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電力技術
變頻互感器穩態和瞬時測試儀（西門子技術）
時間：2023-03-05
中試控股技術研究院魯工為您講解： 變頻互感器穩態和瞬時測試儀（西門子技術）
ZSCPT-120P變頻互感器綜合特性測試儀
參考標準：GB20840.1，GB20840.2，GB20840.3
10％誤差曲線的應用方法：
得出某一CT的10%誤差曲線后，還必須查閱流經該CT的最大短路電流 和該CT二次側所帶回路的阻抗 。最大短路電流往往在整定計算時得出，是該CT所在線路的最大運行方式下最嚴重短路時的短路電流，最大電流倍數 （額定電流）。二次回路阻抗 可以用裝置測量得到。
得到 和 后查閱10%誤差曲線，若點（ ， ）在曲線下方，則滿足要求，說明在最嚴重短路情況下CT的電流變換誤差小于10%。否則將大于10%。
C. 用于各種CT的實際接線方式
用于CT測試的基本接線步驟（參見圖C.1）如下：
（1）用4mm2線將測試儀左側的接地端子連接到保護地。
（2）連接CT一次側的一個端子和二次側的一個端子到保護地。
（3）確保CT的其他端子全部從輸電線上斷開，其他繞組全部開路。
（4）用2.5mm2紅線和黑線將CT的二次側連接到測試儀“Output”S1和S2插孔，用1.2mm2黃線和黑線將CT的二次側連接到測試儀“Sec”的S1和S2插孔，注意兩根黑線連在CT二次側已接保護地的同一端子上。
（5）用1.2mm2綠線和黑線將CT的一次側連接到測試儀的“Prim”的P1和P2端子上，P2通過黑線與CT一次側連接到保護地的那個端子相連。
（6）檢查接線無誤，開始測試。
1．測試儀在三角形接法變壓器上進行CT測試的接線方式如圖C.2所示。
圖C.2 測試儀在三角形接法變壓器上進行測試時的接線方式
2．測試儀進行變壓器套管CT測試時的接線方式如圖C.3所示。
注意：一次端子H1不能接地，否則一次側都接地了，則測試儀不能獲取正確結果。
圖C.3 測試儀對變壓器上套管CT進行測試時的接線方式
4．測試儀在對GIS（SF6）開關上的CT測試時的接線方式如圖C.4所示。
注意：斷開與母線連接的所有開關，合上接地刀閘
圖C.4 測試儀對GIS（SF6）開關上的CT測試時的接線方式
D. 四端法接線的測量原理
施加輸出一個電壓源信號Vs到一個阻抗R上，將產生一電流I，如圖D.1。
圖D.1 圖D.2 圖D.3
若需測量該阻抗值，需測量該阻抗上的電壓V：
由于從電壓源到被測阻抗有一段導線，導線有電阻r，導致V=Vs，所以若要精確測量阻抗R，不可以簡單地用電源電壓Vs代替V。
阻抗R的測量電路應采用圖D.2 的接線方法，測量電壓的電壓表必須單獨用導線從R兩端連線才能精確測量R的電壓值V。因R兩端是采用4根導線接線，故稱為4端法接線。圖D.3的接線方法是錯誤的。
國際電工委員會和國內標準化組織近年來也相應頒布了有關協議和標準以作為指導。IEC61850協議是變電站自動化系統建設的依據。完全符合IEC61850協議的二次和二次數字化設備的研制和產品化是建設智能電網的堅實基礎。IEC 61850-5-13規定了變電站內智能電子設備（IED， Intelligent Electronic Device）的同步標準以及電力系統有關參數值的指標，是變電站自動化系統的設計，電子式互感器在線校驗系統及IED的性能研制和生產以及電力部門招標必須依據的標準。IEC60044-7/8標準也是電子式互感器在線校驗系統制造檢測和招標應遵循的標準。我國于2007年1月正式頒布等同于IEC60044-7/8的國家標準GT20840-7/8，并于2007年8月1日起實施。[3]
