特高压电流互感器
- 格式:doc
- 大小:2.36 MB
- 文档页数:23
高压电流互感器高压电流互感器是一种电气设备,用于测量和监测高压电路中的电流。
它是将高电压电流转换为低电压电流的一种器件,通常用于电力系统中。
在本段,我们将介绍高压电流互感器的概念和作用,并提供一些背景信息。
高压电流互感器是一种用于测量和监测高压电流的设备。
它的工作原理基于互感器的原理,通过将高压电流转换为可测量的低电流,以便于仪器进行准确的测量和分析。
基本组成部分高压电流互感器由以下几个基本组成部分构成:一组绕组:高压电流互感器通常包含主绕组和次绕组。
主绕组连接到高压电源,而次绕组则连接到测量仪器。
铁芯:铁芯是互感器的核心部分,它通过电磁感应的原理,将高压电流的磁场转移到次绕组中。
绝缘材料:高压电流互感器的绝缘材料在工作时起到绝缘作用,确保电流传输的安全性。
工作时的安全性措施在高压电流互感器的工作过程中,需要注意以下安全性措施:绝缘保护:由于高压电流的特性,必须使用合适的绝缘材料和绝缘包装,以确保测量和传输过程中的安全。
安装固定:高压电流互感器的安装必须牢固可靠,以避免任何摇晃或松动,从而降低潜在的危险和错误读数的可能性。
人员保护:工作人员在操作高压电流互感器时,应遵循相关的安全操作规程,并采取适当的个人防护措施。
请注意,在实际应用高压电流互感器时,应遵循相关的安全规范和标准,确保工作的安全性和准确性。
在这篇文档中,我们将探讨高压电流互感器的应用领域,包括电力系统、工业场所和实验室等。
我们还会提及一些具体的应用案例,并说明如何选择合适的型号和规格。
高压电流互感器主要应用于以下领域:电力系统:高压电流互感器在电力系统中广泛应用,用于测量和监测高压电流。
它们可以帮助电力公司监控电网的运行状态,并确保高压线路的安全运行。
工业场所:高压电流互感器在工业场所中用于检测和测量高压电流,保护设备和工人的安全。
它们被广泛应用于高压电机、变压器和发电机等设备的监测和控制。
实验室:高压电流互感器在实验室中用于进行电力实验和研究。
高压电流互感器的原理与应用高压电流互感器是一种用于测量和监测高压电网中电流的重要设备。
本文将介绍高压电流互感器的原理和应用,分析其在电力系统中的重要性和作用。
一、高压电流互感器的原理高压电流互感器是一种电气设备,基于互感器原理工作。
互感器是一种通过改变电流和电压进行能量转换的装置。
互感器的原理是根据法拉第电磁感应定律,即当电流在线圈中流动时,会产生磁场,导致其中一个线圈(主线圈)上的电流通过磁场感应产生在另一个线圈(副线圈)上的电动势。
高压电流互感器通常由主线圈和副线圈构成。
主线圈位于高压电网中,承载电流的测量和监测任务。
副线圈则将主线圈中的电流通过互感效应转换为较小的电流,用于输入到测量仪表或系统中。
二、高压电流互感器的应用高压电流互感器在电力系统中有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用场景:1. 电力系统测量:高压电流互感器通常与测量仪表配合使用,用于测量和监测电力系统中的电流。
它们可以提供准确的电流值,帮助电力系统的运行和控制。
2. 保护系统:高压电流互感器在电力系统的保护装置中起着重要作用。
它们用于测量过电流和短路电流,并在发生故障时触发相应的保护动作,以保护电网设备和系统的安全运行。
3. 电能计量:高压电流互感器也用于电能计量,例如大型工业企业或公共事业部门的电能计量。
通过互感器将高压电网中的电流转化为适合传递到电能计量仪表的低电流,便于准确计量电能消耗。
4. 监测和故障诊断:高压电流互感器可用于监测电力系统的运行状态和故障诊断。
通过分析互感器输出的电流数据,可以检测到设备的异常工作或潜在故障,及时采取维修措施,提高电力系统的可靠性和稳定性。
三、高压电流互感器的重要性和作用高压电流互感器在电力系统中起着重要的作用,具有以下几个方面的重要性:1. 安全性:通过准确测量和监测电流,高压电流互感器有助于提高电力系统的安全性。
它们能够及时检测到电流异常,触发保护装置,避免设备的过载和损坏,保护系统的安全运行。
特高压电流互感器励磁特性试验和分析(优选)word资料87科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald 工程技术2021NO.21科技创新导报1概述当电流互感器的铁心中磁通密度达到一定数值时, 将出现饱和现象。
