GIS電流互感器試驗原理及方法一

GIS電流互感器試驗原理及方法一

共二個課時第一課電氣性能試驗第二課其他多種試驗CT試驗WSS體系圖一、結構檢查

銘牌、外觀檢查，要求字跡清晰；線圈與二次圖一致，無磕碰、劃傷、裝配不正確等事項；極性標示及端子號正確。二、電性能試驗

變比、直阻、勵磁特性試驗，CT線圈二次耐壓3kV/1s無閃絡，二次繞組對殼體、二次繞組之間絕緣電阻大于1000MΩ。試驗順序：1.先3000V耐壓；2.極性變比直阻

勵磁特性；3.測量線圈對地及線圈間絕緣電阻，要求≥1000MΩ。同參數(shù)線圈相比，直阻、伏安特性基本一致。

技術參數(shù)1、采用變頻技術，試驗電流互感器拐點電壓45KV以下的勵磁特性。將產(chǎn)品勵磁電壓增加10%，勵磁電流相應增加50%時所對應的勵磁電壓值定義為拐點電壓值2、測試電流互感器（包含變壓器套管內(nèi)CT）變比、極性。3、測試電流互感器二次繞組直流電阻。4、測試電流互感器二次回路負載。5、測試電壓互感器勵磁特性和變比極性。6、按IEC60044-1（GB1208-2006）、IEC60044-6（GB16847-1997）標準繪制勵磁曲線和計算拐點電壓/電流。7、繪制5%、10%誤差曲線。8、比值差、相位差測量。9、測定CT剩磁系數(shù)、勵磁電感、二次時間常數(shù)、暫態(tài)面積系數(shù)、峰值瞬時誤差、準確限制系數(shù)、儀表保安系數(shù)。10、大屏幕液晶顯示器，室內(nèi)外均可清晰顯示數(shù)據(jù)和曲線。CTC780互感器測試儀互感器的作用傳遞信息給測量儀表和繼電保護裝置及控制裝置，對線路的電壓、電流、電能進行測量，對電力系統(tǒng)和設備進行保護。使測量儀表、繼電保護裝置與線路高電壓隔離，以保證運行人員和二次裝置的安全。將線路電壓與電流變換成統(tǒng)一的標準值，以便儀表和繼電保護裝置的標準化、小型化。電流互感器的分類按用途分為測量用CT和保護用CT按絕緣介質分：油絕緣（油浸式CT，實際上產(chǎn)品內(nèi)部是油和紙的復合絕緣，多用于戶外）；澆注絕緣（用環(huán)氧樹脂或其它樹脂為主的混合膠澆注成型的互感器，多為35kV以內(nèi)）；氣體絕緣（GIS中用）按電流變換原理分：電磁式CT，根據(jù)電磁原理。電子式CT，根據(jù)光電變換原理。電流互感器誤差特性★電流互感器的誤差特性包括電流誤差（比差，用f表示）、相位差（角差，用δ表示），復合誤差?！锉炔钍侵笇嶋H二次電流折算到二次回路的實際一次電流之間的差別。

★角差δ是一次電流與反轉180°后的二次電流相量間的夾角，當反轉后的二次電流超前一次電流時相位差為正，反之為負。

復合誤差：當很大的電流流過互感器時，鐵心的磁通密度很高，由于鐵磁材料的非線性特征，勵磁電流的波形發(fā)生畸變，引入復合誤差概念。定義：當一次電流與二次電流的正符號與端子標志規(guī)定相一致時，在穩(wěn)態(tài)下，兩者之差的方均根值。測量用CT特點主要和測量儀表配合，在線路正常工作狀態(tài)下測量電流、電能。（1）絕緣可靠（2）有足夠高的精度（3）被測線路故障時應很快飽和準確級定義：在額定電流下所規(guī)定的最大允許電流誤差百分數(shù)表示。標準準確級有：0.1、0.2、0.5、1、3、50.2S和0.5S級特殊用途電流互感器，特別是和特殊電表相連接。這些電表在電流為50mA~6A之間，即在額定電流5A的1%~120%之間的某一電流下能作準確測量。保護用CT特點主要與繼電保護裝置進行配合，在線路發(fā)生短路過載故障時，向繼電器提供信號，開斷CB。（1）絕緣可靠（2）有較高的精度（3）有好的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性準確級：以該準確級在額定準確限制值一次電流的最大允許復合誤差的百分數(shù)表示。保護用CT的標準準確級有5P、10P。

