DL_T866-2004标准规范下载简介

DL_T866-2004电流互感器和电压互感器选择及计算导则

E,=K.(R.+R..)X1=30X (6+20)X1=780V

E,=KKgcr(Rct+R)X1=2X28(6+10)X1=896V 由E

按b）条件要求的E。小于按a）条件选择的E，故按a）选择的电流互感器可以满足b）的要

GB/T 40248-2021 人员密集场所消防安全管理C.3母线差动保护用电流互感器选择

母线差动保护由于外部故障时各支路流过的电流不等，饱和程度也可能不同，容易形成差电流而

导致保护误动。这种情况很难靠改善电流互感器特性来消除。一般是由保护装置采取专

C.3.1高阻抗母线保护

克服电流互感器饱和对母线保护影响的方法之一是采用高阻抗差动继电器。此时应采用励磁阻抗 较高的低漏磁电流互感器，各支路电流互感器的变比和励磁特性应相同。 保护的等值电路和动作原理见图C.2。当内部故障和外部故障时，施加于母线差动继电器上的电压 是不同的。

对于外部故障，假设故障支路N的电流互感器完全饱和（Zn0，最不利情况），继电器感受电压 等于外部故障二次电流1（即1.）乘以引接线电阻Rsn和饱和互感器二次绕组电阻Rctn之和。如果该电 压小于继电器KD的电压整定值，则继电器不动作。 继电器应保证最严重外部故障时不动作，整定值由式（C.2）确定：

Uset>umax (Re+K.R)

Uset一继电器电压整定值； lumax—最人外部故障电流； Rc一电流互感器“次绕组电阻； Kcr—接线系数，三相短路为1，相对地短路为2 R从电流互感器端子至二次电流氵总端子箱的最大距离电缆电阻。 对于内部故障，各支路（包括支路N）电流互感器的二次电流方向相同，追使其通过高阻抗差动 继电器KD，因而形成较高电压使其动作。为保证最小故障电流时保护动作的灵敏度，继电器整定电压 应小于继电器端子可能出现的最低电压。由于励磁阻抗Z。和继电器阻抗Z.较大，互感器绕组电阻Ra 和二次回路电阻R。可以忽略。继电器整定值由式（C.3）确定：

C.3.2中阻抗母线保护

母线保护是一种利用提高差动回路电阻克服电流互感器饱和影响的比例差动保护（带制动 保扩）。一般环流法带制动差动保护，在故障回路互感器饱和情况下，可能失去最大的支 如提高差动回路电阻，将迫使其他回路次电流流经饱和互感器回路，则不致失去制动。

DL/T 866 2004

由于保护带有制动特性，故差动回路电阻不需要很高，一般称为中阻抗保护。 图C.3示出保护的原理图。图中每个支路的二次电流I通过中间电流互感器TA变换为13，设其中 x支路为故障回路。每个支路电流都引向两个二极管，这些二极管按多相全波整流桥接线。整流桥输出 端PM之间接有制动电阻Rr。R上的压降形成制动电压Ur。差动回路是由R,的中点引出；经R&3和差 动电流互感器TD的一次绕组回到中间电流互感器的公共点N。差动电流互感器二次电流Ia2经全波整 流后在Rop上形成动作电压Uop。由于V1和V2的作用，干簧继电器KR在U>U时动作，在UpU，继电器动作。由于内部故障时各电流互感器都是电流源，Ra3之值稍大一些，继 电器灵敏度不受影响。且干簧继电器动作速度快，动作时间仅（1ms～3ms），可以在电流互感器饱和 前动作。

C.3.3数字式（微机）母线保护

图C.3中阻抗有制动特性母线差动保护原理图

以微机为基础的数字式母线保护一般是采用比例制动差动保护（电流差动或工频变化量差动）。保 区外故障由于个别电流互感器饱和，可能在差动保护中出现较大差流而导致误动。我国的微机母线 户规范要求保护装置能克服电流互感器暂态饱和影响，通常是利用软件实现。实现的原理一般是利 电流互感器饱和时电流的特征来判别是保护区内故障还是区外故障互感器饱和。电流互感器饱和的 充输出有以下特点： a）电流互感器进入饱和有一定延时，在短路发生的开始阶段，电流互感器可以正确传变一次电流 保护装置可正确判别故障情况。 b）当铁芯开始饱和后，互感器二次电流的波形即出现缺损现象而影响保护动作性能。 c）当一次电流的瞬时值由正半波趋向负半波时，即一次电流过零点后，电流互感器一般有一个可 正确传变电流的线性区。 d）互感器饱和后的二次电流将出现某些特定的谐波。

