电流互感器饱和对继电保护影响的分析及对策.doc

电流互感器饱和对继电保护影响的分析及对策
陈建玉孟宪民张振旗王志华
摘要：介绍了中压电力系统中引起各种电流继电器误动的原因，分析了电流互感器饱和对电磁式电流继电器、晶体管或集成电路构成的模拟式电流继电器和微处理机构成的数字式电流继电器动作行为的影响。论述了几种防止和抗御电流互感器饱和的方法和对策，如在较高一级的电压等级中的供电侧采取分列运行的方式以减少短路电流等。给出了选择合适的保护装置和在新建系统中选择电流互感器的一些原则。关键词：继电保护；电流互感器；饱和分类号：TM77
INFLUENCEOFTHECURRENTTRANSFORMERSATURATIONONRELAYUNITANDITSCOUNTERMEASURESINMEDIUMVOLTAGEPOWERSYSTEMS
ChenJianyuMengXianmin（NanjingAutomationResearchInstitute,Nanjing210003,China）ZhangZhenqiWangZhihua（ZhuhaiElectricPowerBureau,Zhuhai519000,China）
Abstract：Thecauseofmisoperationofdifferenttypecurrentrelaysinmediumvoltagesystemisintroduced.Theinfluenceofcurrenttransformersaturationontheoperationofcurrentrelays,includingelectromagneticrelay,analogICrelayandmicroprocessorbaseddigitalrelayisanalyzed.Somepreventivemeasuresforthesystemhavebeenputintoservice,suchassplittingatsupplysideofhighermediumvoltagetoreduceshortcircuitcurrent.Someprinciplesforchoosingappropriatetypeofprotectivedevice,andsomeguidesforselectingcurrenttransformerofnewdesignedsubstationaregiven.Keywords：protectiverelaying;currenttransformer;saturation▲
0引言
在中压(110kV以下)系统中，电流互感器(TA)的饱和问题并不突出。但是随着农网、城网改造，系统短路电流急剧增加和新型继电保护装置的大量采用，中低压系统中电流互感器的饱和问题日益突出，已影响到继电保护装置动作的正确性。1998年11月18日，某220kV变电站的10kV馈线出口短路，馈线保护因电流互感器饱和而拒动，主变后备保护电磁型过流继电器因短路电流太大，动触点冲过头而卡死不返回，导致延时Ⅱ段动作，造成主变三侧开关全部跳闸。事后根据故障录波数据分析，短路电流达到馈线单元电流互感器额定值的64.3倍。
1TA饱和时的二次电流特性
假定TA的磁化特性如图1所示。

图1电流互感器饱和点计算的图解说明Fig.1Schematicdiagramoftheprincipleofcurrenttransformersaturation
在忽略一次电流的直流分量时，二次电流的饱和点(饱和角θ)可以用式(1)近似地算出：
(1)
2TA饱和对各种电流继电器的影响
2.1对电磁式电流继电器的影响2.1.1感应型电流继电器对于感应型继电器，在其自身磁路不饱和情况下，其等效动作特性可近似地写为［1］：
(2)
式中IK为流入感应型继电器的短路电流二次值；I∞为感应型继电器磨擦阻力等效的制动电流；A为感应型继电器的动作特性整定值，等效于扇形轮上升距离。当电流互感器饱和后，忽略各次谐波转动力矩的差异，其等效短路电流为：
(3)
可见饱和角越小，流入继电器的电流也越小。2.1.2电磁型电流继电器其等效动作判据为：
I2J＞I2P(4)
式中IJ为流入电磁型继电器的短路电流二次值；IP为等效于弹簧拉力和磨擦系数的动作电流。根据式(3)，在电流互感器饱和后，其二次侧等效动作电流变小。2.2对模拟式电流继电器的影响模拟式电流继电器按照实现方法主要有晶体管型和集成电路型2种，按照工作原理可分为峰值比较式和平均值比较式2种。2.2.1峰值比较式电流继电器

图2峰值比较式电流继电器框图Fig.2Blockdiagramofovercurrentrelay(checkingpeakcurrent)
峰值比较式继电器是将整流后的脉动信号与启动电平比较，当电流峰值达