电流互感器的误差分析与工程计算高等教育工学_高等教育-工学.pdf

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1、0 引言 通常对电流互感器(TA 误差特性的分析分为 2 个方面,稳态误差与暂态误差 1-6。稳态误差特性的 分析相对而言较简单一些,而对暂态特性的分析可能 需要 考虑到数值仿真的深度或层次才能得到较确切 的结果。本文结合工程实际,对 TA 稳态误差特性做 物理与数学上的分析,并介绍了使用 Matlab 计算软 件的 TA 误 差特性计算机解法。运行中的继电保护装置,出现误动、拒动现象在 所难免,特别是变压器差动保护,长期以来误动率居 高不下。各 种差动保护,如变压器差动保护、线路差 动保护、母线差动保护等,正确动作的 前提是首先保 证 TA 工作正常 7-9。当保护装置出现原因不明的误 动作

2、时,人们 总想知道在故障时 TA 二次侧输出的误 差到底有多大;若经简单分析后能判断出 TA 误差超 过了 10%允许范围,则想知道将二次负荷阻抗值减 小到多少,可以将问 题消除,或者,差动保护门槛值要 提高到多少才可避免误动作。计算的思路一般是:a.判断 TA 在故障电流下有没有超过 10%误 差,作此判断的计算工作相对简单 一点,若某一 TA 误差没越限,则可以不再详细计算其确切误差;b.要是超过了 10%误差,则超过了多少,确切值是多少;c.若要将误差限制在 10%以下,二次负载阻抗 最多允许多大。1TA 稳态误差的物理特性与数学分析 计算 TA 误差,有 2 种方式,一是从 TA 结构

3、与 材料参数出发求其稳态误差,二是由 TA 的伏安特性曲线及等值电路参数求其误差。第 1 种方法需知 道 TA 铁芯截面积、磁 路长度、气隙长度等参数，相对较繁琐和困难，通常在分析暂态误差时使用；第 2 种方法是目前普遍使用且简单易行的方法。以下由伏安特性曲线计算 TA 误 差。1.1TA 的等值电路及参数 众所周知,TA的物理模型可以用 T 型等值电路表 示,如图 1 所示,图中,Z 1、Z 2、Z L、Z e 分别为 TA 一次侧 等值阻抗、二次绕组阻抗、二次负载阻抗和等效励磁 阻抗;I 1、I 2、I e 分别为归算 到二次的一次侧电流、二次电流、励磁电流；U 2 为二次负载阻抗上的 压

4、降,箭尾端为高；E 为励磁阻抗上的感应电动 势，箭头端为高(所有参 数都已归算到二次侧。由于励磁阻抗中要流过励磁电流，所以 I 1 工 I 2 于是产生了 TA 传变误差 e,e=(I 1-1 2/I 1。图 1 是一个很简单的一阶电路,若电路全部参数已知,对任意输入 电流 I 1,可以通过对此电路列出 2 个独立方程(1(2 求解 I 2 和 I e,从而求出传变 误差 e。E=U 2+I 2Z 2=I 2Z L+1 2Z 2(1 I 1=I 2+I e(2 实际中，电路图中的 Z 1 串接于电流源中，对计算无影响，参数也不必知道，Z 2、Z L 可以直接测量到。困难在于 Z e 无法直接测

5、量，也不是一个固定的值，不能用 Z e=E/I e 表示，因为 Z e 可能因铁芯饱和而 变化。由于 Z e 未知，仅由(1(2 两式不可能求出 I 2 与 I e,还需要一个 E 与 I e 之间的关系式。1.2TA 的伏安特 性曲线 E f e,一般在 电流互感器的误差分析与工程计算 而对暂态特性的分析可能需要考虑到数值仿真的深度或层次才能得到较确切的结果本文结合工程实际对稳态误差特性做物理与数学上的分析并介绍了使用计算软件的误差特性计算机解法运行中的继电保护装置出现误动拒动现象在所等正确动作的前提是首先保证工作正常当保护装置出现原不明的误动作时人们总想知道在故障时二次侧输出的误差到底有多

