本發(fā)明涉及核電領(lǐng)域，尤其涉及一種電流互感器在繼電保護(hù)中的選擇方法。

背景技術(shù)：

電流互感器是將一次回路的大電流成正比的變換為二次小電流以供給測量儀表、繼電保護(hù)及其它類似電器，電流互感器在電網(wǎng)中的工作狀態(tài)參考圖1。保護(hù)用電流互感器包括：用于穩(wěn)態(tài)保護(hù)的P類電流互感器和用于暫態(tài)保護(hù)的TPY類電流互感器。

P類電流互感器的準(zhǔn)確限值是由一次電流為穩(wěn)態(tài)對稱電流時(shí)的復(fù)合誤差或勵(lì)磁特性拐點(diǎn)來確定的。該類電流互感器的準(zhǔn)確級以在額定準(zhǔn)確限值一次電流下的最大允許復(fù)合誤差的百分?jǐn)?shù)標(biāo)稱，標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級為：5P、10P、5PR和10PR。TP類電流互感器的準(zhǔn)確限值是考慮一次電流中同時(shí)具有周期分量和非周期分量，并按某種規(guī)定的暫態(tài)工作循環(huán)時(shí)的峰值誤差來確定的。該類電流互感器適用能滿足短路電流具有非周期分量的暫態(tài)過程性能要求的保護(hù)用電流互感器。標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確級為：TPX、TPY、TPZ。

在《DL/T 866電流互感器和電壓互感器選擇及計(jì)算規(guī)程》中明確提出“保護(hù)用電流互感器應(yīng)選擇具有適當(dāng)特征和參數(shù)的互感器，同一組差動保護(hù)不應(yīng)同時(shí)使用P級和TP級電流互感器”。

在大亞灣核電站核深線擴(kuò)容改造需要更換現(xiàn)場容量不足的電流互感器，電 流互感器涉及到不同的保護(hù)，其中有母線保護(hù)、線路保護(hù)等，廠家提供了一種單繞組具有P類和TPY類兩種特性的電流互感器，例如，一個(gè)電流互感器二次繞組同時(shí)具備5P和TPY兩種特性，該繞組二次端子只有一對S1和S2，因此需要選擇合適的電流互感器與繼電保護(hù)匹配。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種電流互感器在繼電保護(hù)中的選擇方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：構(gòu)造一種電流互感器在繼電保護(hù)中的選擇方法，所述方法包括：

S1：選取一個(gè)單繞組具有P類和TPY類兩種特性的電流互感器；

S2：獲取該電流互感器的額定二次極限電動勢；

S3：計(jì)算該電流互感器的設(shè)計(jì)參數(shù)與電網(wǎng)最大短路電流所確定的二次極限電動勢；

S4：按照保護(hù)類型的不同，對所述二次極限電動勢進(jìn)行校核，判斷所述二次極限電動勢是否小于所述額定二次極限電動勢，如果是，則判定該電流互感器的設(shè)計(jì)參數(shù)滿足短路電流下的二次極限電動勢要求，選取該電流互感器用于繼電保護(hù)，否則，轉(zhuǎn)步驟S1進(jìn)行下一個(gè)電流互感器的測試。

在本發(fā)明所述的電流互感器在繼電保護(hù)中的選擇方法中，所述步驟S2中所述的額定二次極限電動勢基于以下方法獲?。簣?zhí)行CT勵(lì)磁特性測試，獲取該電流互感器的勵(lì)磁電流和勵(lì)磁電壓的伏安特性曲線，基于伏安特性曲線中的拐點(diǎn)確定所述額定二次極限電動勢。

在本發(fā)明所述的電流互感器在繼電保護(hù)中的選擇方法中，所述步驟S2中 所述的額定二次極限電動勢基于以下方法獲取：

S21：按照保護(hù)類型的不同，基于電流互感器測試儀獲取該電流互感器的相關(guān)額定參數(shù)；

S22：如果所要選擇的電流互感器用于穩(wěn)態(tài)保護(hù)，則依據(jù)公式(1)計(jì)算所述額定二次極限電動勢，如果所要選擇的電流互感器用于暫態(tài)保護(hù)，則依據(jù)公式(2)計(jì)算所述額定二次極限電動勢，