母线保护可利用上述特点实现减缓互感器饱利的影响。例如：对于母线区内故障，在电流互感器 未饱和前，保护的故障启动元件和差动元件将同时动作。如果是外部故障电流互感器饱和，故障启动 元件可在故障开始时动作，但差动电流仅在感器饱和届才能山现，这需要经定延时。由差动元件 与启动元件动作时间不同来识别电流.感器饱和。 我国生产的微机母线差动保扩曾遍使用了上述各种原理克服电流万感器饱和对保护的影响，因而 对电流互感器的暂态饱和特性可降低要求。当然，以上所述只是解决互感器饱和影响的基本原理，实 际上各制造厂生产的保护装置采取的具体措施是不同的，因而效果也有差别。故母线差动保护制造厂 应给出选择电流互感器的具体要求和计算方法，以使用户或成套承包商应用。 现举一例说明母线保护电流.感器的选择计算方法。设500kV母线各支路出口故障通过该支路断 路器和互感器的短路电流最大值为45kA。所选母线保护允许各支路电流互感器变比不同，要求互感器 在稳态短路条件下不饱和，对暂态饱和采取了防止外部故障误动的措施，但要求暂态饱和出现的时间 晚于故障8ms。 考虑到电流互感器的剩磁对其饱和特性影响严重，剩磁系数最大可达80%。为减少剩磁影响，现 选用5PR互感器，按支路的负荷电流选用2500/1和1500/1两种变比的互感器。 a）变比2500/1的互感器为5PR20，额定二次负荷Rm=15Q2，互感器次绕组电阻R=102。互感 器二次极限电动势E=20×（10+15）=500V。实际的二次负荷（包括保护装置和连接导线）为 52。要求的次极限电动势为E，"=（45000/2500）×（10+5）=270V。500/270=1.85。满足稳 态饱和要求。 在短路电流全偏移时，要求8ms前互感器保持线性的暂态系数为：

D.1超高压输电线路保护用电流互感器选择

DL/T866—2004

wT,T.n fe +I* T,n sinot O1 Xe Tun 314×0.1×0.8 0.1 0.1 0.5+0.04 314×0.1×0.8 0.04 0.04 sin31.4 le 0.10.8 e 0.1, 0.8 0.10.8 +1

b）现求实际工作循环下要求的等效二次感应电动势。 由实际二次负荷72，求得实际二次时间常数T.为1.2s

网络电源：T,=100ms，求得：

要求的总的暂态面积系数为：

E=KK/s(R+R)=20.5×20×1×(9+

0.8(9 + 15) = 1.2 R. + R. 9 + 7

314×0.24×1.2 = + 1 = 25.6 0.241.2

I pl + K'a2 Ip2 =25.6× 10000 35000 7, + Ip2 +19.9× 21.2 45000 45000

要求互感器的等效次极限电动势E.为：

的 Eal*=KtdKper(Rr+Rb)=21.2X18X(9+7)=6106V

E.l=K.Kf(R.+R.)=21.2X18X(9+7)=6106V

络电源：T=100ms，习

当地电源：T=240ms，可求得：

35000 +26.0 30 45000 45000

网络电源：T,=100ms，可求得

的总的暂态面积系数K

Ip2 10000 35000 37.2> +28.8× 30.7 Ipt + I p2 Ip,+ Ip2 45000 45000

4）上述各种情况要求的电流互感器等效二次极限电动势E，，均小于其额定等效二次极限电动势 Ea=9840V，即能满足工作循环中不会饱和的要求。 c）对于TPY五感器，还应校验实际工作的暂态误差。取上述最大的Ka=30.7，实际二次时间常数 T=1.2s，按式（34)，100K。/2元fT、（%）=8.14%，符合不超出10%的要求。

D.2超高压电网降压变压器差动保护用电流互感器选择

考虑最严重条件下穿越电流为最大短路电流即Kper=lscmax/Ipm=40000/2500=16，实际的Rg=10，要求 所选用电流互感器的等效二次极限电动势E为：

Eal=KdKr(R+R)=27.4X16X(9+10)=8330.6V

由此求出电流互感器额定等效二次极限电动势为： Eal=KuKe/m(Re+Rbn)=14.8X15X1×(9+15)=5328V 设实际二次负荷R,=7Q2，则实际次时间常数T.为：

314×0.06×0.6 +1 = 14.8 0.060.6

= 0.99 R.R. 9 + 7

按220kV短路并进行重合闸为校验条件，鉴于500kV侧T，约为0.1s，变压器高中压间X/R一般 大于3，即T，在0.1s以上，故220kV侧一次时间常数也取0.1s。则要求的暂态面积系数K."为：