此时再要增加磁通密度时 , 就需要大幅度的增加励磁电流。
此时的磁通密度称为饱和磁通密度, 对应的电流互感器二次端子感应的对称电动势峰值称为饱和电动势 , 针对不同类型的保护用互感器, 又给出了不同的定义。
通过试验 , 核验电流互感器的饱和电动势是否满足现场运行使用要求。
1100kV GIS电流互感器按照断路器的布置分为T011和T012两个部分, 其中配置的保护用电流互感器有 P 级和 T P Y 级两种类型, 主要技术参数如表1。
2021年3月20日, 我们对该电流互感器的励磁特性做了出厂前的见证试验 , 同年 10月, 将试验数据与出厂试验数据进行比对, 并且与同类电流互感器的现场试验数据进行比较 , 以核验保护用电流互感器的励磁特性是否符合使用要求。
2试验方法根据规程要求 , 在电流互感器二次侧施加峰值电压超过4.5kV而未达到饱和时, 允许采用降低电源频率的方法测量V-I曲线, 以降低电源施加在电流互感器二次侧的励磁饱和电压 , 避免绕组和二次端子承受不能允许的电压。
在低频下, 铁芯涡流损耗和绕组层间电容电流的变动对试验结果的影响较小, 可忽略不计。
电流互感器励磁特性原理试验接线如下图1所示。
3试验结果的判断依据 3. 1依据的检定规程 GB16847-1997保护用电流互感器暂态特性; 电网公司《1000kV晋东南-南阳 -荆门特高压交流试验示范工程电气设备交接试验标准》。
3. 2判断依据电流互感器铁心达到饱和后会出现畸变, 为了避免互感器出现交流下的稳态饱和, 电流互感器的额定二次极限电动势 E sl(稳态(或 E al (暂态必须满足下式:(1 对于P 类电流互感器 :(2对于 T P Y 类电流互感器 :(3 上式中:K pcf 为保护校验系数; I sn 为额定二次电流 (A , 取值1A; R ct 为二次绕组电阻(Ω, 为实测值; Z bn 为额定二次负荷(Ω, 负载功率因数取1, 取值10Ω; K dlf 为准确限值系数 (稳态 , 取值30; K td 为额定暂态面积系数, 取值31.9; K ssc 为额定对称短路电流倍数, 取值8.5。
特高压交流与直流测量装置介绍摘要:特高压交直流测量装置是特高压交直流输电系统中必不可少的重要设备,有交流与直流两大类,每类中又分为电流和电压测量两种类型。
电流测量通常用各种结构的电流互感器;对于电压的测量通常采用多种多样的电压互感器以及阻容式分压器。
文中都进行了简要介绍。
关键词:特高压;交流;直流;测量引言高压直流输电(High Voltage Direct Current transmission,简称HVDC)是一项新技术,运用高压直流输电可以提高电力系统的经济指标、技术性能、运行可靠性和调度灵活性。
直流输电是目前世界发达国家和发展中国家作为解决高电压、大容量、长距离送电和异步联网的重要手段,它与交流输电相互配合,构成现代电力传输系统。
相对于交流输电,直流输电具有线路造价低、线路损耗小、系统稳定、可以限制短路电流、调节快速、运行可靠等优点。
高压直流输电线路上的直流电流是高压直流输电直流控制保护系统的重要技术参数。
由于直流线路沿线地区环境污染、外力破坏以及雷击等因素的影响,直流线路故障率逐年升高。
如何保证直流线路的安全稳定运行,提供一种高速可靠的线路保护方案,就成为一个急待解决的直流输电技术问题[1]。
1主要内容1.1特高压交流测量装置我国特高压交流输电工程中采用的电压互感器为柱式CVT和罐式电磁式电压互感器(罐式TV),一种新型罐式电容式电压互感器(罐式CVT)已研制成功,并已在后续工程中得到使用[2]。
相对于传统的TV,特高压电子式电压互感器EVT具有绝缘结构简单、无磁饱和、体积小、传输信号可直接与微机化计量及保护设备接口对接等优点。
特高压交流工程采用的TA都是安装在GIS上的电磁式TA,体积大,一组TA的质量超过1吨。
电子式电流互感器(ECT)采用新型传感器,体积小、质量轻,可配套用于GIS,也可独立使用。
特高压交流工程中的ECT可采用全光纤结构。
电流互感器TA与电压互感器TV组装在同一外壳内的组合式互感器和光电式电流互感器也在发展中。
高压电流互感器概述高压电流互感器(High Voltage Current Transformer)是一种专门用于测量高压电力系统中电流的装置。
它可以将高电压的电流信号转换为低电压的信号,以满足检测、测量、控制、保护、计量等电力系统功能需求。