6、大若经简单分析后能判断出误差超过了允许范围则想知道将二次负荷阻抗值减小到多少可以将问题消除或者算工作相对简单一点若某一误差没越限则可以不再详细计算其确切误差要是超过了误差则超过了多少确切值是多少若要将误差限制在以下二次负载阻抗最多允许多大稳态误差的物理特性与数学分析计算误差有种方式一是从结构与材曹团结 1,2,张 剑 2,尹项根 1,张 哲 1(1.华中科技大学 电气与电子工程学院,湖北 武汉 430074;2.南京中德保护控制系统有限公司,江苏 南京 210003 摘要:电流互感器的正确传变,是继电保护装置正确工作的前提,工程实际中 经常需要对电流互感 器误差作定量的评估或确切的计算。通过对

7、电流互感器稳态 误差特性做物理与数学上的分析,可知 电流互感器稳态误差主要来自其励磁阻抗的 非线性。建立了以非线性方程组描述的电流互感器误 差数学模型,在此基础上对 电流互感器误差计算、伏安特性曲线绘制、10%误差特性曲线的绘制以 及在给 定的短路电流下允许最大负荷阻抗的计算等作了原理与方法上的研究与探讨。上 述工作可 以通过计算机完成,文中结合工程应用介绍了使用 Matlab 软件的电流互 感器误差特性计算机解法。关键词:电流互感器;误差;伏安特性曲线;10%误差 曲线;Matlab 中图分类号:TM 452 文献标识码:A 文章编号:1006-6047(2007 010053-04:-;:

8、-07 电 力 自 动 化 设 备 Electric Power Automation Equipment Vol.27No.1Jan.2007 第 27 卷第 1 期 2007 年 1 月 I 1Z 1Z 2I 2E Z e I e而对暂态特性的分析可能需要考虑到数值仿真的深度或层次才能得到较确切的结果本文结合工程实际对稳态误差特性做物理与数学上的分析并介绍了使用计算软件的误差特性计算机解法运行中的继电保护装置出现误动拒动现象在所等正确动作的前提是首先保证工作正常当保护装置出现原不明的误动作时人们总想知道在故障时二次侧输出的误差到底有多大若经简单分析后能判断出误差超过了允许范围则想知道将二次

9、负荷阻抗值减小到多少可以将问题消除或者算工作相对简单一点若某一误差没越限则可以不再详细计算其确切误差要是超过了误差则超过了多少确切值是多少若要将误差限制在以下二次负载阻抗最多允许多大稳态误差的物理特性与数学分析计算误差有种方式一是从结构与材Z L+-图 1 电流互感器的 T 型等值电路 Fig.1T-type equivale nt circuit of CT TA 二次侧施加一个电压源，一次侧开路。每给定一个电压值，测量二次回路 线上流过的电流 I e（I e=I 2。试验方法如图 2 所示,试验中各量满足式（3 的关 系。U 2=E+I e Z 1 胡解灌求窟谏互舉辭渓差 Fig.5 Ca

10、lruUliuh of CT error roll*ifnpMTfl (3 对各个不同的外施 电压 U 2,可得到不同的 I e 值，由此得到一组数据，将 其绘成图 3 所示曲线,即为电流互感器 伏安特性曲线。1.3TA 的数学模型 由式（3 变形得：E=U 2-I e Z 2而对暂态特性的分析可能需要考虑到数值仿真的深度或层次才能得到较确切的结果本文结合工程实际对稳态误差特性做物理与数学上的分析并介绍了使用计算软件的误差特性计算机解法运行中的继电保护装置出现误动拒动现象在所等正确动作的前提是首先保证工作正常当保护装置出现原不明的误动作时人们总想知道在故障时二次侧输出的误差到底有多大若经简单分

11、析后能判断出误差超过了允许范围则想知道将二次负荷阻抗值减小到多少可以将问题消除或者算工作相对简单一点若某一误差没越限则可以不再详细计算其确切误差要是超过了误差则超过了多少确切值是多少若要将误差限制在以下二次负载阻抗最多允许多大稳态误差的物理特性与数学分析计算误差有种方式一是从结构与材(4 此即为所求 E 与 I e 之间的关系式 E=f 2(I e。式(4 在图上表 示为 U 2=f 1(I e 曲线减去 I e Z 2,即 E=U 2-I e Z 2=f 1(I e-Z 2I e=f 2(I e,如图 3 中下面的一 条 曲线。应该说明式(4 是由二次侧测得的 E 与 I e 之间 的关系曲