314×0.1×0.9m . 0.8+0.1 314×0.1×0.9 0.9 sin314×0.1 e 0.9 +1 =26.5 0.10.9 0.10.9

中压侧短路穿越电流为12kA，Kpcr=12000/2500=4.8，实际的Rg=7，要求所选用电流互感器的等效 二次极限电动势E为：

Ea小于电流互感器额定等效二次极限电动势Ea=5328V，符合要求。 TPY电流互感器实际上作的暂态误差ε=100Ka/T，（%）=100×26.5/314×0.9%=9.4%，接近允 许误差极限，宜适当提高220kV的TPY互.感器额定二次时间常数，例如提高到0.8s。 c）低压侧为了与高、中压侧互感器匹配，宜选用TPY级电流立感器，用类似上述的方法校验暂态特 性

D.3大型发电机变压器组差动保护用电流互

要求的总等效暂态面积系数为：

I p1 I p2 2100 38000 =35.6× +27.4× 27.8 +I p 40100 40100 D p

314×0.264×2 Ktd 0.264 +1 = 26.5 0.264 2

附录E （资料性附录） 电子式互感器简介

E.2电子式互感器的结构和参数

图E.1单相电子式互感器通用框图

E.3.1光电流传感器

光电流传感器通常采用法拉第效应（Faradayeffect）原理，该效应为描述磁场对透明光介质影口 应。当一束线偏振光穿过介质时，若在沿光波传播方向加一外磁场，则其偏振面将旋转角6，如 ，的计算式为：

V一一维而德（Verdet）常数，由介质和光波的波长决定，它表征介质的磁光特性： H一一磁场强度； L一光路径长度。 利用法拉第磁光效应实现电流传感器可能有多种方式，如全光纤式、光电混合式和块状玻璃式。现 绍一种已投入商业运行的块状玻璃式光电流传感器，参见图E.3。玻璃中心有孔通过带电导体，发光二机 管的光束经起偏器形成线偏振光射入玻璃，在玻璃中经内部折射围绕被测导体形成环路，由出口的检偏器 将线偏振光的偏振面角度变化信息转化为光强度变化信息，再由光电探测器将光强度信号转化为电信号。 如P.为光输入功率而P.为输出功率，则：

P(t)=[1+ sin(2V i(t)

次变换器进行处理，不需要在高压区另加电源，即实 现所谓无源（passive）传感器。故特别适合用 开关装置（AIS）

图E2法拉第效应示意图

E.3.2光电压传感器

图E.3光电流传感器示意图

光电压传感器通常采用普克尔斯效应（pockelseffect）原理，该效应为描述电场对透明晶体影响的电 光效应。一个实用的光电压传感器的示意图见图E.4。 检测原理类似上述光电流传感器，由一个1/4波长板和两个偏振器组成的偏振检测系统将普克尔斯偏 振调制转化为光强度调制。普克尔斯品体纵向外加电压ut)，离开晶体的偏振光强度可用下式表示：

P,(t)=[1 + sin(K +u(t)

图E.5独立式空心线圈

4光电压传感器示意图

NB/T 20512.2-2018 核电厂运行许可证延续 第2部分：机械设备老化管理审查E.3.3独立式空心线圈（罗戈夫斯基线圈）

空心线圈的二次绕在非磁性骨架上，如图E.5所示，无磁性材料使这种传感器线性度极好，不会 磁滞现象。因此，空心线圈具有良好的稳定性能和暂态响应。在负荷为高阻抗Z时，线圈的输 过线圈的一次电流1（t）的函数。 对于阅环任意形状截面的输出电压，近似公式为：

E.3.4带铁芯的低功率电流互感器

采用铁芯线圈的低功率电流互.感器（LPCT）是常规感应式电流互感器的发展。由于现代电 的输入功率很低，LPCT可以为此实现体积很小但测量范围却很广的设计。如图E.6所示。

N. U, = Rsh 1 N, I, =K,U, 1 N. K, = Rh N,

LPCT包含一次绕组、较小的铁芯和损耗极小的二次绕组，后者连接分流电阻R。二次电流I,在分流 电阻上产生的电压U，在幅值和相位上正比于次电流。分流电阻集成于LPCT中，Rs选取得使其对互感 器的功耗近于零。因而极大地扩大了测量范围，电流互感器在极高（或偏移）一次电流下会饱和的特性将 得到极大改善，测量和保护也可能使用同一互感器。

DL/T 5476-2021 电缆输电线路工程建设预算项目划分导则E.3.5电阻或阻容分压电压传感器

这类传感器的原理与常规互感器基本 不再详述。在中压或GIS中，使用电阻分压或 某些情况下可能获得更好的稳定性和经济性。 。其二次输出电压较低，适用于微机保护和电子测量