1）根據國際標準IEC61850-5-13的要求，電子式互感器在線校驗系統需為各種智能IED提供高準確度的電流I和電壓U，其數據采樣率必須≥12000次/s，三相同步時間應為±1μs。[3]，[4]
2）PMU與WAMS的連接 PMU與WAMS的連接應滿足IEEE 37.118的準確性標準（1級）并對數據傳輸使用IEEE 37.118標準。 要求PMU的數據采樣率≥12000次/s，測量頻率的絕對準確度為± 1 mHz，絕對相角準確度為± 0.02度，時間準確度為 ± 1 μs。數據傳輸率為50/60 Hz。要達到此要求，提供給PMU和WAMS原始數據的電子式互感器在線校驗系統對I、U的測量準確度應小于0.2%, 三相同步時間為± 1 μs，相位移應滿足IEC60044－7/8的要求。[3]
3）IEC61850-9-1對以太網物理層傳輸速率的要求
電子式互感器在線校驗系統的綜合單元對保護、測量等IED的輸出傳輸速率應與IED的采樣率匹配。根據IEC61850-5-13的規定：保護裝置IED的采樣率為480、960和1920次/s；測量儀表的IED采樣率為1500、4000和12000次/s。
IEC61850-9-1規定：電子式電流/電壓互感器的綜合單元對保護、測量等IED的輸出傳輸速率應與IED的采樣率匹配。[3]，[5]
電力二次設備在線監測對堅強智能電網的作用
智能電網的自愈控制是在事故影響電網之前就從本地或局部地區對事故進行處理后，從而達到自愈的效果。由此可見，電力二次設備的在線安全監測裝置就是智能電網實現自愈控制的智能代理器最基礎部分。電力二次設備的在線安全監測裝置最初是為了對二次設備進行常規診斷，后來實現狀態檢修，以代替傳統的計劃檢修。當然，目前的在線安全監測，還不是實時的在線監測。在此基礎上，若狀態監測的可信度大大提高，并加快對設備狀態的監測頻率，就可逐步成為自愈智能電網的智能代理器。這樣，當新型的傳感器、在線監測裝置和執行機構研制出來后就可形成智能代理器，從而加強電網的自適應和重組控制能力。
ZSCPT-120P變頻互感器綜合特性測試儀
參考標準：GB20840.1，GB20840.2，GB20840.3
ZSCPT-120P變頻互感器綜合特性測試儀是由本中試控股在廣泛聽取用戶意見、經過大量的市場調研、深入進行理論研究之后研發的新一代的電流、電壓互感器測試儀器。裝置采用高性能DSP和ARM、先進的制造工藝。用于保護類電流互感器（CT）及電壓互感器（PT）多種參數的高精度測量。滿足各類CT（如：保護類、計量類、TP類）的勵磁特性（即伏安特性）、變比、極性、二次繞組電阻、二次負荷、比差以及角差等測試要求，滿足各類PT電磁單元的勵磁特性、變比、極性、二次繞組電阻、比差以及角差等測試。可實現一鍵完成CT直阻、勵磁、變比和極性測試功能，自動化程度高、穩定可靠，在國內處于領先水
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ZSCPT-120P變頻互感器綜合特性測試儀
ZSCPT-120P變頻互感器綜合特性測試儀技術特點
1、功能全面，既滿足各類CT（如：保護類、計量類、TP類）的勵磁特性（即伏安特性）、變比、極性、二次繞組電阻、二次負荷、比差以及角差等測試要求，又可用于各類PT電磁單元的勵磁特性、變比、極性、二次繞組電阻、比差以及角差等測試。