12、线,实际上,它与 TA 实际工作时由一次侧 提供励磁电流时是相同的。于是可以联立式(1(2(4 即方程 组(I求解 I 2 与 I e。E=U 2+I 2Z 2=I 2Z L+I 2Z 2 I 1=I 2+I e(I E=f 2(I e 由式(2 推得 I 2=I 1-I e,代入式(1 消去 I 2,得方 程组(H。E=I 1(Z 2+Z L-I e(Z 2+Z L E=f(I e(n 方程组(n就是TA稳态误差计算的数学模型。从 3 个方面讨论方程组(n。a.首先,要明确式(4 E=f 2(I e 是一个非线性方 程,因此方程组(n 是一个非线 性方程。b.非线性方程(4 的解析表达式未知

13、,只知道此 曲线上的一些离散点的值。c.解此方程组需知道以下参数与状态量:一次 短路电流与 TA 变比,由此求得 归算到二次侧的 I 1;Z 2(Z 2=R 2+j X 2;Z L(Z L=R L+j X L。参数 Z 1 及 Z e 无 需知道。1.4TA 参数的简化 而对暂态特性的分析可能需要考虑到数值仿真的深度或层次才能得到较确切的结果本文结合工程实际对稳态误差特性做物理与数学上的分析并介绍了使用计算软件的误差特性计算机解法运行中的继电保护装置出现误动拒动现象在所等正确动作的前提是首先保证工作正常当保护装置出现原不明的误动作时人们总想知道在故障时二次侧输出的误差到底有多大若经简单分析后能

14、判断出误差超过了允许范围则想知道将二次负荷阻抗值减小到多少可以将问题消除或者算工作相对简单一点若某一误差没越限则可以不再详细计算其确切误差要是超过了误差则超过了多少确切值是多少若要将误差限制在以下二次负载阻抗最多允许多大稳态误差的物理特性与数学分析计算误差有种方式一是从结构与材方程组（U是相量方程组，图 1 中各参数也都是复数。二次绕组电阻 R 2 由 TA 厂家提供,也可在 现场测量,但二次绕组电抗 X 2 不易测得,但可以根,;负载 电阻 R L 可以根据二次回路导线数据计算也可 在现场直接测量,但是 X L 不易得 到。为解决上述问题并简化计算，可将相量方程组（U化为标量方程组（川,而其

15、 中的参数简单地全部以标量表示。E=I 1(Z 2+Z L-I e(Z 2+Z L E=f(I e 这样简化的实质是将二次回路的总阻抗 Z 2+Z L 的阻抗角a与励磁阻抗 Z e 的阻抗角B看作同一角 度。而事实上阻抗角a由 负荷性质决定，一般呈阻 性，0,而阻抗角B 由于励磁电抗 X e 远大于励磁 电阻 R e,一般呈感性,90。由相量图 4 可见,此 种简化是将误差考虑大了,结果是 偏 向 于 保守（可 靠 的。当然，若想得到确切的解，最好还是解相量方程 组（n o这种情况下，在测试 电流互感器伏安特性 曲 线 时,需 要 以 I e 为 参 考 相 量,记 录 U 2 幅 值 与 相

16、 角 o 但这样做在实际操作时很困难并且收效甚微,也 没 有 必 要,故 本 文的 误 差计算仍以简化方程组（川为数学模型。2TA 数学模型方程组的解法 非线性方程组（川的解法多种多样，此处介绍 适于工程使用的 2 种解法。2.1 图解法 一般的图解法由人工进行,在已绘制的伏安特性 曲线图 3（重画于图 5 上,在 U 轴上找到 E=I 1（Z 2+Z L 点,图中表示为 A 点;在 I 轴 上 找 到 I=I 1而对暂态特性的分析可能需要考虑到数值仿真的深度或层次才能得到较确切的结果本文结合工程实际对稳态误差特性做物理与数学上的分析并介绍了使用计算软件的误差特性计算机解法运行中的继电保护装置

17、出现误动拒动现象在所等正确动作的前提是首先保证工作正常当保护装置出现原不明的误动作时人们总想知道在故障时二次侧输出的误差到底有多大若经简单分析后能判断出误差超过了允许范围则想知道将二次负荷阻抗值减小到多少可以将问题消除或者算工作相对简单一点若某一误差没越限则可以不再详细计算其确切误差要是超过了误差则超过了多少确切值是多少若要将误差限制在以下二次负载阻抗最多允许多大稳态误差的物理特性与数学分析计算误差有种方式一是从结构与材点,图中表示为 B 点;连 接 A、B 两点得直线 AB,即方程组(川 中第 1 式的图形。直 线 AB 与 伏 安 特 性 曲线的交点 C 即是方程组的解,其 横坐标即为待求