ES1＝Kalf*Isn*(Rct+Rbn) (1)

ES1＝Kssc*Ktd*Isn*(Rct+Rbn) (2)

其中，ES1代表所述額定二次極限電動勢，Kalf代表電流互感器準(zhǔn)確限值系數(shù)，Isn代表二次額定電流，Rbn代表額定二次負(fù)荷電阻，Rct代表二次繞組電阻，Kssc代表額定對稱短路電流倍數(shù)，Ktd代表暫態(tài)面積系數(shù)；

如果所要選擇的電流互感器用于穩(wěn)態(tài)保護(hù)，則步驟S21中需要獲取的相關(guān)額定參數(shù)為Kalf、Isn、Rct、Rbn，如果所要選擇的電流互感器用于暫態(tài)保護(hù)，則步驟S21中需要獲取的相關(guān)額定參數(shù)為Kssc、Ktd、Isn、Rct、Rbn。

在本發(fā)明所述的電流互感器在繼電保護(hù)中的選擇方法中，所述步驟S3中，如果所要選擇的電流互感器用于穩(wěn)態(tài)保護(hù)，則所述的二次極限電動勢基于以下公式(3)計(jì)算得到，如果所要選擇的電流互感器用于暫態(tài)保護(hù)，則所述的二次極限電動勢基于以下公式(4)計(jì)算得到：

ES2＝K*Kpcf*Isn*(Rct+Rb) (3)

ES2＝Kpcf*Ktd’*Isn*(Rct+Rb) (4)

Kpcf＝Ipsc/Kn

其中，ES2代表所述二次極限電動勢，K代表暫態(tài)系數(shù)，Kpcf代表保護(hù)校驗(yàn)系數(shù)，Ktd’代表實(shí)際要求的暫態(tài)面積參數(shù)，Rb代表二次實(shí)際二次負(fù)荷， Kn代表所述簡化后的一次電流值，Ipsc代表所述電網(wǎng)最大短路電流。

在本發(fā)明所述的電流互感器在繼電保護(hù)中的選擇方法中，Ktd’是根據(jù)系統(tǒng)的一次時(shí)間常數(shù)Tp、按實(shí)際負(fù)荷修正過的二次回路時(shí)間常數(shù)Ts以及實(shí)際工作循環(huán)，由以下的公式(4-1)或者公式(4-2)計(jì)算得到，其中，Ts＝Tsn*(Rct+Rbn)/(Rct+Rb),Tsn表示額定二次回路時(shí)間常數(shù)，

其中，公式(4-1)是針對C-t-O工作循環(huán)，公式(4-2)是針對C-t’-O-tfr-C-t”-O工作循環(huán)。

實(shí)施本發(fā)明的電流互感器在繼電保護(hù)中的選擇方法，具有以下有益效果：本發(fā)明按照保護(hù)類型的不同，基于額定二次極限電動勢對二次極限電動勢進(jìn)行校核，從而可以判定出電流互感器的設(shè)計(jì)參數(shù)是否合格，如果合格則選取該電流互感器用于繼電保護(hù)，否則進(jìn)行下一個(gè)電流互感器的測試，該方法可以對具有P類和TPY類兩種特性的電流互感器在要求類型(P類或TPY類)標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行快速有效的測試。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中：

圖1是電流互感器在電網(wǎng)中的工作狀態(tài)示意圖；

圖2是本發(fā)明的電流互感器在繼電保護(hù)中的選擇方法的流程圖；

圖3是電流互感器的伏安特性曲線示意圖。

具體實(shí)施方式

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

參考圖2，本發(fā)明的電流互感器在繼電保護(hù)中的選擇方法的流程圖。

本發(fā)明的電流互感器在繼電保護(hù)中的選擇方法，包括：

S1：選取一個(gè)單繞組具有P類和TPY類兩種特性的電流互感器；

S2：獲取該電流互感器的額定二次極限電動勢ES1；

S3：計(jì)算該電流互感器的設(shè)計(jì)參數(shù)與電網(wǎng)最大短路電流Ipsc所確定的二次極限電動勢ES2；

S4：按照保護(hù)類型的不同，對所述二次極限電動勢ES2進(jìn)行校核，判斷所述二次極限電動勢ES2是否小于所述額定二次極限電動勢ES1，如果是，則判定該電流互感器的設(shè)計(jì)參數(shù)滿足短路電流下的二次極限電動勢要求，選取該電流互感器用于繼電保護(hù)，否則，轉(zhuǎn)步驟S1進(jìn)行下一個(gè)電流互感器的測試。