高压电流互感器一般分为电流互感器和电压互感器两种,而本文主要介绍电流互感器。
原理电流互感器的工作原理是基于电磁感应的。
当高压线路中的电流通过互感器的一侧线圈时,就会在另一侧感应出与原电流成比例的电流。
这样,电流互感器就能将原本难以测量的高电流信号转化为在测量仪器范围内方便测量的低电流信号。
结构电流互感器的结构通常由铁芯、一次侧线圈、二次侧线圈、外壳、支架等几个部分组成。
其中,铁芯是互感器最为重要的组成部分之一,其材质通常为硅钢板或纯铁心。
一次侧线圈和二次侧线圈各自固定在铁芯上,通过铜箔或铜线相连接,并由支架固定整体装在互感器外壳内。
分类根据互感器输出信号的电流等级和应用领域的不同,电流互感器可以分为多个不同的分类。
1.按输出信号电流等级分:100A、500A、1000A、2000A、5000A等2.按应用领域分:保护性互感器、计量互感器、采样互感器、信号互感器等3.按使用环境分:户外互感器、户内互感器、GIS互感器等4.按结构特点分:油浸式互感器、干式互感器、母线互感器等应用电流互感器是电力系统中不可缺少的基础设备之一,其主要应用领域包括:1.保护与控制:在电力系统中,电流互感器常用来保护和控制变压器、发电机、线路等设备的运行,并实现对电路中电流和功率的控制。
2.计量与结算:电力公司通过电流互感器中转换出来的低电流信号实现对电网中的电能进行精确的测量,以方便计量与结算。
3.监测与诊断:电流互感器能够帮助电力系统实时监测设备的状态,并根据电流信号的变化提供相应的诊断信息,以预防和避免设备的故障和损坏。
总结高压电流互感器的作用在电力系统中不可忽视。
通过电流互感器,我们可以方便地获取高压线路中的电流信息,并将其转化为易于测量和控制的低电流信号。
LZZBJ9-10户内型全封闭电流互感器一、特点LZZBJ9-10型电流互感器为环氧树脂缘、户内型、全封闭、支柱式结构的电流互感器,适用于额定电压10KV、额定频率50Hz的交流电力系统中作电流、电能测量及继电保护用。
二、使用条件产品性能符合IEC标准和GB1208-2006《电流互感器》。
1.额定绝缘水平: 12/42/75kV2.负荷功率因数: cosφ=0.83.额定频率: 50Hz4.额定二次电流 : 5A或1A5.局部放电水平: 符合GB5583-85标准,其局部放电不大于50PC三、安装须知1. 在安装时二次绕组不能开路,当一次通过电流时,二次绕组磁通增大,会产生很高的电压,破坏绝缘和对设备人身造成危险。
2. 把母排接在电流互感器的一次接线铜板上,二次电流从1S1 1S2或是2S1 2S2输出。
3. 安装地板上有四个安装孔直接固定在铁板上,把地线直接从安装地底上引出。
四、技术参数表额定电流(A)准确级组合额定二次输出(V A)短时热电流(KA)动稳定电流(KA)10 0.2/10P15 10/15 1.5 3.815 0.5/10P150.2/10P100.5/10P100.5S/5P100.2S/5P100.2S/10P200.5/0.2S/10P100.2S/10P10/10P105P20/5P20 15/1515/202 520 3 7.530 5 12.540 6.3 1550 8.1 2075 16.2 40.5100 21.6 54 150-300 36 80 400-600 45 112.5 1000-1500/5 80 160 2000-2500/5 100 160 3000/5 100 180五、外形尺寸图LZW-10户外型全封闭电流互感器一、特点LZW-10型电流互感器为环氧树脂缘、户外型、全封闭、支柱式结构的电流互感器,适用于额定电压10KV、额定频率50Hz的交流电力系统中作电流、电能测量及继电保护用。
35kv高压电流互感器简介
35kv高压互感器概述
适用于额外频率50Hz或60Hz、额外电压35kV及以下的电力体系中,作电气丈量、电气维护用。
35kv高压互感器构造简介
商品为贯穿(单匝)构造,由铁心、二次绕组和一次导电杆等构成,且悉数包封在环氧浇注体内,设备板与浇注体构成一体,设备板上有供设备与接地用的嵌装螺母和二次出线端子,二闪出一处有维护罩。
35kv高压互感器技能参数
1.额外一次电流,额外二次电流,精确极及相应的额外输出;
2.负荷的功率因数为0.8(滞后);
3.十P级精确限值系数为20;
4.0.5级外表保安系数FSle;十;