18、励磁电流 I e。图解法也可以借助常用的计算机软件实现。例如,可以利用常见的 AutoCAD 绘图软件或 Excel 表格处理软件,按比例画出图形,然后利用软件本身提 供的坐标 标识功能提取图 5 中 C 点的横坐标值 I e。以后,(2/I 1。图 2 伏安特性试验接线图 Fig.2Connection diagram of volt-ampere characteristic test-Z 1Z 2I 2 I e Z e E U 2+A V 电力自动化设备 第 27 卷 图 4 电流互感器相量图而对暂态特性的分析可能需要考虑到数值仿真的深度或层次才能得到较确切的结果本文结合工程实际对稳态误

19、差特性做物理与数学上的分析并介绍了使用计算软件的误差特性计算机解法运行中的继电保护装置出现误动拒动现象在所等正确动作的前提是首先保证工作正常当保护装置出现原不明的误动作时人们总想知道在故障时二次侧输出的误差到底有多大若经简单分析后能判断出误差超过了允许范围则想知道将二次负荷阻抗值减小到多少可以将问题消除或者算工作相对简单一点若某一误差没越限则可以不再详细计算其确切误差要是超过了误差则超过了多少确切值是多少若要将误差限制在以下二次负载阻抗最多允许多大稳态误差的物理特性与数学分析计算误差有种方式一是从结构与材Fig.4Phasor diagram of CT a E I 2 I 1 I e E I

20、 2 I 1 I e O O 图 3 电流互感器伏安特性曲线 Fig.3Volt-ampere charac-teristic curve of CT U U 2=f 1(I e E=f 2(I e 而对暂态特性的分析可能需要考虑到数值仿真的深度或层次才能得到较确切的结果本文结合工程实际对稳态误差特性做物理与数学上的分析并介绍了使用计算软件的误差特性计算机解法运行中的继电保护装置出现误动拒动现象在所等正确动作的前提是首先保证工作正常当保护装置出现原不明的误动作时人们总想知道在故障时二次侧输出的误差到底有多大若经简单分析后能判断出误差超过了允许范围则想知道将二次负荷阻抗值减小到多少可以将问题消除

21、或者算工作相对简单一点若某一误差没越限则可以不再详细计算其确切误差要是超过了误差则超过了多少确切值是多少若要将误差限制在以下二次负载阻抗最多允许多大稳态误差的物理特性与数学分析计算误差有种方式一是从结构与材I O 2.2 数值解法 图解法简单易掌握,但绘图过程繁琐,精确度也 不高,在计算机日益成为普及 工具的今天,利用使用 方便且功能强大的软件程序解决问题成为可能也很 有必 要。Matlab 语言是目前工程界流行最广的科学 计算语言,它集数值计算、符号 运算与图形处理等强 大功能于一体,具有非常友好的工作平台、编程环境 及接近 Windows 的标准界面,基于 Matlab 语言开发 计算软件

22、简单易行,且软件容易为使 用者掌握。作 者在 TA 稳态误差的物理与数学模型的基础上开发 了基于 Matlab 语言的 TA 稳态误差计算软件10-11。程序处理过程如下：a.输入原始数据,包括故障时的短路电流、TA 参数及伏安特性试验测量到的 电压、电流数据组;b.由伏安特性试验测量结果,用最小二乘法拟 合出 E=f 2(I e 曲线的解析表达 式;c.将 E=f 2(1 e 的解析表达式代入非线性方程组(川,用 Newton 迭代法求出 I e;d.计算误差 e,并绘制出伏安特性曲线图。下面给出该计算软件在实际工程应 用中的一个 例子 12。某变电站 35/10kV 主变压器 10kV 侧

23、出 线附近发生短路故 障,引起主变差动保护误动跳闸。经现场调查与检验,是因 35kV 侧 TA 误差超过 10%造成的。用误差计算软件分析该 TA 误差,已知条件：a.TA 变流比 n=200/5;而对暂态特性的分析可能需要考虑到数值仿真的深度或层次才能得到较确切的结果本文结合工程实际对稳态误差特性做物理与数学上的分析并介绍了使用计算软件的误差特性计算机解法运行中的继电保护装置出现误动拒动现象在所等正确动作的前提是首先保证工作正常当保护装置出现原不明的误动作时人们总想知道在故障时二次侧输出的误差到底有多大若经简单分析后能判断出误差超过了允许范围则想知道将二次负荷阻抗值减小到多少可以将问题消除或

