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继保原理分享-思格带你轻松认识电流回路

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发表时间:2022-12-15 10:52作者:思格教育

  认识电流互感器


  说到电流回路就必须先要了解电流互感器(简称“TA”或“CT”,以下简称CT),由于电力系统设备一次侧的电流值很大,不方便测量,CT的作用是把一次侧的大电流转化为二次侧的小电流,方便测量及使用。

  这里我们主要介绍常见的电磁式CT,电磁式CT是根据电磁感应的原理实现的,由闭合铁芯和线圈绕组构成,下面我们就几个主要方面来简单的介绍一下。


  极性


  简单粗暴的说,极性就是一次电流流向和二次电流流向的关系,分位减极性和加极性,为表达方便,我们规定一次侧电流从P1流入,P2流出:


  减极性:二次侧电流从S1流出,S2流入(P1和S1为同名端)


1.png


  加极性:二次侧电流从S1流入,S2流出(P1和S2为同名端)


2.png


  其实加、减极性的定义就是二次绕组绕线方式不同而决定的,根据“右手螺旋定制”(如果已经还给老师,就一起复习一下吧)


  右手螺旋定则:手握住铁芯,四指指向绕组电流流向,那么大拇指的朝向就是磁通方向;反过来,大拇指朝向磁通方向,那么四指的方向就是电流流向)。


3.png

  根据右手螺旋定则,在S1、S2和S1'、S2'将分别产生上图所示的电流,我们定义S1'(流出)、S2'(流入)为减极性,大多数的电流互感器都是减极性。


      2精确度


      CT的二次侧一般有多个绕组,每个绕组的精确度也不同,一般分为测量级(常用的有0.1S、0.2S、0.5S)和保护级(5P、10P)等,站内的测控装置、电度表需要接测量级绕组,保护装置、故障录波装置需要接保护级绕组。


      3变比


  为满足变比的多样化,现在使用的CT一般采用有一次绕组串并联和二次绕组抽头两种方式来满足现场的实际需要,现以某CT铭牌的部分绕组为例:


4.png


  表格中的2×600就是代表一次绕组使用串联还是并联(串联时为600,并联时为1200)。如下图所示,P1—C2和P2—C1分别为穿入铁芯的一次绕组(假设匝数都为N1,二次绕组线匝数为N2),电流从P1流进,P2流出。


  当C1、C2短接时为串联,这时一次绕组的等效匝数为2N1,变比K串=N2/2N1


  当C1、P1短接,C2、P2短接时为并联,这时一次绕组的等效匝数为N1,变比K并=N2/N1


  简单说,串联时的变比为并联时的一半,从铭牌上看串联时为600/5,并联时为2×600/5。


5.png

     

      (2)二次绕组抽头


  以2S绕组为例,2S1-2S3为一个二次绕组,接到2S2的抽头位置时,绕线匝数减半,所以变比相对比接2S3时减半。


6.png


  认识电流回路


  在了解电流源头—CT以后,让我们来了解一下电流回路,由于电流回路不能开路,所以查看时要找到电流的“头”和“尾”,现场我们从CT的二次绕组出发,“顺藤摸瓜”地捋一捋整个电流回路。


  第一站:CT至开关端子箱


       电流回路分别从CT的A、B、C三相从二次绕组出来后,然后引至端子箱内的电流端子上,由于每个二次绕组的用处不同,所以分别将三相的同一绕组(比如1S1-1S2)引至端子的同一处(比如保护电流)。(为叙述方便,这里只画出了3个绕组,如果实际中有多的绕组,其原理相同)


7.png


  第二站:开关端子箱至各个装置


  从端子箱出来后,由电缆引至各个装置,有些时候,会有两个装置串接一组电流的情况,如下图所示(A411等为电缆的号头)。


8.png

  上图中值得注意的是,图中的接地符号不是实际的接地位置,电流的二次回路应该在端子箱内一点接地,


  最后,来一个电流回路的全家福,下图为示意图,可能与变电站的实际情况不同,但原理是一样的。   


9.png


  电流回路的“任性”之处


  做了这么多铺垫,相信你已经对电流回路有个大概的了解了,由于电流涉及到很多保护装置,它的重要不言而喻,下面我们进一步了解一下吧。


       “任性”之一:拒绝开路


  如果CT二次回路开路,将会铁芯损耗增加,留下的剩磁会使其误差增大,并且根据电磁感应原理,CT的二次绕组的匝数远大于一次绕组,所以二次回路的开路电压很高,开路会危害人身安全及设备。


  预防方法


      (1)在平时的调试预检中,要检查电流连片和端子螺丝是否牢靠,防止连片、接线松动;


      (2)安装变更CT时,进行通流测试可以验证回路的完整性。


        “任性”之二:拒绝极性错误


   因为很多保护以及测控装置涉及到电流的极性,如果CT的极性错误,将会引起保护误动作,测量结果不准等后果,所以在CT安装前,要核验极性是否正确。


   核验方法(减极性为例)


   工具:蓄电池、毫安表或指针式万用表、试验线


   操作方法:将毫安表的正极与二次绕组S1连接,负极与S2(或S3)连接。


   然后将蓄电池的负极与P2连接固定不动,将蓄电池的正极与P1不断接通—断开—接通循环操作,此时观察毫安表的结果:接通时应为正偏,断开时应为反偏。


      “任性”之三:拒绝错误接地


  此处的错误接地是指,CT二次回路必须一点接地,也就是说不接地和多点接地是不合要求的。


  如果二次回路不接地,在CT一、二次侧绝缘损坏、击穿时,二次回路将会有高电压,危害人身安全。


  如果二次回路多点接地,将会造成二次回路短路,保护及测控等装置接受不到电流采样,很可能造成保护误动、拒动,测量结果误差增大等结果。

  

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