综合自动化变电站互感器容量的选择

2022-09-11

1 综合自动化变电站互感器容量计算的必要性

综合自动化变电站, 二次保护测控装置全部实现微机化, 计量表计全部采用全电子式多功能电能表, 互感器的二次负荷较常规变电站减少很多。以35kV变电站为例:接线简单、进出线回路少, 互感器二次负荷一般很小, 若互感器容量选择过大, 负荷小于互感器准确等级所允许的负荷范围将影响其精度。本文针对一个典型35kV变电站的规模详细计算电压互感器、电流互感器的二次负荷, 并为互感器选择合适的容量。

2 35kV变电站规模简介

一期工程:主变1台、35k V出线2回、10kV出线4回、电容器1组;35kV为单母线接线, 10kV为单母线接线。终期工程:主变2台、35kV出线4回、10kV出线8回、电容器2组、35kV双刀闸分段间隔1个、10kV断路器分段间隔1个;35kV为单母线双刀闸分段接线, 10kV为单母线断路器分段接线。35kV配电装置采用户外软母线半高型双列布置, 架空出线;10kV配电装置采用户内高压开关柜单列布置, 电缆出线。变电站按照综合自动化的要求, 配置微机保护保护及计算机监控系统, 电能表计统一采用全电子式多功能电能表。计量电流、电压回路的铜芯电缆截面积取4mm2, 保护测量电流、电压回路的铜芯电缆截面积取2.5mm2。

3 电压互感器负荷计算及容量选择

3.1 计算原则

(1) 电压互感器的二次负荷变化范围。依据《电力工程电气设计手册电气一次部分》第252页表6-37有:电压互感器二次负荷变化范围为0.25~1.0倍二次额定负荷。

(2) 对测量用TV应计算二次回路允许电压降不应超过以下值。

测量仪表:不大于额定电压的1%~3%;用户计费用0.5级电能表:不大于额定电压的0.25%;电力系统内部的0.5级电能表:不大于额定电压的0.5%。因变电站保护测量TV二次负载不大于15VA, 计量TV二次负载不大于25VA, 电压回路电缆长度较短 (一般小于100m) , 保护电压回路电缆截面积为2.5mm2, 计量电压回路电缆截面积4mm2, 查《电力工程电气设计手册电气二次部分》第104页表20-43可知电缆对二次回路允许电压降可不核算。对于用户计费回路, 考虑设置专用计量TV, 仅满足1路计费要求即可, 本文不展开分析。所以, 互感器容量选择关键是满足1) 的要求, 这样二次负荷的准确计算尤为重要。

3.2 电压互感器的二次负荷统计及容量选择

(1) 单装置电压回路负载情况 (见表1) 。

(2) 变电站母线电压互感器负载统计及容量选择。

(3) (见表2) 。

4 电流互感器负荷计算及容量选择

4.1 计算原则

(1) TA的二次负荷可用阻抗Z b (Ω) 或容量S b (VA) 表示。两者之间的关系为:

依据《电力工程电气设计手册》 (1) 第249页表6-33有:0.2、0.5级TA二次负荷变化范围为 (0.25~1.0) Se保护级TA二次负荷变化范围为Se。Se—TA二次额定负荷TA的二次负荷额定值可根据需要选用2.5、5、7.5、10、15、20、30VA。对保护用TP类TA, 其二次负荷用电阻Rb表示。

(2) 单装置TA负载情况 (二次侧额定电流5A) (见表3) 。

(3) 电流互感器负荷计算公式。

(1) 忽略负荷阻抗之间的相位差, 二次负荷Zb可按下式计算:

5 分析比较

这种规模的35kV变电站在没经过互感器二次负荷计算, 沿用工程经验选择互感器的容量一般为:电压互感器计量0.2级30VA、保护测量0.5级50VA、剩余绕组P级50VA;电流互感器计量0.2S级30VA、保护10P级50VA、测量0.5级50VA。比较以上计算结果, 所选择的容量普遍偏大, 以保护测量绕组的容量选择尤为突出 (实际负荷达不到额定负荷的25%) , 而10kV的电压互感器计量绕组容量选择偏小。

出现这种结果的原因是:电流电压采用交流采样输入微机保护测控装置, 较常规变电站接入的是常规仪表及各电流电压继电器 (数量多、负荷重) , 保护测量回路的负荷大为减小。

综合自动化变电站的互感器负载的特点是计量负荷重、保护测量负荷相对轻、整体负荷小, 设计选型时应该重点注意。

摘要：综合自动化变电站, 二次保护测控装置全部实现微机化, 计量表计全部采用全电子式多功能电能表, 互感器的二次负荷较常规变电站有很大的变化。本文针对一个典型35kV变电站的规模详细计算电压互感器、电流互感器的二次负荷, 并为互感器选择合适的容量。

关键词：互感器,负荷,容量,计算,选择