24、者算工作相对简单一点若某一误差没越限则可以不再详细计算其确切误差要是超过了误差则超过了多少确切值是多少若要将误差限制在以下二次负载阻抗最多允许多大稳态误差的物理特性与数学分析计算误差有种方式一是从结构与材b.TA 的伏安特性已经由试验测得,列于表 1 中；c.电流互感器的二次绕组电阻 R 2,用电桥测得 为 0.128 Q阻抗角按 35 计算，二次绕组阻抗计算 为 0.156 Q；d.二次负载阻抗 Z L=2.25 Q；d.通过电流互感器一次绕组的短 路电流为 1508A。依照软件提示将 上述各已知条件按要 求的格式输入,运行后得出 TA 稳态误差为 22.15%。同时绘出的 TA 伏安特性曲

25、线如图 6 所示。3 电流互感器 10%误差特性曲线13-14。实践处理分析保护动作情况时，一般需要先做出某 个 TA 是否已经超过了 10%误差的判断，然后才对 越限的 TA 作确切计算。下面是判断 TA 误差是否 越 10%误差的简便方法。3.1 与铭牌数据对照法 如 10P 20 的 TA,容量 15V?A,若实际二次总 负荷阻抗（Z 2+Z L 消耗的容 量未超过 15V?A 并且一次短路电流未超过额定电流的 20 倍，则此 TA 不会超过 10%的误差；若 TA 二次负载容量大于 15V?A 且一次短路电流倍数大于 20,则 而对暂态特性的分析可能需要考虑到数值仿真的深度或层次才能得

26、到较确切的结果本文结合工程实际对稳态误差特性做物理与数学上的分析并介绍了使用计算软件的误差特性计算机解法运行中的继电保护装置出现误动拒动现象在所等正确动作的前提是首先保证工作正常当保护装置出现原不明的误动作时人们总想知道在故障时二次侧输出的误差到底有多大若经简单分析后能判断出误差超过了允许范围则想知道将二次负荷阻抗值减小到多少可以将问题消除或者算工作相对简单一点若某一误差没越限则可以不再详细计算其确切误差要是超过了误差则超过了多少确切值是多少若要将误差限制在以下二次负载阻抗最多允许多大稳态误差的物理特性与数学分析计算误差有种方式一是从结构与材TA 误差肯定超过 10%。若二次负荷容量与一次短路

27、电流倍数两者中 一个越限而 另一个还有一定裕度,则 TA 误差未必超 标,此时可由下面方法判断。3.2 计算最大允许二次负载阻抗法 给定某一短路电流值,假设此时 TA 误差恰为 10%,根据伏安特性曲线 E=f 2(I e,可以计算出此时 的最大允许负载阻抗 Z L,max(不含 Z 2。若实际负载阻 抗 Z L Z L,max,则可推断 TA 误差超过 10%。设归算到二次侧的一次电流为 I 1,则有 I e=0.1I 1(5 I 2=9I e(6 E=I 2(Z 2+Z L,max=9I e(Z 2+Z L,max(7 给定一个 I e 值,根据伏安特性曲线可以得出一 个 E,将 I e

28、与 E 代入式(7 可得:Z L,max=E/(9I e-Z 2(8 结合式(5(8 及伏安特性曲线得方程组(W:I e=0.1I 1E=f 2(I e Z L,max=E/(9I e-Z 2(W 由方程组(W可求出给定 I 1 所对应的最大允许二次 负载 Z L,max。计及短路电流倍数 m 10,m 10=I 11N=I 1 2N=10I e=2I e 而对暂态特性的分析可能需要考虑到数值仿真的深度或层次才能得到较确切的结果本文结合工程实际对稳态误差特性做物理与数学上的分析并介绍了使用计算软件的误差特性计算机解法运行中的继电保护装置出现误动拒动现象在所等正确动作的前提是首先保证工作正常当保