即本發(fā)明按照保護(hù)類型的不同，基于額定二次極限電動勢對二次極限電動勢進(jìn)行校核，從而可以判定出電流互感器的設(shè)計(jì)參數(shù)是否合格，如果合格則選取該電流互感器用于繼電保護(hù)，否則進(jìn)行下一個(gè)電流互感器的測試，該方法可以對具有P類和TPY類兩種特性的電流互感器在要求類型(P類或TPY類)標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行快速有效的測試。

其中，步驟S2中獲取額定二次極限電動勢ES1有兩種實(shí)施方式：一種是基于電流互感器的伏安特性曲線確定，一種獲取相關(guān)額定參數(shù)后通過公式計(jì)算。

第一種實(shí)施方式：

執(zhí)行CT勵(lì)磁特性測試包括直接法和間接法。直接法是直接在一次側(cè)通電流，模擬CT運(yùn)行中的各種可能狀態(tài)，直接法得到的結(jié)論比較準(zhǔn)確、可靠。間接法是在二次側(cè)加電壓，測量相應(yīng)的勵(lì)磁電流，試驗(yàn)可以在降低的頻率下進(jìn)行，以避免繞組和二次端子承受不能容許的電壓。

根據(jù)直接法或者間接法，都可以獲取該電流互感器的勵(lì)磁電流和勵(lì)磁電壓的伏安特性曲線，參考圖3，是電流互感器的伏安特性曲線示意圖，基于伏安特性曲線中的拐點(diǎn)確定所述額定二次極限電動勢ES1。

第二種實(shí)施方式：

該實(shí)施方式包括以下步驟：

S21：按照保護(hù)類型的不同，基于電流互感器測試儀獲取該電流互感器的相關(guān)額定參數(shù)；

S22：如果所要選擇的電流互感器用于穩(wěn)態(tài)保護(hù)，則依據(jù)公式(1)計(jì)算所述額定二次極限電動勢ES1，如果所要選擇的電流互感器用于暫態(tài)保護(hù)，則依據(jù)公式(2)計(jì)算所述額定二次極限電動勢ES1，

ES1＝Kalf*Isn*(Rct+Rbn) (1)

ES1＝Kssc*Ktd*Isn*(Rct+Rbn) (2)

其中，Kalf代表電流互感器準(zhǔn)確限值系數(shù)，Isn代表二次額定電流，Rbn代表額定二次負(fù)荷電阻，Rct代表二次繞組電阻，Kssc代表額定對稱短路電流倍數(shù)，Ktd代表暫態(tài)面積系數(shù)；

如果所要選擇的電流互感器用于穩(wěn)態(tài)保護(hù)，則步驟S21中需要獲取的相關(guān)額定參數(shù)為Kalf、Isn、Rct、Rbn，如果所要選擇的電流互感器用于暫態(tài)保護(hù)，則步驟S21中需要獲取的相關(guān)額定參數(shù)為Kssc、Ktd、Isn、Rct、Rbn。

其中，所述步驟S3中，如果所要選擇的電流互感器用于穩(wěn)態(tài)保護(hù)，則所 述的二次極限電動勢ES2基于以下公式(3)計(jì)算得到，如果所要選擇的電流互感器用于暫態(tài)保護(hù)，則所述的二次極限電動勢ES2基于以下公式(4)計(jì)算得到：

ES2＝K*Kpcf*Isn*(Rct+Rb) (3)

ES2＝Kpcf*Ktd’*Isn*(Rct+Rb) (4)

Kpcf＝Ipsc/Kn，

其中，K表示暫態(tài)系數(shù)，Kpcf表示保護(hù)校驗(yàn)系數(shù)，Ktd’表示實(shí)際要求的暫態(tài)面積參數(shù)，Rb表示二次實(shí)際二次負(fù)荷，Kn表示所述簡化后的一次電流值，例如如果變比為N/1,則Kn表示N安培。