2、自動給出拐點電壓/電流、10%(5%)誤差曲線、準確限值系數（ALF）、儀表保安系數（FS）、二次時間常數(Ts)、剩磁系數(Kr)、飽和及不飽和電感等CT、PT參數。
3、測試滿足GB20840.1，GB20840.2 GB20840.3等各類互感器標準，并依照互感器類型和級別自動選擇何種標準進行測試。
4、基于先進的低頻法測試原理，能應對拐點高達45KV的CT測試。
5、界面友好美觀，全中文圖形界面。
6、裝置可存儲2000組測試數據，掉電不丟失。試驗完畢后用U盤存入PC機，用軟件進行數據分析，并生成WORD報告。
7、測試簡單方便，一鍵完成CT直阻、勵磁、變比和極性測試，而且除了負荷測試外，CT其他各項測試都是采用同一種接線方式。
8、易于攜帶，裝置重量<9Kg。
ZSCPT-120P變頻互感器綜合特性測試儀技術參數
測試用途:保護類CT，保護類PT
輸出0~180Vrms，12Arms，18A（峰值）
CT變比測量范圍：1~40000，精度： ±0.2%
PT變比測量范圍：1~40000，精度： ±0.2%
相位測量精度:±5min
分辨率：0.5min
二次繞組電阻測量:范圍0~300Ω,精度:2%±2mΩ
交流負載測量:范圍0~1000VA,精度:2%±0.2VA
輸入電源電壓:AC220V±10%，50Hz
工作環境溫度：-10οC~50οC，濕度：≤90%
尺寸、重量:尺寸340mm x 300mm x 150mm重量<9kg
1、全自動型測試儀
只需設定最高輸出電壓和最大輸出電流，儀器即可從零開始自動升壓或升流進行各種試驗。試驗中自動記錄測試數據、描繪伏安特性曲線、10%和5%誤差曲線，并自動計算拐點值。省去了手動調壓、人工記錄整理、描曲線等煩瑣步驟，極大的提高了測試效率。試驗結果可以儲存在儀器內，可以現場打印、存儲后打印，也可用U盤拷貝傳至電腦處理打印。操作快捷、簡單、方便，容易掌握。
2、功能全面
裝置所具備的功能如下：
CT試驗：伏安特性曲線 PT試驗：伏安特性曲線
曲線拐點自動計算 曲線拐點自動計算
5%和10%誤差曲線 5%和10%誤差曲線
變比、極性 變比、極性
比差、角差測量 比差，角差測量
二次側回路負載測試、 二次側回路負載測試
二次繞組交流耐壓 二次繞組交流耐壓
二次直流電阻測試 二次直流電阻測試
一次通流測試
ZSCPT-120P變頻互感器綜合特性測試儀時功能全面，既滿足各類CT（如：保護類、計量類、TP類）的勵磁特性（即伏安特性）、變比、極性、二次繞組電阻、二次負荷、比差以及角差等測試要求，又可用于各類PT電磁單元的勵磁特性、變比、極性、二次繞組電阻、比差以及角差等測試。
ZSCPT-120P變頻互感器綜合特性測試儀
ZSCPT-120P 變頻互感器綜合特性測試儀
根據上述算式，最后可以得到用最大短路電流倍數 和允許的最大負荷阻抗 描述的10％誤差曲線（見圖2.29）。10％誤差曲線的應用方法：
得出某一CT的10%誤差曲線后，還必須查閱流經該CT的最大短路電流 和該CT二次側所帶回路的阻抗 。最大短路電流往往在整定計算時得出，是該CT所在線路的最大運行方式下最嚴重短路時的短路電流，最大電流倍數 （額定電流）。二次回路阻抗 可以用裝置測量得到。
得到 和 后查閱10%誤差曲線，若點（ ， ）在曲線下方，則滿足要求，說明在最嚴重短路情況下CT的電流變換誤差小于10%。否則將大于10%。
