应用研究·
继电保护抗饱和能力的研究与应用
石小英
（大同供电分公司城区支公司大网037005）
数字技术与应用
摘要：随着接入电力系统的大机短的增多和电网建设的加强，电力系统的短路客量不断增加。在电力系统中，单台主设备客量选选小于系统短路客量的情况越来越多，特是高压启动/各用变压是（尚称起备变下间），高压厂用走压恶和高压并联电找器等。在这惑主设备出口路时一有多个电源提供短路电流，为避免电流互易器（调称CT下同)饱和，CT需要按熙放障时通过互离器的最大短路电流不应超过其准确限值电流来选择，但是达特导致实际二次电流过小，保护整定围难，面至感器的体积过大，安策图难且成本高。差按照主设备额定客量来选择CT，由于区内出口政障时短路电流可能到达CT的额定电流的100倍以上，会造成CT严重地和，此时能否确保继电保护正确动作，成为继电保护工作者关心的网题，
关键词：电流互高器变比抗饱和
中图分类号：TM92
文献标识码：A
引言
若按照故障时通过互感器的最大短路电流不应超过其准确限值电流来选择，不但设备投资成本过高，更重要的是会造成继电保护整定围难和主设备内部故障保护灵敏度不足，若按照主设备额定容量来选择，则又会造成内部出口故障时电流互感器严重饱和，需要对此时的保护性能进行详细分析。本文通过实验和理论分析的方法研究了内部故障电流互感器深度炮和时的继电保护性能，并在此基础上给出了解决上述问题的电流互感器选择方案。
大电流下影响保护的因索分析当被保护元件区内故障，而且短路电流远远大于C T的准确限值电流时，继电保护是否能正确动作？回答这一问题时需要涉及到一次系统，CT特性，CT二次负担.保护装置原理以及保护定值整定等诸多因索，现将这些因素逐一进行分析总结，并对实验现象进行解释。
1,CT特性以及过饱和系数的影响
考虑CT带纯电阻性负担，不同过和系数Ksa时的二次电流波形，其中K.=/(K×Im),Isc为一次短路电流，K，为互感器的准确限值系数，1.为互感器的一次额定电流。从中可以看出，提高互感器的准确限值系数有利于增大互感器的起始饱和角。另外K，恒定时，随着一次电流的增加， K，增加，起始饱和角下降但电流的峰值增大，二次电流与横轴包圈的面积不变，说明饱和后二次电流不会为零，而是一个相当大的值，另外，从互感器VA特性试验也可以说明CT饱和后二次电流不会为零。试验可以发现电流互感器彻底饱和时，二次绕组输出的电动势并不是0，而是维持在某一个数值，该数值一般为拐点电压的1.5倍。二次的负担小于额定负担时，这个二次电动势产生的电流不会为零，而是大于准确限值电流的某一个值，
2、衰减非周期分量的影响
故障电流中存在按一次系统衰减时间常数衰减的非周期分量，很大一部分衰减非周期分量会流人互感器的励磁回路，这是造成电流互感器饱和的主要原因之一，另外，互感器二次同样会产生衰减非周期分量，对
万方数据
文章编号：1007-9416(2010)11-0051-01
保护装置内的小电流变换器产生影响，
为使区外故障的暂态过程中不饱和，选择互感器时必须考虑暂态系数K，，这与一次时间常数和二次时间常数有关，互感器在 C-O循环中的暂督态系数可按(1)式进行分析计算：
式中：T。为一次时间常数， T,为二次时间常数。
(-。)
K,s
,-r
sin ax
3,CT二次回路负担的影响
微机保护交流回路功耗小于1VA/相，一般可以忽略，互感器的主要二次负担为电算的电阻分量，可以等效为纯电阻负担，
通过本次试验可以看出，CT二次负担的大小对最终保护是否动作有决定性影响。当CT二次负担接近于零，在很大的一次电流下CT都没有饱和，保护可靠动作，当CT 二次负担在合理的范围内时，即使CT存在饱和，差动速断可以可靠动作，当CT二次负担远大于额定值时，CT饱和后流人保护装置的电流明显减小，出现了故障时保护无法动作的情况，
5P级电流互感器漏磁小，互感器准确限值系数与负荷的关系可以用二次极限感应电动势相等来确定，即：
L,K (R,+R)= LK(R+R) 由此得出
K(R,+R_)
Kr
R, +R,
式中：I-互感器额定二次电流
K-在实际二次负荷下的准确限值系数
K.-互感器的额定准确限值系数 R,t-互感器二次烧组电阻(7>C） R，一实际负荷，0
R~互感器标定的额定负荷，0
可以看出降低互感器的二次负担相当于提高了折算后的准确限值系数，这对保护的动作情况具有决定性影响。注意微机保护交流功耗很小，计算时必须考虑互感器二次绕组电阻Rct，
4、保护装样事的影革
保护装置采样率对计算结果有一定影响，每周期采样18点的保护，过饱和系数不
超过13.如采样频率更高.则过炮和系数基本不受限制。目前常见的微机保护采样率一般为24点，可以满足要求，
5.保护装置内部小CT的影响从试验结果可以看出，当互感器二次电流远大于保护装置的测量范围时，巨大的非周期分量流过保护装置内部的小电流变换器（尚称小CT)时，会造成小CT的饱和，
试验中发现当非周期分量较小时，即使交流分量超过小CT测量范图的5倍以上，仍然可以正确传变，当非周期分量很大时，小 CT发生饱和，二次波形发生畸变，但小CT 二次信号是足够大的，部分点已经超过了A/D采集的范围，出现了削顶现象。小CT炮和后保护仍然可以正确动作，这一点与一次 CT的饱和类似。
6、模数转换（A/D)范围的影响模数转换(A/D)的作用是将5V~+5V
的模拟信号按照一定的间隔采样，转换为C PU能够识别的数字信号.当输人信号大于+ 5V时按+5V转换，当输人号小于-5V时按-5V转换。过饱和系数较大时，互感器二次的电流峰值很大，但到了A/D转换环节会被截止到+/-5V。
结语：
针对小容量主设备接人大容量系统时的CT与继电保护配合间题，根据上述的实验数据和理论分析可以得出如下结论：1)当故障电流远大于CT准确限值电流时，CT饱和后二次电流基波值不会为而是会大于 CT二次的准确限值电流，2)保护装置电流测量有一定的范围，当流入保护装置的电流瞬时值大于A/D转换范围时将出现削顶现象，此时的样值会截止到A/D转换的正最大或负最大值，3)受暂态过程中非周期分量和铁芯制磁以及保护装置测景范固的影响，大电流下保护感受的基波电流可能低于CT 的准确限值电流。4)CT严重饱和后变压器带谐波制动的比率差动保护可能被闭锁，但无任何闭锁条件的差动逆新保护只要到达定值就可以可靠动作，
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