低压变压器中性点零序电流互感器的参数选择

2018年5（下）期低压变压器中性点零序电流互感器参数选择陈建伟1，尚玲玲2，裴善鹏1，魏华东1（1. 山东电力工程咨询，济南25013； 2.网络技术学院，济南25000）摘要: 针对过去工程设计中存在的问题，分析了零序电流互感器参数选择的依据，并给出了计算实例. 关键词: 零序电流互感器低压变压器中性点零序电流互感器的单相保护参数选择陈建伟1，尚玲玲2，裴善鹏1，魏华东1（1. 山东电力工程咨询公司，济南250013 ; 2. 中国工程技术大学国家电网，济南250002）摘要: 针对过去的工程设计中存在的问题，分析了零序电流互感器参数选择的依据，并计算了一个axampample . 关键词: 零序电流互感器单相接地prectecton电力接收日期: 2010-01-31-电厂设计: 作者简介: 9-31

0简介对于低压辅助电源系统，大多数电气故障并未引起严重后果，也没有引起应有的重视. 另一方面，如何配置低序变压器中性点零序电流保护已经引起了很多年的争议，包括零序变压器的变比，精度等级，容量等. 对低压变压器中性点零序电流互感器的结构进行了分析研究. 1零序电流保护的基本概念电厂低压辅助变压器低压绕组的中性点通常采用直接接地方式. 当中性点直接接地或以小电阻接地的系统中发生接地故障时，将出现大的零序电流. 该电流在正常情况下不存在. 这是接地故障的重要特征，可以相应地构成. 有效的保护. 零序电流型单相接地短路保护原理是三相矢量和原理，也就是说，当没有单相接地故障发生时，三相矢量和等于零，I g = I a + I b + I c = 0，I g <接地保护设置，接地保护不起作用，断路器不跳闸；当发生单相接地故障时，三相矢量和不等于零，I g = I a + I b + I c≠0，I g>接地保护设置，接地保护动作，断路器跳闸. 2零序电流互感器参数选择在中性点直接接地系统中，所选的零序电流互感器具有变比，精度和容量的要求. 经调查发现，在过去的设计过程中，人们往往没有根据经验，没有理论依据来关注零序电流互感器的参数选择，也没有考虑每个项目的实际情况. 每个变压器.

本文将通过理论分析和实例计算，分析低压变压器低压侧零点零序电流互感器的参数选择. 在设计中，要选择的零序电流互感器的参数包括: 额定一次电流，额定二次电流，额定二次负载和精度等级. 2.1额定初级电流电流互感器的额定初级电流取决于初级电路的实际负载，并满足零序电流保护的工作电流设置要求: （1）避免流经变压器中性线的最大流量在正常操作期间，平衡电流（低压侧通常不超过额定电流的25％）. （2）配合相邻元件的保护工作电流: 避免没有单独接地保护的大容量电动机的相间保护工作电流；配合低压变压器厂分支零序保护[1]. 总之，零序电流互感器的额定一次电流可以选择为比低压互感器的额定一次电流大30％至100％. 零序电流互感器的额定一次电流越大，对于选择零序电流互感器的准确极限系数和额定二次负载越有利. 因此，在设计过程中零序电流互感器 缩写，一般采用该范围的上限，根据100％变压器的额定一次电流来选择零序电流互感器的额定一次电流. 2.2额定二次电流电流互感器的额定二次电流一般为1 A或5A. 目前，新建电厂已广泛使用了微机继电保护和智能设备. 实际次级电路负载已大大降低，因此变压器的额定次级电流应为1 A.

2.3为电流互感器的次级负载选择的零序电流互感器的容量应满足次级电路的容量要求. 电流互感器的负载通常包括两部分: 连接的保护装置或测量仪器；以及连接线[1]. 由于微机保护装置和智能测量仪器在发电厂中的广泛使用，电路的实际次级负载已大大降低. 1 3电力自动化电气技术万方数据中国电网低. 影响电流互感器二次负载的参数主要是连接电缆的电阻. 电流互感器的次级负载应根据以下公式计算: Z b = ∑ K rc Z z r + K lc R l + R c在公式中，K rc是继电器的阻抗转换系数； Z r是继电器电流线圈的阻抗，对于数字继电器，其电抗可以忽略不计，仅考虑电阻R r即可. K lc是连接电缆的阻抗转换因子； R 1是连接电缆的电阻，R c是接触电阻，通常为0.05至0. 1Ω. 在计算连接电缆的负载时，仅考虑电缆电阻，而电缆电感可以忽略. 公式如下: R 1 =LγA其中L是电缆长度，m； A是铜导体的横截面，mm 2； γ为电导率系数，铜为57 [m /（Ω×mm 2）]. 2.4电流互感器的精度水平和二次极限电势验证额定保护用电流互感器的精度水平名义上基于额定精度极限一次电流下最大允许复合误差的百分比，后跟字母“ P”（用于保护）[2].