29、护装置出现原不明的误动作时人们总想知道在故障时二次侧输出的误差到底有多大若经简单分析后能判断出误差超过了允许范围则想知道将二次负荷阻抗值减小到多少可以将问题消除或者算工作相对简单一点若某一误差没越限则可以不再详细计算其确切误差要是超过了误差则超过了多少确切值是多少若要将误差限制在以下二次负载阻抗最多允许多大稳态误差的物理特性与数学分析计算误差有种方式一是从结构与材(I 2N=5A(9 或 m 10=1 11N=I 1 2N=10I e=10I e(I 2N=1A(10 式中 I 1、I 1 分别为一次侧电流及其折算到二次侧的 值;I 1N、I 2N 分别为一次侧和二次 侧额定电流。则可由方程组

30、(W求出电流互感器的 10%误差曲线(m 10-Z L,max 曲线。计算最大允许二次负载阻抗法也可称为 10%误差曲线法。事实上,制造厂在 TA 出厂时给出的参 数 也 仅 是 伏 安 特 性 试 验 数 据 而 非 10%误 差 曲 线。TA 的 10%的误差曲线就是利用伏安特性曲线 按上述方法求得的。TA 稳态误差计算 软件中包含 了上述计算功能,并可以自动以图形方式输出电流互 感器 10%误差曲线。图 7给出了利用该软件绘出的 第 2 节例子中电流互感器的 10%误差曲线(图中 n 曹团结,等:电流互感器的误差分析与工程计算 第 1 期 表 1 电流互感器伏安特性试验数据 Tab.1V

31、olt-ampere characteristic data of tested CT U/V I 2/A U/V I 2/A 61.16173.061064.11274.871268.58577.141570.89 81.24 20 注:U 为外施电压,I 2 为二次电流。而对暂态特性的分析可能需要考虑到数值仿真的深度或层次才能得到较确切的结果本文结合工程实际对稳态误差特性做物理与数学上的分析并介绍了使用计算软件的误差特性计算机解法运行中的继电保护装置出现误动拒动现象在所等正确动作的前提是首先保证工作正常当保护装置出现原不明的误动作时人们总想知道在故障时二次侧输出的误差到底有多大若经简单分析

32、后能判断出误差超过了允许范围则想知道将二次负荷阻抗值减小到多少可以将问题消除或者算工作相对简单一点若某一误差没越限则可以不再详细计算其确切误差要是超过了误差则超过了多少确切值是多少若要将误差限制在以下二次负载阻抗最多允许多大稳态误差的物理特性与数学分析计算误差有种方式一是从结构与材user guide.,图 6 示例电流互感器 伏安特性曲线 Fig.6Volt-ampere characteristic curve of tested CT I e/A U e N 80757065 605505101520 为短路电流倍数,Z 2 为 二次负载阻抗，软件同 时也给出了在给定短 路电流下的最大允

33、许 负荷阻抗（为 1.45 Qo顺便指出，若计算出 的 Z L 大于 Z L,m ax 则可尝 试通过加大 TA 二次导线截面积或并联导线根 数减小 Z L;或者若计算 出的 TA 误差值超过 10%不多，在应急情况下可 将差动保护启动门槛整定值适当提高以躲过误动 4 结论 电流互感器稳态误差主要来源于其励磁阻抗的 非线性。非线性的励磁阻抗工 程上用一组伏安特性 试验数据描述,而电流互感器的数学模型可以用非 线性方程 组(H或(川表示。利用 Matlab 编写的电流互感器稳态误差计算软件首先用非线 性多项式拟 而对暂态特性的分析可能需要考虑到数值仿真的深度或层次才能得到较确切的结果本文结合工程

34、实际对稳态误差特性做物理与数学上的分析并介绍了使用计算软件的误差特性计算机解法运行中的继电保护装置出现误动拒动现象在所等正确动作的前提是首先保证工作正常当保护装置出现原不明的误动作时人们总想知道在故障时二次侧输出的误差到底有多大若经简单分析后能判断出误差超过了允许范围则想知道将二次负荷阻抗值减小到多少可以将问题消除或者算工作相对简单一点若某一误差没越限则可以不再详细计算其确切误差要是超过了误差则超过了多少确切值是多少若要将误差限制在以下二次负载阻抗最多允许多大稳态误差的物理特性与数学分析计算误差有种方式一是从结构与材合电流互感器的伏安特性曲线,然后解此非线性方 程组。方程组求解 以后,引言中提

