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單相電磁式電壓互感器現場校驗裝置

時間：2020-12-07

單相電磁式電壓互感器現場校驗裝置

電壓互感器燒毀原因分析與解決措施

10kV不接地系統的電壓互感器經常出現高壓熔斷器熔斷、甚至互感器燒毀等異常故障，這不僅影響了電能表的準確計量，而且還容易造成保護裝置和安全自動裝置的誤動作，嚴重危及配電網的安全可靠運行。

為什么出現接地故障時容易造成PT損壞故障呢？中試控股因為個人時間原因，給大家簡單講一個深入淺出的漸進式分析過程吧。

1、首先，了解一下電壓互感器的用途

①把高電壓按比例關系變換成100V或更低等級的標準二次電壓，監視母線電壓及電力設備運行狀況，并供保護、計量、儀表裝置使用。

②標準電壓使儀表和繼電器規格統一，易于實現標準化。

③電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離，且二次側可設接地點，確保人員及二次設備的安全。

可以說，電壓互感器就是一個有著特殊結構和使用形式的小型變壓器。

2、然后，了解一下電網諧振的定義

電力系統的任一回路都可簡化成電阻R、感抗wL、容抗1/wC的串并聯回路。不管是串聯還是并聯回路，當容抗1/wC和感抗wL相等時，這個回路就會發生諧振。

3、中試控股諧振如何影響電壓互感器正常工作

10kV中性點不接地電網中的電磁式電壓互感器一次繞組是電網對地唯一的金屬性通道。單相接地或消失時，電網對地電容通過PT一次繞組有一個充放電的過渡過程。試驗測得此時常常有最高幅值達數安培的工頻半波涌流通過PT，此電流足夠將PT高壓熔絲熔斷。

在這一瞬變過程中，互感器高壓繞組中將會流過一個幅值很高的低頻飽和電流，使鐵芯嚴重飽和，飽和后的電壓互感器勵磁電感變小，系統網絡對地阻抗趨于感性，此時若系統網絡的對地電感與對地電容相匹配，就形成三相或單相共振回路，可激發各種鐵磁諧振過電壓，造成高壓互感器燒毀。

由此可見，如果遇到斷斷續續的接地故障（一般表現為單相接地），是非常容易燒毀電壓互感器，或熔斷高壓熔絲的。

上文中提到鐵磁諧振這個詞，所以還有必要講一下鐵磁諧振的產生過程。

4、鐵磁諧振的產生過程及危害

電力系統產生諧振的回路中，中試控股電感元件和電容元件就會產生過電壓和過電流，此時的電場能量（電容）與磁場能量交換達到最大值。在高壓回路中，由于線路等電氣設備對地存在分布電容，再加上電壓互感器之類的非線性鐵磁元件電感的存在，具備了構成諧振的必要條件，一旦系統電壓發生擾動，就有可能會激發諧振，由于鐵磁元件的非線性(如鐵芯飽和時感抗會變小)，這一諧振會進一步增大，當出現wL=1/wC時，這種諧振稱為鐵磁諧振。鐵磁諧振對地產生很高的過電壓，此電壓可能是額定電壓的幾倍至幾十倍，致使瓷絕緣放電，絕緣子、套管等的鐵件出現電暈，電壓互感器一次熔斷器熔斷，嚴重時將損壞設備。

5、鐵磁諧振的產生原因

在實際運行中產生鐵磁諧振的具體原因：

①中性點不接地系統發生單相接地、單相斷線或跳閘，三相負荷嚴重不對稱等。其中，單相接地故障是鐵磁諧振最常見的一種激發方式。

②與電壓互感器鐵芯的飽和程度有關。在中性點不接地系統中使用中性點接地的電壓互感器時，若其鐵芯過早飽和則更容易產生鐵磁諧振。

③倒閘操作過程中由于運行方式恰好構成諧振條件，如三相斷路器不同期分合時，都會引起電壓、電流波動，引起鐵磁諧振。

終上所述，電壓互感器比較嚴重的故障都跟鐵磁諧振有關系，如何消除或減少鐵磁諧振是確保電網正常運行和保護電壓互感器的重要措施。如何消除鐵磁諧振要先認識一下發生諧振的震蕩頻率。

