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短路故障时澳门新萄京官方网站保护用电流互感器中屏蔽绕组作用的评估


短路故障时澳门新萄京官方网站保护用电流互感器中屏蔽绕组作用的评估祖结果。
中国分类号:TM452:A 1刖吕由于大型澳门新萄京官方网站额定电流很大,相间距离较小,各相电流磁场对邻相套管上环形电流互感器的作用非常强,因而必须采取磁屏蔽措施。措施之一是在互感器上加设磁屏蔽绕组。对电流互感器的屏蔽绕组设计,通常着重考虑额定电流下绕组的屏蔽作用和发热问题,很少考虑合电流时的屏蔽效果。本文就短路故障时屏蔽绕组对保护用电流互感器的屏蔽作用加以分析。
2屏蔽绕组的屏蔽原理概况邻相电流对环形互感器铁心的影响可用表示。以邻相导体为圆心和相间距0为半径的圆,视为邻相电流杂散磁通的主路径。磁通由点进人铁心,分两路经铁心两侧半圆汇合到i点流出。
邻相电流杂散磁通和屏蔽绕组屏蔽绕组由铁心圆周上正交布置的两对屏蔽绕组构成,每对绕组反极性串联,每个绕组各占铁心圆周的1/4,皆为况匝。仅画出屏蔽水平位置邻相电流的一对绕组,它们相当于互成短路的两个开磁路低精度电流互感器。按照互感器原理,其一次安匝为磁位差与邻相电流A同相),二次安匝与之基本上数值相等方向相反,正好平衡外来磁势,起着屏蔽铁心的作用。
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电流称为平衡电流,与邻相电流A的相位差为TT,可用下式计算。
3屏蔽绕组耦合的剩余杂散磁通平衡电流的产生必须有一定量的剩余杂散磁通存在,这些磁通量取决于屏蔽绕组的阻抗。如忽略其微小漏抗,则磁通与绕组电阻成正比,磁通与平衡电流的相位差为/2(滞后)。额定电流下的剩余杂散磁通密度瓦用下式。计算:邻相额定电流下屏蔽绕组的平衡电流,A S互感器铁心截面积,m2 /*额定频率,Hz 4二次绕组的主磁通额定电流下二次绕组主磁通密度Ba用下式计算:的总平衡电流和剩余杂散磁通电流互感器总平衡电流剩余杂散磁通剩余杂散磁通与主磁通最小相位差aA相互感器0.5VT‘0.5VTtt/6B相互感器VT’V3"B*tt/2C相互感器0.5VTl,0.5VTBtt/6可见,在正常情况下,B相互感器的总平衡电流和剩余杂散磁通最大。
N2n二次绕组匝数Z,二次负荷阻抗(电阻,电抗Zb),D由于澳门新萄京官方网站环形电流互感器的一次电流达数千安,二次绕组匝数多,绕组电阻值比二次负荷阻抗值相对较大,无论负荷功率因数如何,互感器二次回路的阻抗角皆较小,互感器主磁通52导前二次电流/2(滞后一次电流/,)的相位差接近于TT/2,下面假定此相位差为TT/2. 5铁心中局部最高磁通密度环形电流互感器的主磁通经铁心圆周闭合,剩余杂散磁通经部分铁心和空气回路闭合,两种磁通在彼此相位差最小的部分铁心上的相量和,形成铁心局部最高磁通。
安装在澳门新萄京官方网站套管上的三相组电流互感器,其铁心中的杂散磁通与套管的布置方式有关。本文仅考虑A、B、C相3个套管单排列布置,如所示。对于线端、中性点端的6个套管的双排列布置,澳门新萄京官方网站主要差别是增加了返回导体电流作用,其分析可以类推。
三相导体布置及A、C相杂散磁通澳门新萄京59533com正常工作时三相电流对称,三相组电流互感器结构参数完全相同。在三相电流(/A、/B、/c)下,由于A、C相在B相的左右两侧,故电流/A义在B相互感器铁心中产生的杂散磁通方向相反(),它们在B相互感器生成的平衡电流/、/的相量差,构成此互感器的总平衡电流/',它导前于/B,相位差为tt/2,见。因为B、C相在A相的同一侧,电流/B、/c在A相互感器铁心中产生的杂散磁通方向相同,它们在A相互感器生成的平衡电流的相量和,构成A相互感器总平衡电流,并因平衡电流与导体的间距成反比,且A、C相间距比A、B相间距大一倍,故B相互感器平衡电流A相互感器平衡电流/幅值为的一半,所以厂印导前于/a,相位差为TT/6,见。C相互感器的情况与A相互感器相似,但/'<滞后于/c.任一相互感器中,互感器主磁通与剩余杂散磁通的相量差,如在半个铁心中为a,在另半个铁心中则为(TT-c,a为两种磁通的最小相位差。如上所述,互感器主磁通滞后于本相电流TT/2,剩余杂散磁通导前于平衡电流TT/2,所以互感器本相电流与总平衡电流的相位差,便是主磁通与剩余杂散磁通的最小相量差a.额定电流下各相互感器的状态列于表1.表1三相对称额定电流下各电流互感器平衡绕组在短路故障情况下,如过电流倍数为心则邻相过电流时剩余杂散磁通将增大SeelyS.Effectof的设计开发工作。
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