金鑫磁材：電流互感器變比的合理選擇

       在10kV配電所設(shè)計(jì)的過程中，10kV電流互感器變比的選擇是很重要的，如果選擇不當(dāng)，就很有可能造成繼電保護(hù)功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)、動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)不能通過等問題，應(yīng)引起設(shè)計(jì)人員的足夠重視。10kV電流互感器按使用用途可分為兩種，一為繼電保護(hù)用，二為測(cè)量用；它們分別設(shè)在配電所的進(jìn)線、計(jì)量、出線、聯(lián)絡(luò)等柜內(nèi)。在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，筆者發(fā)現(xiàn)在配變電所設(shè)計(jì)中，電流互感器變比的選擇偏小的現(xiàn)象不在少數(shù)。例如筆者就曾發(fā)現(xiàn)：在一臺(tái)630kVA站附變壓器（10kV側(cè)額定一次電流為36.4A）的供電回路中，配電所出線柜內(nèi)電流互感器變比僅為50/5（采用GL型過電流繼電器、直流操作），這樣將造成電流繼電器無(wú)法整定等一系列問題。

       對(duì)于繼電保護(hù)用10kV電流互感器變比的選擇，至少要按以下條件進(jìn)行選擇：一為一次側(cè)計(jì)算電流占電流互感器一次側(cè)額定電流的比例；二為按繼電保護(hù)的要求；三為電流互感器的計(jì)算一次電流倍數(shù)mjs小于電流互感器的飽和倍mb1；四為按熱穩(wěn)定；五為按動(dòng)穩(wěn)定。而對(duì)于測(cè)量用10KV電流互感器的選擇，因其是用作正常工作條件的測(cè)量，故無(wú)上述第二、第三條要求；下面就以常見的配電變壓器為例，說明上述條件對(duì)10kV電流互感器的選擇的影響，并找出影響電流互感器變比選擇的主要因素。

一.按一次側(cè)計(jì)算電流占電流互感器一次側(cè)額定電流的比例根據(jù)<<電氣裝置的電測(cè)量?jī)x表裝置設(shè)計(jì)規(guī)范>>（GBJ63-90）的規(guī)定，在額定值的運(yùn)行條件下，儀表的指示在量程的70%~100%處，此時(shí)電流互感器最大變比應(yīng)為：N=l1RT/（0.7*5）；11RT---變壓器一次側(cè)額定電流，A；N---電流互感器的變比；顯然按此原則選擇電流互感器變比時(shí)，變比將很小，下面列出400~1600kVA變壓器按此原則選擇時(shí)，電流互感器的最大變比：

400KVA11RT=23A N=6.6取40/5=8

500KVAI1RT=29A N=8.3取50/5=10

630kVAI1RT=36.4AN=10.4取75/5=15

800KVAI1RT=46.2AN=13.2取75/5=15

1000KVA11RT=57.7AN=16.5取100/5=20

1250KVA11RT=72.2A N=20.6取150/5=30

1600KVAI1RT=92.4AN=26.4取150/5=30

從上表可以看出，對(duì)于630kVA變壓器，電流互感器的最大變比為15，當(dāng)取50/5=10時(shí)，額定電流僅占電流量程3.64/5=72.8%。這可能是一些設(shè)計(jì)人員把630kVA變壓器的供電出線斷路器處電流互感器變比取50/5的一個(gè)原因，另外在許多時(shí)候，設(shè)計(jì)時(shí)供電部門往往不能提供引至用戶處的電源短路容量或系統(tǒng)阻抗，從而使其他幾個(gè)條件的校驗(yàn)較難進(jìn)行，這可能是變比選擇不當(dāng)?shù)昧硪粋€(gè)原因。

從下面的分析中，我們將發(fā)現(xiàn)按此原則選擇時(shí)，變比明顯偏小，不能采用。

二.按繼電保護(hù)的要求

為簡(jiǎn)化計(jì)算及方便討論，假設(shè)：（1）斷路器出線處的短路容量，在最大及最小運(yùn)行方式下保持不變；（2）電流互感器為兩相不完全星型接線；（3）過負(fù)荷及速斷保護(hù)采用GL-11型過電流繼電器：（4）操作電源為直流220V，斷路器分閘形式為分勵(lì)脫扣。圖1為配電變壓器一次主接線圖，B，C兩處短路容量按200，100，50MVA三檔考慮其影響。

配電變壓器的過負(fù)荷保護(hù)及電流速斷保護(hù)對(duì)變比的影響分析如下：

1.過負(fù)荷保護(hù)

過負(fù)荷保護(hù)應(yīng)滿足以下要求：

IDZJ=Kk*Kjx*Kgh*11RT/（Kh*N）

IDZJ----過負(fù)荷保護(hù)裝置的動(dòng)作電流；Kk----可*系數(shù)，取1.3；Kjx.----接線系數(shù)，取1；Kgh----過負(fù)荷系數(shù)；Kh----繼電器返回系數(shù)，取0.85；a.對(duì)于民用建筑用配電所，一般可不考慮電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)引起的過電流倍數(shù)，此時(shí)Kgh取2，為滿足繼電器整定范圍要求，電流互感器變比最小應(yīng)為：

N=Kk*Kjx*Kgh*11RT/（Kh*IDZJ）（GL-11/10型繼電器整定范圍4~10A）。

Kgh=2時(shí)，各容量變壓器滿足上式要求的電流互感器的最小變比如下：

400KVA11RT=23A N=7.0取40/5=8IDZJ取9A

500kVA11RT=29A N=8.9取50/5=10IDZJ取9A

630kVA11RT =36.4A N=11.1取75/5=15IDZJ取8A

800KVAI1RT =46.2AN=14.1取75/5=15IDZJ取10A

1000KVA11RT=57.7A N=17.6取100/5=20IDZJ取9A

1250kVA11RT=72.2A N=22.1取150/5=30IDZJ取8A

1600kVAI1RT=92.4A N=28.3取150/5=30IDZJ取10A

注意：按上表選擇變比一般都不能滿足電流繼電器的瞬動(dòng)電流倍數(shù)NS要求（詳見以下分析）。

b.對(duì)于工廠用配電所，一般需考慮電動(dòng)機(jī)自啟動(dòng)引起的過電流倍數(shù)，為可*起見，此時(shí)Kgh取3，顯然電流互感器變比

為滿足要求，其值最小為N==Kk*Kjx*Kgh*l1RT/（Kh*IDZJ）。

Kgh=3時(shí)，各容量變壓器滿足上式要求的電流互感器的最小變比如下：

400kVA11RT=23A N=10.6取75/5=15IDZJ取8A

500kVA11RT=29A N=13.3取75/5=15IDZJ取9A

630kVA11RT=36.4A N=16.7取100/5=20 IDZJ取9A

800kVA11RT =46.2A N=21.2取150/5=30IDZJ取8A

1000KVA11RT=57.7AN=26.5取150/5=30IDZJ取9A

1250KVA11RT=72.2A N=33.1取200/5=40IDZJ取9A

1600KVA11RT=92.4AN=42.3取250/5=50IDZJ取9A

比較以上數(shù)據(jù)，已經(jīng)可以得出以下結(jié)論：按一次側(cè)計(jì)算電流占電流互感器一次側(cè)額定電流的比例選擇的變比，一般是小于實(shí)際所需變比的。

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