6、諧振的振蕩頻率分析

Xc0是系統每相容抗；Xm為電壓互感器的單相繞組在額定線電壓作用下的對地勵磁電抗。

當比值Xc0/Xm較小(在0.01～0.07)時發生的諧振是分頻諧振。電容和電感在振蕩時能量交換所需的時間較長，振蕩頻率較低。

當比值Xc0/Xm較大(在0.55～2.8)時發生的諧振是高頻諧振。發生高頻諧振時線路的對地電容較小．振蕩時能量交換較快。

當比值Xc0/Xm接近于1時，發生諧振的諧振頻率與電網頻率相同，故稱之為基頻諧振。

可以認為：當Xc0/Xm≤0.01或Xc0/Xm≥2.8時，系統不會發生鐵磁諧振。知道這一點，基本可以知道防止鐵磁諧振的方法和措施了。

7、防止鐵磁諧振產生的措施

①改變XC/XL的比值，中試控股如使用電容式電壓互感器（CVT）或在母線上接入一定大小的電容器，使XC/XL＜0.01來避免諧振。

②電壓互感器開口三角繞組兩端連接一個適當數值的阻尼電阻R（約為幾十歐）。

③對該供電區域10kV、35kV系統電容電流進行實測，對電容電流超過標準規定的變電站安裝消弧線圈和消諧裝置。

經過以上改良，也就基本可以消除10kV不接地系統接地故障造成電壓互感器燒毀的故障。但萬事也不是絕對的，還需要日常保養和對系統的了解、維護。

比如

①對10kV架空裸導線定期進行隱患排查，使其遠離樹木、建筑物等。
②在有可能發生接地故障的線路加裝絕緣護套，市區或叢林密集地區用架空絕緣導線代替裸導線。

③從特性上應該了解鐵磁諧振產生的根本原因是鐵心飽和，即電壓互感器的勵磁特性不好；電壓互感器的非線性鐵磁特性又是產生鐵磁諧振的根本原因，鐵磁元件的飽和效應本身，也限制了過電壓的幅值；回路損耗也使諧振過電壓受到阻尼和限制。所以，在運行維護中，應該首選勵磁特性好的電壓互感器替換原來的互感器。

ZSCR-9500 GIS 電磁式與電容式電壓互感器現場測試儀（校驗儀）單相電磁式電壓互感器現場校驗裝置

概述
對GIS 電磁式(PT)與電容式電壓互感器(CVT)進行誤差校驗時，測試接線復雜，所需的設備種類繁多，而且設備都很笨重，現場搬運非常困難。電磁式與電容式電壓互感器現場測試儀(以下簡稱測試儀)具有在低電壓情況下測量出高電壓工作情況下的實際誤差，單臺設備即可滿足現場電磁式與電容式電壓互感器誤差的測量。可以覆蓋6KV/100V、6KV/ /100V/ 、10KV/100V、10KV/ /100V/ 、35KV/100V、35V/ /100V/ 、110kV/100V、110kV/ /100V/ 、220kV/100V以及220kV/ /100V / 變比的電力電磁式與電容式電壓互感器的測量。中試控股儀器在設計時引入了一些新的思想，采用了異頻電源技術、通用平臺技術、電壓仿真負荷、內部高準確度電壓互感器和自升壓電源等。使用戶在使用該儀器時感到更加方便、快捷、高效。儀器采用WINCE系統，人性化彩色觸摸屏操作，人機界面直觀、方便。
三、主要特點
1. 無需升壓源、標準互感器、負荷箱，采用了電壓互感器負荷曲線外推法原理，單臺儀器即可實現現場測試GIS 電磁式電壓互感器(PT)和電容式電壓互感器（CVT）的20%、50%、80%、100%、120%的滿載和輕載負荷下的比差和角差。測試結果完全滿足國家互感器檢定規程。
2. ZSCR-9500 GIS 電磁式與電容式電壓互感器現場測試儀（校驗儀）單相電磁式電壓互感器現場校驗裝置單臺測試儀即可完成對GIS 電磁式電壓互感器(PT)和電容式電壓互感器（CVT）誤差（比差、角差）的測量。同時可以測量CVT的電容分壓比、分壓電容、中間PT變比、中間電壓、直流電阻等。
3．具有極性、變比、接線檢查功能。
4. 一次接線完成全部測試，提高工作效率，避免操作失誤對人身及儀器的損傷，確保安全。
5. ZSCR-9500 GIS 電磁式與電容式電壓互感器現場測試儀具有測試速度快、處理信息量多和存儲容量大（可存儲百萬條數據）的特點。內存為16G,可以存儲百萬組數據。
6. 測試儀采用了變頻技術、數字化處理，現場抗干擾能力強。
7. 測試過程最大電壓不超過4KV，中試控股并采取各種保護措施，確保人身安全及設備安全、可靠。
8. ZSCR-9500 GIS 電磁式與電容式電壓互感器現場測試儀（校驗儀）單相電磁式電壓互感器現場校驗裝置測試過程操作簡單。
9. 儀器采用WINCE系統，人性化彩色觸摸屏操作，同時也可使用鼠標操作儀器，人機界面直觀、方便。
10. 儀器具備雙USB通訊口，可將儀器內部數據導入U盤極大的方便現場數據管理。同時也可使用鼠標操作儀器。
11. ZSCR-9500 GIS 電磁式與電容式電壓互感器現場測試儀（校驗儀）單相電磁式電壓互感器現場校驗裝置儀器內附接線圖，簡單、直觀，現場使用對照接線即可保證一次性正確完成測試接線，減少準備工作時間。