5.额外短时热电流(有用值):45kA/1秒;
6.额外动安稳电流(峰值):112.5kA;
7.精确级组合:0.5/十P/十P
注:在构造长度容许计划内商品的一次电流及精确组合能
够依据用户需求恣意挑选,可所以复合变比,也可所以四个精确级。
8.额外绝缘水平:40.5/95/185kV;
9.有些放电水平契合GB5583及IEC185《互感器有些放电丈量》,其视在放电量不大于50pC。
高压电流互感器试验 - 互感器高压电流互感器试验通常要进行极性试验、变比试验和绕组伏安特性试验,下面电工学习网我分别对试验方法和试验留意事项进行相关阐述。
1、极性试验向爱护及距离爱护,高频方向爱护等装置对电流方向有严格要求,所以高压电流互感器(CT)必需做极性试验,保证二次回路能以CT的减极性方式接线,从而一次电流与二次电流的方向能够全都,规定电流的方向以母线流向线路为正方向。
在高压电流互感器CT本体上标注有L1、L2,接线盒桩头标注有K1、K2,试验时通过反复开断的直流电流从L1到L2,用直流毫安表检查二次电流是否从K1流向K2。
线路CT本体的L1端一般安装在母线侧,母联和分段间隔的CT本体的L1端一般都安装在I母或者分段的I段侧。
接线时要检查L1安装的方向,假如不是依据上面状况下安装,二次回路就要按以交换头尾的方式接线。
2、变比试验高压电流互感器CT需要将一次侧电流按线性比例转变到二次侧,所以必需做变比试验,高压电流互感器变比试验时的标准CT是一穿心CT,其变比为(600/N)/5,N为升流器穿心次数,假如穿一次,为600/5。
对于二次是多绕组的CT,有时测得的二次电流误差较大(是由于其他二次回路开路使CT磁通饱和,大部分一次电流转化为励磁涌流),此时把其他未测的二次绕组短接即可。
在安装时未使用的绕组也应当全部短接,但应留意:有些绕组属于同一绕组上有几个变比不同的抽头,只要使用了一个抽头,其他抽头就不能短接;若该绕组未使用,只短接最大线圈抽头。
变比试验测试点为标准CT,二次电流分别为0.5A、1A、3A、5A、10A、15A时高压电流互感器(CT)的二次电流。
3、绕组伏安特性抱负状态下的CT就是内阻无穷大的电流源,不因外界负荷大小转变电流大小,实际中的高压电流互感器CT只能在肯定的负载范围内保持固定的电流值。
伏安特性就是测量CT在不同的电流值时允许承受的最大负载,即10%误差曲线的绘制。
伏安特性试验时特殊注留意事项:(1)电压应由零渐渐上升,不行中途降低电压再上升,以免因磁滞回线关系使伏安特性曲线不平滑.(2)对于二次侧是多绕组的CT,在做伏安特性试验时也应将其他二次绕组短接。
1 概述750kV电压等级的输变电示范工程官厅—兰州东线路,于2005年开始投运,目前已运行三周年,电流互感器一直没有校准。
现在,又相继建成设了官厅—西宁、兰州东—银川等10余条750kV的输变电线路。
特高压变电站GIS主回路中电流互感器的现场检定试验引起西北网公司的重视。
750kV特高压变电站设备主要采用气体绝缘封闭式组合电器GIS或HGIS。
在进行GIS主回路中电流互感器的现场检定试验时,试验回路较长,所用调压器和升流器的容量很多。
大电流升流问题成为电流互感器现场校准难题。
此前国际上一直没有成功地完成过此项现场全电流试验工作的报道。
用串联补偿的方法减小升流器的容量,在390m的回路上电流成功地升至4600A,完成兰州东750kV变电站电流互感器的首次全电流计量检定工作。
2 依据标准GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》SD109《电能计量装置检验规程》JJG1021—2007《电力互感器》《电能计量装置现场检验作业指导书》3 主要参数电流互感器参数电流互感器的额定电流比为4000/1、2000/1(抽头),准确度等级为0.2S级/0.5级,额定负荷为20V A/30V A,额定电压为800kV,绝缘水平为830kV(1min 工频耐受电压)、1550kV(操作冲击)和2100kV(雷电冲击),额定短时耐受电流为50kA(2秒),SF6气体额定压力为0.5MPa。
被检电流互感器的安装位置及编号如表1-1所示。
回路参数兰州东750kV变电站内需要进行现场校验的电流互感器位于750kV侧兰州东—官亭线的第一串,变电站内的750kV侧均采用GIS管道的形式主接线采用3/2接线方式。
电流互感器分布位置见图1。