具有暫態(tài)保護作用的CT隨著電力系統(tǒng)容量的增加和電壓的增高，要求繼電保護動作時間越來越短，要在盡可能短的時間內(nèi)切斷故障電流。如在500kV超高壓電網(wǎng)中，一般都設有快速繼電保護裝置，其動作時間約在30ms以內(nèi)。當系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，保護裝置應在30ms之內(nèi)動作，在在這樣短的時間里，短路電流還處在暫態(tài)工作狀態(tài)中，系統(tǒng)容量越大，暫態(tài)過程的時間越長。影響CT暫態(tài)特性的因素主要有：鐵心飽和和剩磁。具有暫態(tài)保護用CT的四種類型：TPX、TPY、TPZ、TPS。TPY：剩磁不超過飽和磁通的10%，鐵心有一定的氣隙，誤差限值稍大一些。電流互感器的電氣性能★電流互感器的性能有：誤差特性、絕緣特性、熱特性和力學特性。1電流互感器的作用電流互感器是一種將高壓電氣系統(tǒng)中的大電流變換為小電流的變換器，它的一次繞組串聯(lián)在高電壓系統(tǒng)的一次回路內(nèi)，二次繞組與二次設備中的測量儀表、繼電器的電流線圈串聯(lián)。電流互感器的電氣性能2電流互感器的工作原理當一次電流I1流過電流互感器一次繞組時，建立一次磁動勢I1N1（N1為一次繞組匝數(shù)），又稱一次安匝，一次磁動勢分為兩部分，其中一小部分用于勵磁，稱為勵磁磁通勢（I0N1），它是勵磁電流I0與一次繞組匝數(shù)的乘積，另一部分用來平衡二次繞組所建立的二次磁動勢I2N2。用來平衡二次磁通勢的這一部分一次磁動勢的大小與二次磁通勢相等但方向相反。電流互感器磁通勢的平衡方程為：

I1N1=I0N1+（-I2N2）=I0N1-I2N2電流互感器的電氣性能電流互感器的工作原理圖電流互感器的電氣性能

在理想情況下，磁動勢平衡方程I1N1+I2N2=0，但實際狀態(tài)是，要使電磁感應這一能量轉換形式存在，就必須持續(xù)供給鐵心一個勵磁磁動勢I0，磁動勢平衡方程就變I1N1+I2N2=I0N1，由此可見，勵磁磁動勢的存在，是電流互感器誤差產(chǎn)生的主要原因。

電流互感器的電氣性能3電流互感器的絕緣特性電流互感器在運行中要長期承受電力系統(tǒng)工作電壓的作用，因此，一定要按系統(tǒng)最高工作電壓來要求互感器的絕緣性能，衡量絕緣性能的指標有：局部放電水平、介質損耗因數(shù)，對于油浸式互感器，還要對變壓器油的性能做規(guī)定。戶外型互感器還考慮外絕緣（瓷套）的標稱爬電比距。

電流互感器的電氣性能4電流互感器的熱特性和力學特性★熱特性：指長期正常工作時的發(fā)熱特性，即溫升要求和短路電流流過時的短時發(fā)熱特性，其衡量指標是額定連續(xù)熱電流和連續(xù)電流下的溫升限值?！锪W特性：就是動穩(wěn)定性，用額定動穩(wěn)電流來衡量。★一般情況下認為額定動穩(wěn)電流（峰值）是額定短量熱電流（有效值）的2.5倍。電流互感器的出廠試驗★二次繞組短時工頻耐壓試驗（3kV/1min）★二次繞組匝間絕緣試驗（4.5kV/1min）★一次繞組段間短時工頻耐壓試驗（3kV/1min）★一次繞組工頻耐壓試驗★直阻測試、伏安特性測試、絕緣電阻測試★出線端子標志檢驗（減極性）★誤差試驗★局部放電試驗★介質損耗測量（適用于油式、干式互感器）★密封性試驗★水份測量電流互感器的試驗方法1電流互感器極性判定方法常用的有：直流法★直流法：直流法在測定極性時，方便準確，最為常用。用一塊低量程電流表和1.5V的干電池，接線圖如圖4所示。一次側接入一只按鈕開關S，二次側接入電流表，當按下按鈕開關時，一次側電路接通，電流表指針向正向擺動，按鈕開關斷開時，電流表指針向反向擺動，則為減極性，反之則為加極性。