在中性点接地系统中，低压变压器的中性点通常装有10P类零序电流互感器. 接下来，将验证电流互感器额定次级极限电位的精确极限系数. （1）P级电流互感器的额定次级极限电势计算如下: E aal = K alf I sr（R ct + R b）其中，K alf是精确的极限因数； I sr是额定次级电流； R ct是电流互感器的次级绕组电阻； R b是电流互感器的额定负载. （2）为了满足继电保护性能验证要求，次级感应电势应按以下公式计算: E'al = KKpcfI sr（Rct + R'b）在公式中，E'al是实际的电流互感器的等效极限电动势K; K是给定的瞬态系数； Kpcf是保护验证系数； R'b是电流互感器的实际次级负载. （3）电流互感器的额定次级极限电势应满足: E a1≥E'a1（4）总之，所选电流互感器的精度极限系数应满足: K alf≥KKpcf（R ct + R'b ）R ct + R b3低压变压器低压侧零序电流互感器选择计算示例低压变压器原始参数: 额定容量S = 1000 kVA，变压比6.3 / 0.4 kV，短路电压U d =额定电流为6％，电流I n = 1445A.

380 V短路电流I d = 23.6 kA. 从低压变压器低压侧的零序电流互感器到高压开关柜中的综合保护的电缆截面积为A = 4 mm 2，长度L = 200 mm. 微机综合保护交流电流回路每相的功耗为0.5 VA（当额定电流为1 A时）. 零序电流互感器参数的选择如下. （1）根据变压器的额定一次电流100％，选择零序电流互感器的额定一次电流: Ipr = 100％I n≈1500（A）. （2）选择零序电流互感器的额定次级电流为1A. （3）连接到零序电流互感器的电缆的总阻抗: R 1 =LγA= 20005×4 = 0.88（Ω）零序电流互感器的次级负载: Z b = ∑ K rc Ｚ r + K lc R l + R c = 1×0.25 + 2×0.88 + 0.1 = 2.11（Ω）其中接触电阻为0.1Ω;检查DL / T 866-2015“电流互感器和电压互感器的选择和计算规定”表10.2.6. 在单相接地短路的情况下，继电器阻抗转换系数K rc为1，导线阻抗转换系数K lc为2.

零序电流互感器的二次负载容量: S′b = I2sn Z b = 1×1×2.11 = 2.11（VA）因此，可以选择零序电流互感器S b的二次负载容量是10VA. （4）电流互感器的精确极限因数: K alf≥KKpcf（R ct + R'b）R ct + R b根据定义零序电流互感器 缩写，保护验证系数Kpcf为保护验证故障电流Ipcf和额定的一次侧电流. 电流互感器Ipr的比值，即Kpcf = Ipcf / Ipr；给定的瞬变系数K是所选变压器的额定准确极限一次电流Ipal与保护验证故障电流Ipcf之比，即K = Ipal / Ipcf. 将保护验证系数Kpcf和给定的瞬态系数K代入上式: K alf≥Ipal（R ct + R'b）Ipr（R ct + R b）= 50×1000×（2.23 + 2.11）1500×（ 2.23 + 10）= 11.82在公式中，零序电流互感器的额定准确极限是取50 kA的一次电流Ipal（根据设备承受电流的水平），额定一次电流Ipr是1500 A，两个次级绕组电阻R ct为2.23Ω，电流互感器的实际次级负载R b = Z b = 2.11Ω，电流互感器的额定次级负载R b = S bI 2 = 10Ω.

因此，将零序电流互感器的精确极限系数K alf选择为20. 4结论保护设备的阻抗（≤0.25Ω）和接触电阻（0.05-0.1Ω）仅占很小的比例零序电流互感器次级负载的一部分，而电缆阻抗则占大部分. 在实际的工程设计中，连接到每个低压变压器零序电流互感器的电缆的长度是不同的. 过去，零序电流互感器的参数是根据经验确定的. 没有理论依据，也不能考虑每个零序电流互感器的实际情况，可能会导致少数零序电流互感器的参数不符合实际要求. 设计人员应在实际工程设计中通过计算来选择零序电流互感器参数，特别是当变压器的电缆长度较长时. 参考文献[1] DL / T 866-2015电流互感器和电压互感器的选择和计算程序[S]. [2]徐铁军，李悦. 开关柜零序电流互感器的设计与选择[J]. 电工技术，2013（3）: 45-48. 2 3电气技术电力自动化万方数据

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