35、出的误差与最大 允许二次负载阻抗计算问题即迎刃而解。参考文 献:1袁 季 修,盛 和 乐,吴 聚 业.保 护 用 电 流 互 感 器 应 用 指 南 M.北 京:中国电力出版社,2004.2 全国变压器标准化技术委员会.GB 1208-1997(eqv IEC 185 1987 电流互感器 S.北京:国家技术监督局,1997.3 全国变压器标准化技术 委员会.GB 16847-1997(idt IEC 44 61992 保护用电流互感器暂态特性技术要求 S.北京:国家 技术监督局,1997.4 IEEE.IEEE std C37.110-1996IEEE guide for the appli

36、cation of current transformer used for protective relaying purpose S.S.l.:IEEE,1996.5 IEC.IEC 60044-1:2000Instrument transformers,part 1,the current transformer,accessory 1S.Genera:IEC,2000.6 袁季修,卓乐友,盛和乐,等.保护用电流互感器应用的若干问题 电流互感器和电压互感器选择和计算导则 简介 J.电力 自动化设备,2003,23(8:69-72.而对暂态特性的分析可能需要考虑到数值仿真的深度或层次才能得

37、到较确切的结果本文结合工程实际对稳态误差特性做物理与数学上的分析并介绍了使用计算软件的误差特性计算机解法运行中的继电保护装置出现误动拒动现象在所等正确动作的前提是首先保证工作正常当保护装置出现原不明的误动作时人们总想知道在故障时二次侧输出的误差到底有多大若经简单分析后能判断出误差超过了允许范围则想知道将二次负荷阻抗值减小到多少可以将问题消除或者算工作相对简单一点若某一误差没越限则可以不再详细计算其确切误差要是超过了误差则超过了多少确切值是多少若要将误差限制在以下二次负载阻抗最多允许多大稳态误差的物理特性与数学分析计算误差有种方式一是从结构与材YUAN Ji-xiu,ZHUO Le-you,SH

38、ENG He-le,et al.Some problems on application of current transformers in protection introduction of“Guide to the selection and calculation of current transformer and voltage transformer”J.Electric Power Auto-mation Equipment,2003,23(8:69-72.7 陈建玉,孟宪民,张振旗,等.电流互感器饱和对继电保护影响的 分析及对策 J.电力系统自动化,2000,24(6:54

39、-56.CHEN Jian-yu,MENG Xian-min,ZHANG Zhen-qi,et al.Influence of the current transformer saturation on relay unit and its countermeasures in medium voltage J.Automation of Electric Power Systems,2000,24(6:54-56.8 许正亚.变压器及中低压网络数字式保护 M.北京:中国水利 水电出版社,2004.9 施雄杰.变压器差动保护中的两个问题 J.电力自动化设备,2004,24(10:99-101.

40、SHI Xiong-jie.On two factors of transformer differential protection J.Electric Power Automation Equipment,2004,24(10:99-101.10 陈怀琛,吴大正,高西 全.Matlab 及在电子信息课程中的应用 M.2 版.北京:电子工业出版社,2004.11 刘兴杰,田建设,丁波,等.应用 Matlab 进行电力系统分析和动 态仿真 J.电力自动化设备,2004,24(3:43-45,49.而对暂态特性的分析可能需要考虑到数值仿真的深度或层次才能得到较确切的结果本文结合工程实际对稳态误

41、差特性做物理与数学上的分析并介绍了使用计算软件的误差特性计算机解法运行中的继电保护装置出现误动拒动现象在所等正确动作的前提是首先保证工作正常当保护装置出现原不明的误动作时人们总想知道在故障时二次侧输出的误差到底有多大若经简单分析后能判断出误差超过了允许范围则想知道将二次负荷阻抗值减小到多少可以将问题消除或者算工作相对简单一点若某一误差没越限则可以不再详细计算其确切误差要是超过了误差则超过了多少确切值是多少若要将误差限制在以下二次负载阻抗最多允许多大稳态误差的物理特性与数学分析计算误差有种方式一是从结构与材LIU Xing-jie,TIAN Jian-she,DING Bo,et al.Powe