電流互感器的試驗方法★直流法接線圖電流互感器的試驗方法2二次繞組短時工頻耐壓試驗將試驗電壓由零開始增加，加到規(guī)定試驗電壓3kV后，持續(xù)1min。若無擊穿現(xiàn)象，則試驗合格?！镌囼灧椒ǎ涸囼炿妷杭佑诟鞫卫@組間及二次繞組對地間。★一次繞組段間短時工頻耐壓試驗的方法同樣。電流互感器的試驗方法3二次繞組匝間絕緣試驗二次繞組接一臺高阻抗峰值電壓測量裝置，對一次繞組施加額定一次電流，持續(xù)1min，如果在達到其額定一次電流前，試驗電壓已達到4.5kV，則應限制施加的電流?！镌囼瀮x器：標準電流互感器、峰值電壓表、電流表、升流器、調(diào)壓器。電流互感器的試驗方法匝間絕緣試驗線路圖電流互感器的試驗方法4直阻測試測試工具：直流電阻速測儀或電橋驗收標準：同規(guī)格、同批次、同型號的電流互感器直流電阻和平均值差異不宜大于10%。5絕緣電阻測試測試工具：2500V兆歐表要求值：不小于1000MΩ電流互感器的試驗方法6保護級電流互感器伏安特性試驗伏安特性試驗的目的是檢查互感器鐵芯的質量，通過鑒別磁化曲線的飽和程度，來判斷互感器的繞組有無匝間短路的缺陷。

★驗收標準：一般情況下，不應與出廠試驗值相差30%。當電流互感器為多抽頭時，可在使用抽頭或最大抽頭上測量。電流互感器的試驗方法伏安特性接線原理圖電流互感器的試驗方法伏特性曲線形式線性坐標對數(shù)坐標電流互感器的試驗方法7一次繞組工頻耐壓試驗試驗設備：工頻試驗變壓器試驗要求：110kV產(chǎn)品—230kV

220kV產(chǎn)品—460kV

330kV產(chǎn)品—510kV

500kV產(chǎn)品—740kV現(xiàn)場測試：可按出廠試驗電壓的80%進行。電流互感器的試驗方法8密封性試驗年漏氣率<0.5%(僅對SF6產(chǎn)品)9水份測試出廠內(nèi)控值<150×10

V/V

出廠值<250×10V/V

運行值<500×10V/V電流互感器的試驗方法10局部放電試驗試驗要求:局部放電試驗應在所有絕緣試驗完畢后進行,將電壓上升到預加電壓值持續(xù)10秒,降低電壓到測量電壓持續(xù)1分鐘以上,讀取示值,然后降低電壓到零?！?10kV產(chǎn)品：126kV時，≤10pC88kV時，≤5pC★220kV產(chǎn)品：252kV時，≤10pC175kV時，≤5pC電流互感器的試驗方法11電容量和介質損耗試驗★絕緣材料的介質損耗是指在交流電壓的作用下，絕緣材料所產(chǎn)生的電能損耗，而絕緣材料品質的優(yōu)劣是不能用電能損耗的大小來表示的，只能用電能損耗角的正切值tgδ來表示?！锸褂脙x器：高壓電橋、高壓電容?！镌囼灧椒ǎ涸囼炿妷杭釉谝淮卫@組端子與地之間，短接二次繞組端子、外殼接電橋的屏蔽。電流互感器的試驗方法★電容量和介質損耗試驗應在一次繞組工頻耐壓試驗后進行?！镫娏骰ジ衅鹘橘|損耗測量要求：10kV和Um/√3kV的測量電壓下，tgδ≤0.004；對于Um≥252kV的電流互感器，在0.5Um/√3到Um/√3的測量電壓下，tgδ測量值的增值不應大于0.001。★對于電容型絕緣結構的地屏（末屏），在測量電壓3kV下，tgδ≤0.02。電流互感器的試驗方法★介質損耗因數(shù)測試的目的及意義介質損耗因數(shù)可以發(fā)現(xiàn)受潮、穿透性導電通道、絕緣內(nèi)含氣泡的游離、絕緣分層、脫殼、絕緣有臟污、絕緣劣化、老化等缺陷。電流互感器的試驗方法12誤差試驗★

用于測量電流互感器誤差的校驗儀是應用在工作電流下測量電位差的原理。將標準電流互感器T0的二次電流作為工作電流，被試電流互感器TX相對于T0的二次電流差ΔI2作為被測小電流ΔI，通過電阻RΔ轉換為被測電位差ΔU，再經(jīng)過采樣和保持電路，在兩個不同時刻分別對誤差電壓的同相分量和正交分量進行采樣，然后作以運算，采用數(shù)字顯示得到被測互感器相對于標準互感器的誤差數(shù)據(jù)。電流互感器的試驗方法★電流互感器誤差檢測所使用的儀器主要有：負載箱、電流互感器校驗儀、電流互感器標準、升流器、調(diào)壓器等?！颎B1208—2006電流互感器規(guī)定：誤差試驗時，下限負荷取額定負荷的25%。

JJG1021—1997電力互感器要求：除非用戶有要求，二次額定電流5