其中，實(shí)際要求的暫態(tài)面積參數(shù)Ktd’，是根據(jù)系統(tǒng)的一次時(shí)間常數(shù)Tp、按實(shí)際負(fù)荷修正過的二次回路時(shí)間常數(shù)Ts以及實(shí)際工作循環(huán)，由以下的公式(4-1)或者公式(4-2)計(jì)算得到。其中，Ts＝Tsn*(Rct+Rbn)/(Rct+Rb),Tsn表示額定二次回路時(shí)間常數(shù)。

其中，公式(4-1)是針對C-t-O工作循環(huán)，公式(4-2)是針對C-t’-O-tfr-C-t”-O工作循環(huán)。

例如，某5P類的CT，其電網(wǎng)參數(shù)以及基于電流互感器測試儀獲取到的額定參數(shù)包括：Kalf＝30，Rbn＝10Ω，Rct＝6，暫態(tài)系數(shù)K＝2，最大短路電流Ipsc＝25KA，變比為1250/1。則測試過程為：

(1)、利用第二實(shí)施方式中的公式(1)可先計(jì)算出額定二次極限電動勢 ES1＝Kalf*Isn*(Rct+Rbn)＝30*1*(6+10)＝480V；

(2)、計(jì)算出保護(hù)校驗(yàn)系數(shù)Kpcf＝25KA/1250A＝20；

(3)、利用第二實(shí)施方式中的公式(2)計(jì)算二次極限電動勢ES2＝K*Kpcf*Isn*(Rct+Rb)＝2*20*1*(6+10)＝640V；

(4)、由于ES2＞ES1，所以該CT不滿足要求。

再例如，500KV線路保護(hù)用電流互感器的校驗(yàn)，500KV電網(wǎng)參數(shù)：線路電流不小于2000A，開斷電流為50KA，依次電網(wǎng)時(shí)間常數(shù)Tp＝0.15s，斷路跳閘時(shí)間小于40ms，繼電保護(hù)動作時(shí)間小于30ms，重合閘整定時(shí)間1s。電流互感器的TPY類特性相關(guān)的參數(shù)：變比為2500/1，Rct＝，Rbn＝，Tp＝0.1s，Tsn＝1s，工作循環(huán)：C-100ms-O-500ms-C-40ms-O，Kssc＝20，Ktd＝21，實(shí)際負(fù)載：5Ω。則測試過程為：

(1)、利用第二實(shí)施方式中的公式(2)可先計(jì)算出額定二次極限電動勢ES1＝Kssc*Ktd*Isn*(Rct+Rbn)＝20*21*1*(10+15)＝10500V；

(2)、計(jì)算實(shí)際二次時(shí)間常數(shù)Ts＝Tsn*(Rct+Rbn)/(Rct+Rb)＝1.85s；

(3)、實(shí)際工況的暫態(tài)面積系數(shù)：C-70ms-O-1s-C-30ms-O，基于公式(4-2)可計(jì)算得到Ktd’＝19.34；

(4)、計(jì)算Kpcf＝Ipsc/Kn＝50KA/2500A＝20；

(5)、利用第二實(shí)施方式中的公式(2)計(jì)算二次極限電動勢ES2＝Kpcf*Ktd’*Isn*(Rct+Rb)＝20*19.34*1*(10+3.5)＝5221.8V；

(6)、由于ES2＜ES1，所以該CT滿足要求。

綜上所述，實(shí)施本發(fā)明的電流互感器在繼電保護(hù)中的選擇方法，具有以下有益效果：本發(fā)明按照保護(hù)類型的不同，基于額定二次極限電動勢對二次極限電動勢進(jìn)行校核，從而可以判定出電流互感器的設(shè)計(jì)參數(shù)是否合格，如果合格 則選取該電流互感器用于繼電保護(hù)，否則進(jìn)行下一個(gè)電流互感器的測試，該方法可以對具有P類和TPY類兩種特性的電流互感器在要求類型(P類或TPY類)標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行快速有效的測試。

上面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可做出很多形式，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。