42、r system analysis and simulation with Matlab J.Electric Power Automation Equipment,2004,24(3:43-45,49.12 邹森元.电力系统继电保护及安全自动装置反事故措施要点 条例分析 M.沈阳:白山出版社,2000.13 李维波,毛承雄,陆继明,等.电流互感器 10%误差特性曲线测 绘技术研究 J.电力自动化设备,2004,24(2:23-26.LI Wei-bo,MAO Cheng-xiong,LU Ji-ming,et al.Study on test and fitting of 10%error

43、curve for current transducer J.Electric Power Automation Equipment,2004,24(2:23-26.14 潘文诚,唐根宝.保护用电流互感器全自动伏安特性试验仪研 制 J.电力自动化设备,2006,26(5:50-53.PAN Wen-cheng,TANG Gen-bao.Development of automatic volt-ampere characteristic tester for current transformer J.Electric Power Automation Equipment,2006,26(5:

44、50-53.(责任编辑:柏英武 作者简介:曹团结(1975-,男,安 徽淮 北人,工程 师,硕 士研究生,从事电力系统微 机继电保护与安全自动装置的设计与开发工 作(E-mail:;尹项根(1954-,男,湖北武汉人,教授,博士研究生导师,从事电力系统 微机继电保护及自动控制的研究;而对暂态特性的分析可能需要考虑到数值仿真的深度或层次才能得到较确切的结果本文结合工程实际对稳态误差特性做物理与数学上的分析并介绍了使用计算软件的误差特性计算机解法运行中的继电保护装置出现误动拒动现象在所等正确动作的前提是首先保证工作正常当保护装置出现原不明的误动作时人们总想知道在故障时二次侧输出的误差到底有多大若经

45、简单分析后能判断出误差超过了允许范围则想知道将二次负荷阻抗值减小到多少可以将问题消除或者算工作相对简单一点若某一误差没越限则可以不再详细计算其确切误差要是超过了误差则超过了多少确切值是多少若要将误差限制在以下二次负载阻抗最多允许多大稳态误差的物理特性与数学分析计算误差有种方式一是从结构与材张 哲(1962-,男,湖南长沙人,教授,博士研究生导师,从事电力系统微机继电 保护及自动控制的研究。*50403020100246810 本例短路电流对应 的 Z L,m ax=1.45 Qn Z 2/Q 7示例电流互感器 10%误差曲线 Fig.710%error curve of tested CT E

46、rror analysis and engineering calculation of current transformer CAO Tuan-jie 1,2,ZHANG Jian 2,YIN Xiang-gen 1,ZHANG Zhe 1(1.Huazhong University of Science and Technology,Wuhan 430074,China;2.Nanjing Sino-German Protection&Substation Control Systems Co.,Ltd.,Nanjing 210003,China Abstract:Proper tran

47、sform of CT(Current Transformer is the precondition for the proper operation of protective relays.Quantitative evaluation or exact calculation of CT error is always necessary.Based on the physical and mathematical analysis,the static error of CT is found mainly from the nonlinearity of its exciting

48、impedance.Mathematical model of CT error is represented by nonlinear equations,based on which,the CT error calculation,volt-ampere characteristic curve drawing and 10%error characteristic curve drawing,permitted maximal load impedance calculation with given short-circuit current are discussed in pri

49、nciple and methodology.All these can be done with computer.Combined with an engineering application,the computer solution using Matlab is introduced.:;error 电 力 自 动 化 设 备 而对暂态特性的分析可能需要考虑到数值仿真的深度或层次才能得到较确切的结果本文结合工程实际对稳态误差特性做物理与数学上的分析并介绍了使用计算软件的误差特性计算机解法运行中的继电保护装置出现误动拒动现象在所等正确动作的前提是首先保证工作正常当保护装置出现原不明的

50、误动作时人们总想知道在故障时二次侧输出的误差到底有多大若经简单分析后能判断出误差超过了允许范围则想知道将二次负荷阻抗值减小到多少可以将问题消除或者算工作相对简单一点若某一误差没越限则可以不再详细计算其确切误差要是超过了误差则超过了多少确切值是多少若要将误差限制在以下二次负载阻抗最多允许多大稳态误差的物理特性与数学分析计算误差有种方式一是从结构与材第 27 卷 而对暂态特性的分析可能需要考虑到数值仿真的深度或层次才能得到较确切的结果本文结合工程实际对稳态误差特性做物理与数学上的分析并介绍了使用计算软件的误差特性计算机解法运行中的继电保护装置出现误动拒动现象在所等正确动作的前提是首先保证工作正常当