1 引言
應(yīng)用在電力系統(tǒng)測量和計量系統(tǒng)中的電流互感器在安裝時需要合理地選擇其參數(shù),配置電流互感器時除了需要考慮其類型、二次繞組數(shù)量以及滿足繼電保護(hù)自動裝置和儀表準(zhǔn)確級的要求外,其二次參數(shù)的選擇也尤為重要。
2 電流互感器二次參數(shù)選擇的原則
2.1 電流互感器二次電流的選擇
電流互感器的額定電流(Isn)有1A和5A兩類。
2.2 電流互感器的二次負(fù)荷選擇
電流互感器的負(fù)荷是指其二次回路所接的阻抗Zb,用歐姆和功率因數(shù)表示。負(fù)荷可用視在功率的伏安值表示,它是在額定電流和規(guī)定功率因數(shù)下所吸取的視在功率Sb。電流互感器二次阻抗和視在功率的關(guān)系為
測量用電流互感器二次負(fù)荷過大或過小都有可能造成測量誤差。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:保證測量電流互感器的準(zhǔn)確級,其實際連接二次負(fù)荷值(Zb或Sb)不應(yīng)超出下表規(guī)定的范圍
表一 測量用電流互感器二次負(fù)荷范圍
儀表準(zhǔn)確級 |
二次負(fù)荷范圍 |
0.1、0.2、0.5、1 |
25%---100%額定負(fù)荷 |
0.2S、0.5S |
25%---100%額定負(fù)荷 |
3、5 |
50%---100%額定負(fù)荷 |
2.3 電流互感器二次負(fù)荷的計算方法
電流互感器負(fù)荷通常由兩部分組成:一部分是所連接的測量儀表和保護(hù)裝置,另一部分是連接導(dǎo)線,
Zm----------儀表電流線圈的阻抗,Ω;
Z1-----------連接導(dǎo)線單程的阻抗,一般忽略電抗,僅計及電阻,Ω;
RC-----------接觸電阻,一般為0.05-0.1Ω;
KmC--------儀表接線的阻抗換算系數(shù);
Kic------連接線的阻抗換算系數(shù)。
通常一些典型儀表的功耗使用參考值如表二:
表二 常用測量儀表電流回路功耗參考值
儀表類型 |
負(fù)荷值(VA) |
|
電流表 |
--0.7 |
機(jī)電式儀表 |
功率表 |
有功功率表 |
0.5--1 |
無功功率表 |
0.5--1 |
有功電能表 |
0.5 |
6 |
1.0 |
4 |
2.0 |
2.5 |
無功電能表 |
直通式 |
5 |
經(jīng)互感器接通式 |
2.5 |
電子式儀表 |
0.2--1 |
而連接導(dǎo)線的阻抗,一般情況在忽略導(dǎo)線電感僅計其電阻時為
L------電纜長度,m;
A------導(dǎo)線截面,電流回路采用2.5mm2及以上截面積的銅導(dǎo)線,mm2;
γ----電導(dǎo)系數(shù),銅取57,m/(Ω╳ mm2).
3 事故現(xiàn)象分析及處理
3.1 事故現(xiàn)象
我單位某冷卻裝置啟用備用高壓開關(guān)柜控制兩臺高壓冷水泵電機(jī)。原高壓柜上電流互感器的額定容量為50VA,二次電流為5A,新敷設(shè)電流回路電纜為銅芯,截面積為2.5mm2;為了監(jiān)控方便,分別在電機(jī)旁邊的操作柱上、距電機(jī)直線距離約30米的控制室各安裝了一塊1.5級的電流表,并在距電機(jī)電纜距離200米的高配室安裝了一塊1.5級的電能表進(jìn)行電能計量。
電機(jī)額定功率為280KW,額定電流為32.2A,投運(yùn)帶負(fù)荷后,操作柱上電流表指示值為31A,控制室內(nèi)電流表指示值為25A,安裝在高配室的電能表電流顯示經(jīng)過換算后為25A,以上各處的電流示值出現(xiàn)了6A的差值。
3.2 事故分析
兩臺高壓電機(jī)電流測量回路的接線原理如(圖1):
按照上面的電流回路接線原理圖,通,F(xiàn)場的表計應(yīng)按如下安裝圖接線:(圖2)
為了查明故障原因,我們對測量回路進(jìn)行了查線,查線后發(fā)現(xiàn)兩塊電流表的安裝接線與圖(2)的接線方式有所不同,實際電流回路接線如圖(3)所示:
從圖(3)實際接線圖可以看出:實際接線所用的電纜長度比圖(2)長很多。為了驗證儀表測量誤差可能是由于二次回路阻抗過大引起的,我們對整個二次回路的阻抗進(jìn)行了計算。首先根據(jù)公式(1)計算出開關(guān)柜電流互感器允許的二次負(fù)載阻抗 ,
再根據(jù)公式(3)計算實際電流回路接線連接導(dǎo)線的阻抗為
計算顯示:在暫且忽略測量儀表功耗及接觸電阻的情況下,實際電流回路接線過程中的二次負(fù)載阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了電流互感器額定容量允許的二次負(fù)荷值,證實了我們的猜測。
3.3 事故處理
在不更換電流互感器和電纜的條件下,我們采用了如下方法減少電流互感器二次負(fù)載阻抗,首先將電流測量回路按圖(4)進(jìn)行了改接線:
再根據(jù)公式(3)重新計算A相電流互感器的實際接線中連接導(dǎo)線的阻抗為
計算C相電流互感器的實際接線連接導(dǎo)線的阻抗為
忽略表(2)中測量儀表電流回路功耗及接觸電阻后,電流回路二次負(fù)載阻抗仍大于允許值。同理,根據(jù)公式(3),顯然只有增大電流測量回路電纜的截面積才能實現(xiàn)降低二次回路連接導(dǎo)線阻抗的目的,于是我們利用電纜中的備用芯線加粗了去現(xiàn)場電流表的電流回路電纜的截面積,使原電纜截面積由2.5mm2增加為5mm2,則A相電流回路二次負(fù)載阻抗減小至,C相電流回路二次負(fù)載阻抗減小至,再次試運(yùn)行,三處電流測量值指示相同。
4 結(jié)束語
電流互感器運(yùn)行中出現(xiàn)的誤差不僅僅影響到測量,同時也影響了計量的準(zhǔn)確性,產(chǎn)生計量誤差,從而造成電能的損失。通過本次實例的分析,使我們意識到我們在日常工作中存在著一個不容忽視的錯誤,即:總是在二次電流回路隨意串接多個負(fù)載,并且從不考慮二次電流回路的負(fù)載阻抗值是否在允許范圍內(nèi),因此在今后的實際工作中我們有必要做到的是:在電流互感器投運(yùn)前應(yīng)對其二次負(fù)載阻抗的大小進(jìn)行測試,消除造成測量和計量誤差的可能性。
參考文獻(xiàn):中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 868-2004《電流互感器和電壓互感器選擇及計算導(dǎo)則》
作者簡介:
姓名:劉文霞,性別:女,出生年月:1968.3,民族:漢族,籍貫:湖南安化,單位:塔里木油田塔西南電力工程部,電工技師,主要從事高壓電氣檢維修及電氣試驗工作;
姓名:靳緒強(qiáng),性別:男,出生年月:1979.4,民族:漢族,籍貫:陜西渭南,單位:塔里木油田塔西南電力工程部,電氣工程師,助理職稱,主要從事高壓電氣檢維修及電氣試驗工作;
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