图1 电流互感器分布结构图其中:CB为断路器,DS为隔离开关。
从图1可以看出,要进行全电流下电流互感器的误差校验试验,给电流互感器的一次侧通入4800A的大电流,只能利用GIS管道内的大电流母线将大电流注入被检电流互感器的一次侧。
高压电流互感器原理
高压电流互感器是一种用于测量高压电流的装置。
它的原理基于法拉第电磁感应定律,根据高压电流线圈与次级线圈之间的电磁耦合来实现电流的测量。
高压电流互感器通常由一个主线圈和一个次级线圈组成。
主线圈由高导磁材料制成,一端与高压电源相连,另一端接地。
主线圈的长度和截面积通常要比待测电流所通过的导线要大。
次级线圈则位于主线圈的附近,它也是由高导磁材料制成。
次级线圈中通过的电流与主线圈中通过的电流成正比。
在次级线圈中产生的感应电动势通过连接线路传递到检测仪表中,进而实现电流的测量。
当高压电流通过主线圈时,由于主线圈与次级线圈之间的电磁耦合,导致次级线圈中产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律,感应电动势与导线中通过的电流成正比。
为了提高测量精度,通常在次级线圈中使用了多层绕组和铁芯来增加线圈的磁通量。
这样可以进一步增强次级线圈中感应电动势的大小。
高压电流互感器通常与检测仪表一起使用,检测仪表能够测量次级线圈中的感应电动势,并根据互感器的标定参数将感应电动势转换为对应的电流数值。
总而言之,高压电流互感器通过主次线圈之间的电磁耦合来测量高压电流,利用法拉第电磁感应定律完成测量过程。
宽厚板线35 kV高压电流互感器二次线发热故障分析对我厂35 kV电磁站高压电流互感器所发生的故障进行分析,简述故障发生的原因和后果,以及检查的方法,标签:高压电流互感器;发热;故障;分析1 前言在电力系统中电流互感器起着不可或缺的作用。
如果高压电流互感器二次侧断线,二次侧感应电压可达几千伏,存在人身触电、设备损坏等严重危险,严重影响电力系统的正常运行。
现就电流互感器故障原因、判断及分析做一探讨。
2 电流互感器的原理电流互感器利用变压器原、副边电流成比例的特点制成。
其工作原理、等值电路也与一般变压器相同,只是其原边绕组串联在被测电路中,且匝数很少;副边绕组接电流表、继电器电流线圈等低阻抗负载。
原边电流(即被测电流)和副边电流取决于被测线路的负载,而与电流互感器的副边负载无关。
由于副边低阻抗负载,所以原、副边电压U 1 和Uc 2 都很小,励磁电流I 0 也很小。
电流互感器二次电流的大小由一次电流决定,二次电流产生的磁势,是平衡一次电流的磁势的。
若二次开路,其阻抗无限大,二次电流等于零,其磁势也等于零,就不能去平衡一次电流产生的磁势,那么一次电流将全部作用于激磁,使铁芯严重饱和。
磁饱和使铁损增大,电流互感器发热,电流互感器线圈的绝缘也会因过热而被烧坏。
还会在铁芯上产生剩磁,增大互感器误差。
最严重的是由于磁饱和,交变磁通的正弦波变为梯形波,在磁通迅速变化的瞬间,二次线圈上将感应出很高的电压,其峰值可达几千伏,如此高的电压作用在二次线圈和二次回路上,对人身和设备都存在着严重的威胁。
所以电流互感器在任何時候都是不允许二次侧开路运行。
电流互感器的接线方式按其所接负载的运行要求确定。
最常用的接线方式为单相,三相星形和不完全星形,如图1、图2、图3。
3 电流互感器在我厂发生故障的案例及原因分析。
2019年5月28日,在观察后台综保数据时发现04365进线A相电流数据为零,怀疑进线柜电流互感器存在问题,于是去高压柜出检查综保单元及检测单元,发现综保单元三相电流显示正常,检测单元A相电流显示为零,用电流卡表对A 相电流进行检测显示也为零。
高压电流互感器什么是高压电流互感器?高压电流互感器,简称电流互感器,是一种用于测量高电流的电气设备。
它通常用于电力系统中,用来适配电流传感器和仪表的不同电流等级。
高压电流互感器的原理高压电流互感器的原理是利用互感器的基本原理,即通过磁性耦合的作用,把高电流传送到仪表中,进行电流的测量和显示。
互感器是由铁心、线圈和外壳组成的。
铁心由铁片叠压而成,铁心上绕有一定匝数的主线圈,电流经过主线圈,产生磁通量。
当铁心中间插入一根带电导线时,在主线圈中将产生感应电势,通过这个原理,互感器成为一种测量电流的传感器。
高压电流互感器分两种:铁芯和非铁芯,铁芯互感器结构简单,线圈绕制在铁心上,具有小体积、重量轻的特点,而非铁芯互感器则是充分利用铁心外壳的磁通量来提高传递电流的能力。