四、技術參數
1. 環境條件：
溫度：（5~40）?C   相對濕度：<80%（25?C）
海撥高度：<4500m    電源頻率：50?0.5Hz
2. 被測電壓互感器類型：GIS電磁式(PT)、電容式電壓互感器(CVT)
3．誤差測量準確度：0.05%
4．分壓比測量準確度：0.5%
5．分壓電容測量準確度：2%
6. 直流電阻測量準確度：0-0.1Ω 3%
                       0.1-50   1%
7. 內部標準電壓互感器部分：
a、變比范圍：
6KV/100V、      6KV/ /100V/
10KV/100V、   10KV/ /100V/
35KV/100V、   35KV/ /100V/
110KV/100V、   110KV / /100V/
220KV/100V、   220KV/ /100V /
b、準確度等級：    0.02%
8. 校驗儀檢定部分：
電壓范圍：0-100V （百分表誤差0.5%）
比差：0.001%-3% （100V）
               角差：0.00′-50′（100V）
               誤差： ?X=?(2%×X+2%×Y?2個字)
                     ?Y=?(2%×X+2%×Y?2個字)
               導納：0.1mS-99.9mS
               誤差： ?X=?(2%×X+2%×Y?2個字)
                    ?Y=?(2%×X+2%×Y?2個字)

9．外形尺寸（mm）：496*394*185 mm
10．重量（Kg）:14.0

檢定
如需要對本中試控股ZSCR-9500 GIS 電磁式與電容式電壓互感器現場測試儀（校驗儀）單相電磁式電壓互感器現場校驗裝置進行精度檢定，請依照本說明進行，以保證準確性及儀器安全。
檢定儀器內部校驗儀單元及內部標準電壓互感器為本儀器的基本檢定方法。
本中試控股ZSCR-9500 GIS 電磁式與電容式電壓互感器現場測試儀（校驗儀）單相電磁式電壓互感器現場校驗裝置的測試方法是建立在電壓互感器測差法（計量檢定規程《電力互感器》的規定）基礎之上。而互感器校驗儀和標準電壓互感器是測差法的核心儀器，保證互感器校驗儀和標準電壓互感器的精度就保證了整體誤差測試的精度。

簡易故障排除
1.開機不顯示，檢查電源，以及保險絲。
2.觸摸失效，插入USB鼠標進行操作。
3. 開機不能加載測試程序，或者出現死機現象，請重新開機。

裝箱清單
主機：      1臺
測試線：    黑色耐磨護套四芯線航空插頭1根（儀器專用）
黑色耐磨護套兩芯線航空插頭1根（儀器專用）
            紅色高壓線1根
            黑色高壓線2根
            透明接地銅線1根
            電源線      1根
測試夾：    紅黑各4個
保險管：    220V 5A三個