高压电流互感器的分类1.根据使用场合不同,可以将电流互感器分为接地式电流互感器、非接地式电流互感器和整并电流互感器。
2.根据分界值不同,可以将电流互感器分为一次侧额定电流和二次侧额定电流互感器。
3.根据结构形式不同,可以将电流互感器分为R型电流互感器、T型电流互感器,简形式电流互感器和整形电流互感器。
高压电流互感器的应用高压电流互感器的主要应用是测量电力系统中的高电流,以及传递信号为后段仪表和保护装置提供正确的电流信号。
具体的应用场景包括:1.电力系统中的电流测量。
2.发电机侧的电流测量。
3.变电站中的电流测量。
4.母线架电流测量。
高压电流互感器的注意事项在使用高压电流互感器的过程中,需要注意以下事项:1.采用相应的电流互感器来匹配采集仪表和保护装置,确保电流测量的准确性和稳定性。
2.采用不同类型的电流互感器来满足不同应用场合的需求。
3.根据品质和使用周期的变化,定期检测和维护电流互感器。
总的来说,高压电流互感器是电力系统中非常重要的测量设备,它可以保障电路在流过高电流时的正确控制和保护,确保电力系统的稳定运行。
高压电流互感器的作用
高压电流互感器是一种用于测量高压电流的电器设备,它的作用是将高压电流转换为低压电流,以便于测量和监测。
在电力系统中,高压电流互感器是非常重要的设备,它可以帮助电力工程师和技术人员监测电力系统的运行状态,确保电力系统的安全和稳定运行。
高压电流互感器的工作原理是利用电磁感应的原理,将高压电流通过互感器的线圈产生的磁场感应到次级线圈中,从而产生低压电流。
这样,就可以将高压电流转换为低压电流,以便于测量和监测。
高压电流互感器通常由铁芯、线圈和绝缘材料组成,其中铁芯是用于增强磁场的,线圈则是用于感应电流的,绝缘材料则是用于隔离高压电流和低压电流的。
高压电流互感器的作用非常重要,它可以帮助电力工程师和技术人员监测电力系统的运行状态,确保电力系统的安全和稳定运行。
在电力系统中,高压电流互感器通常用于测量和监测电力系统中的电流,以便于判断电力系统的负荷情况和故障情况。
此外,高压电流互感器还可以用于保护电力系统,当电力系统中出现过载或短路时,高压电流互感器可以及时检测到电流的变化,并触发保护装置,以保护电力系统的安全和稳定运行。
高压电流互感器是电力系统中非常重要的设备,它可以帮助电力工程师和技术人员监测电力系统的运行状态,确保电力系统的安全和稳定运行。
在未来,随着电力系统的不断发展和升级,高压电流互
感器的作用将变得越来越重要,它将成为电力系统中不可或缺的设备之一。
1 概述750kV电压等级的输变电示范工程官厅—兰州东线路,于2005年开始投运,目前已运行三周年,电流互感器一直没有校准。
现在,又相继建成设了官厅—西宁、兰州东—银川等10余条750kV的输变电线路。
特高压变电站GIS主回路中电流互感器的现场检定试验引起西北网公司的重视。
750kV特高压变电站设备主要采用气体绝缘封闭式组合电器GIS或HGIS。
在进行GIS主回路中电流互感器的现场检定试验时,试验回路较长,所用调压器和升流器的容量很多。
大电流升流问题成为电流互感器现场校准难题。
此前国际上一直没有成功地完成过此项现场全电流试验工作的报道。
用串联补偿的方法减小升流器的容量,在390m的回路上电流成功地升至4600A,完成兰州东750kV变电站电流互感器的首次全电流计量检定工作。
2 依据标准GB50150-2006《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》SD109《电能计量装置检验规程》JJG1021—2007《电力互感器》《电能计量装置现场检验作业指导书》3 主要参数电流互感器参数电流互感器的额定电流比为4000/1、2000/1(抽头),准确度等级为0.2S级/0.5级,额定负荷为20V A/30V A,额定电压为800kV,绝缘水平为830kV(1min 工频耐受电压)、1550kV(操作冲击)和2100kV(雷电冲击),额定短时耐受电流为50kA(2秒),SF6气体额定压力为0.5MPa。
被检电流互感器的安装位置及编号如表1-1所示。
回路参数兰州东750kV变电站内需要进行现场校验的电流互感器位于750kV侧兰州东—官亭线的第一串,变电站内的750kV侧均采用GIS管道的形式主接线采用3/2接线方式。
电流互感器分布位置见图1。
图1 电流互感器分布结构图其中:CB为断路器,DS为隔离开关。
从图1可以看出,要进行全电流下电流互感器的误差校验试验,给电流互感器的一次侧通入4800A的大电流,只能利用GIS管道内的大电流母线将大电流注入被检电流互感器的一次侧。
靠进、出线高压套管上的母线接头将相邻两相GIS管道内的大电流母线对接起来构成试验回路,对此试验回路注入大电流,此电流也就是流过被检电流互感器的一次电流,从而解决了被检电流互感器一次侧的通流问题。
从线路侧到变压器侧长度160m,高压绝缘套管高15m,加上大电流引线及返回导体,回路长度共390m。
GIS回路示意图见图2。
图2 GIS回路示意图GIS管道外壳的外径为1.6m;GIS管道内的大电流母线外径为0.192m,壁厚12mm。
供电电源情况在线路侧60m远处有一施工用10kV变压器,容量600kVA。
需要解决得问题在全电流工况下,对大回路GIS管道内电流互感器进行现场校验,需要研究解决以下问题:1、选择试验回路和及返回导体;2、计算回路电气参数;3、确定电容补偿方案;4、研究回路的交流电阻与直流电阻的差异;5、研究采用无功补偿对降低电源容量要求的作用;6、升流设备的选型方法;7、验证多台调压器并联运行的可行性;8、验证多台升流器原边并联、副边串联运行的可行性。
4 试验回路及返回导体的选择4.1 接地开关作返回导体GIS开关部分的电气主接线如图3所示,其中:CB为断路器,DS为隔离开关,ES为接地开关,CT为电流互感器。
断路器在GIS罐体内部的中间位置,罐体内的两端分别是隔离开关和接地开关,断路器和隔离开关之间是用GIS大电流母线进行连接,被试的电流互感器就套在断路器和隔离开关的连接母线上。
整个GIS开关部分的总长度不超过20m。
ES图3 GIS开关的电气主接线图在利用接地开关构成的试验回路中,用大电流多股编织导线作为返回导体将GIS两端的接地开关连接起来构成闭合回路。
为了满足4000A的通流要求,按照4A/mm2的经验数据计算,大电流多股编织导线的截面积为1000mm2。
GIS开关部分的长度,加上大电流多股编织导线的长度为20m,整个回路的总长度不超过40m。
可见,用接地开关作返回导体,能大大减小试验回路的长度,这不仅简化了试验回路的接线,减小了试验的工作量,还减小了试验回路的负载阻抗,从而减小了电源容量,节省了采购试验设备的开支。
但是,由于接地开关在设计时只考虑50kA/2s 的动热稳定性能,并没有考虑持续通过4000A 大电流的情况。
从开关厂技术人员及监造人员处了解到,接地开关接地部分的直径只有约2cm ,如果持续通过4000A 的试验电流,有可能会造成接地开关甚至是GIS 母线的热损伤。
4.2 GIS 管道外壳作返回导体从官亭线路侧的进线套管到主变侧的出线套管的GIS 电气主接线如图4所示,其中:CB 为断路器,DS 为隔离开关,CT 为电流互感器。
两个隔离开关之间为GIS 开关部分,长度大概为20m 。
进线套管到隔离开关之间以及隔离开关到出线套管之间是GIS 大电流母线部分。
每一相GIS 管道的总长度为160m 。
线路侧套管和变压器侧套管的高度均为15m (距地面高度18m )。
主变官亭A CB图4 线路侧套管和变压器侧的GIS 示意图利用外壳作返回导体,只需要用两根长15m 、截面积为1000mm 2的大电流多股编织导线分别将进线套管和出线套管顶部的GIS 母线接头与各自套管底部的GIS 外壳连接起来,就可以构成试验回路。
忽略大电流多股编织导线和套管内母线的影响,只考虑GIS 管道部分,可以将GIS 管道部分等效为同轴电缆。
GIS 管道部分如图5所示,其中:r1是母线半径,为0.096m ;r2是外壳半径,为0.7m ;l 是回路长度,为160m 。
图5 GIS 管道示意图根据同轴电缆的电感计算公式:)12ln 41(20r r l L +=πμ (2-1) 式(2-1)中:r1—是母线半径;r2—是外壳半径;l —是回路长度。
得:L=0.0717mH ,Z L =ωL=22.5mΩ由电阻计算公式:Sl R ρ= (2-2) 代入ρ铝=0.029Ω﹒mm 2/m 、l =160m 、S =6700mm 2,可以计算出GIS 管道内大电流母线的电阻为:R =0.69m Ω。
根据上面的计算,用GIS 外壳作返回导体时,回路的感抗不大,而且GIS管道内大电流母线的电阻也非常小。
但是,GIS 外壳采用的一般都是电阻率较低的材料,而且GIS 外壳之间连接的接头太多,接触电阻过大,因此GIS 外壳的电阻可能会很大。
更重要的是,GIS 外壳在设计时并没有考虑持续流过4000A 大电流的情况,若作为返回导体而持续流过4000A 的大电流,可能会造成GIS 外壳或外壳上设备的损坏。
因此,用GIS 外壳作返回导体也不可行。
4.3 大电流多股编织导线作返回导体用大电流多股编织导线将进线套管和出线套管顶部的母线接头直接连接起来,构成试验回路。
大电流多股编织导线的截面积为1000mm 2,长度为160m 。
为了尽量减小回路感抗,大电流多股编织导线要尽量靠近GIS 大电流母线以减小回路面积。
这时,可以将试验回路等效为长160m ,宽0.7m ,导线半径为0.096m 的单匝矩形,根据单匝矩形的电感计算公式:()()()⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+-+++=422ln 2ln 0000b a d b a d b r ab b d a r ab a L πμπμ (2-3)式(2-3)中:a —矩形的长度;b —矩形的宽度;d —22b a d +=;r0—为圆形导线的半径,且:r0<<a ,r0<<b 。
代入a =160m ,b =0.7m ,r0=0.096m ,得:L =0.1436mH ;Z L =ωL =45.1m ΩGIS 管道内大电流母线的电阻为:R =0.69mΩ根据试验,长10m 、截面积为250mm 2的大电流多股编织导线电阻值为0.76mΩ,那么,截面积为1000mm 2大电流多股编织导线每米的电阻为0.019mΩ。
则长度为160m 的这种大电流多股编织导线电阻为:R =160×0.019=3.04mΩ故回路总电阻为:0.69+3.04=3.73mΩ根据上面的计算,利用大电流多股编织导线作返回导体,虽然试验回路的感抗不算太大,但是回路的电阻已经变大许多。
而且,使用这种接线型式需要大量的大电流多股编织导线,这大大增加了实验过程中接线的难度,操作的可行性低。
4.4 相邻的GIS 母线作返回导体用大电流多股编织导线分别将相邻两相进线套管和出线套管顶部的母线接头对接,利用相邻GIS 管道内的大电流母线作返回导体构成回路。
使用的大电流多股编织导线的截面积为1000mm 2,总长度为30m 。
以下分别用三种方法计算这个试验回路的感抗:(1).将回路等效为长160m ,宽3m ,的单匝矩形,则根据式(2-3),代入a =160m ,b =3m ,r0=0.096m ,得:L =0.2390mH ;Z L =ωL =75m Ω(2).将回路等效为两条长度为160m ,间距为3m ,导线半径为0.096m 的平行长线,根据平行长线的电感计算公式: )41(ln 0+=R D l L πμ (2-4) 式(2-4)中:l —导线的长度;R —导线的半径;D —导线轴间的距离,R≤D ,D≤l 。
代入l =160m ,R =0.096m ,D =3m ,得:L =0.2362mH ;Z L =ωL =74.2m Ω(3).按经验公式2μH/m 计算,得:L =0.32mH ;Z L =ωL =100.5m Ω通过比较(1)、(2)和(3)的计算结果发现,(1)和(2)得到的回路感抗计算结果基本一致,而(3)的感抗计算结果与(1)、(2)相比,偏差较大。
整个回路的电阻由GIS 大电流母线电阻和大电流多股编织导线电阻两部分组成。
大电流母线电阻为2×0.69=1.38m Ω,大电流多股编织导线电阻为30×0.019=0.57m Ω,回路总电阻为:R=1.95m Ω根据上面的计算,利用相邻相的GIS 母线作返回导体,其回路感抗较大,而且回路的电阻也不小。
但是,使用这种接线方式,可操作性强,试验接线也相对简单。
4.6 小结1 利用接地开关作返回导体,虽然能大大简化试验回路,而且试验操作简单,但是有可能会造成接地开关和GIS 母线的损坏。
2 利用GIS 外壳作返回导体,回路的电阻增大,同样也有可能会造成GIS 外壳和外壳上设备的损坏。
3 利用大电流多股编织导线作返回导体,回路感抗小,但工作量大,费用高。
4 用相邻GIS 的大电流母线作返回导体,其回路电阻较小。
工作量小,可操作性强。
而回路感抗可以补偿。
5 计算电阻值为直流电阻值。
因此,最终选择用相邻GIS 的大电流母线作返回导体。