C. 用于各種CT的實際接線方式
用于CT測試的基本接線步驟（參見圖C.1）如下：
（1）用4mm2線將測試儀左側的接地端子連接到保護地。
（2）連接CT一次側的一個端子和二次側的一個端子到保護地。
（3）確保CT的其他端子全部從輸電線上斷開，其他繞組全部開路。
（4）用2.5mm2紅線和黑線將CT的二次側連接到測試儀“Output”S1和S2插孔，用1.2mm2黃線和黑線將CT的二次側連接到測試儀“Sec”的S1和S2插孔，注意兩根黑線連在CT二次側已接保護地的同一端子上。
（5）用1.2mm2綠線和黑線將CT的一次側連接到測試儀的“Prim”的P1和P2端子上，P2通過黑線與CT一次側連接到保護地的那個端子相連。
（6）檢查接線無誤，開始測試。
1．測試儀在三角形接法變壓器上進行CT測試的接線方式如圖C.2所示。
圖C.2 測試儀在三角形接法變壓器上進行測試時的接線方式
2．測試儀進行變壓器套管CT測試時的接線方式如圖C.3所示。
注意：一次端子H1不能接地，否則一次側都接地了，則測試儀不能獲取正確結果。
圖C.3 測試儀對變壓器上套管CT進行測試時的接線方式
4．測試儀在對GIS（SF6）開關上的CT測試時的接線方式如圖C.4所示。
注意：斷開與母線連接的所有開關，合上接地刀閘
圖C.4 測試儀對GIS（SF6）開關上的CT測試時的接線方式
D. 四端法接線的測量原理
施加輸出一個電壓源信號Vs到一個阻抗R上，將產生一電流I，如圖D.1。
圖D.1 圖D.2 圖D.3
若需測量該阻抗值，需測量該阻抗上的電壓V：
由于從電壓源到被測阻抗有一段導線，導線有電阻r，導致V=Vs，所以若要精確測量阻抗R，不可以簡單地用電源電壓Vs代替V。
阻抗R的測量電路應采用圖D.2 的接線方法，測量電壓的電壓表必須單獨用導線從R兩端連線才能精確測量R的電壓值V。因R兩端是采用4根導線接線，故稱為4端法接線。圖D.3的接線方法是錯誤的。
ZSDW-5A大型地網接地電阻測試儀是大家在做高壓電力試驗，尤其是在野外進行試驗的是，經常需要用到的設備，因此不論是在選擇設備，還是在使用設備的時候，都需要格外注意。
3、 輸出保持
具有升壓保持功能，用于計量檢測及二次交流耐壓試驗。具有升流保持功能，用于二次回路檢查。
4、真有效值采樣
所有電壓、電流信號均為真有效值采樣，請用真有效值表進行校證。
5、單一電源，操作方便
僅需單一輸入電源，AC220V,摒棄個別廠家的還需要380V電源才能夠達到技術要求的落后手段。
6、U盤保存
試驗的數據可通過U盤傳至PC機，由PC進行處理，顯示、打印、存儲數據及曲線報告，極大地方便了用戶整理報告。
7、日期和時鐘
儀器自帶有系統時間，試驗時裝置自動記錄測試時間，以便于測試記錄的存儲與查看。
8、不接觸測試，安全性高
全微機化裝置，設定完成后完全不需人工接觸，儀器全自動進行測試。可使測試人員遠離高壓電路，確保測試人員安全。
9、輸出容量大
單機輸出功率大，交流電壓輸出高達2500V，電流輸出短時可達25A；最大電流600A機型為600A，1000A機型為1000A。
10、自帶大屏幕8寸彩色觸摸LCD、全漢化圖形界面
屏幕的分辨率高達1024*768，清晰度高，全彩色觸摸操作國內領先，測試時直接顯示伏安曲線圖、試驗記錄數據，直觀方便。面板自帶打印機，可隨時打印曲線圖及測試數據。
11、觸摸屏操作
采用我中試控股獨創的觸摸技術進行操作。全面取消面板按鍵、開關、控制旋鈕等各種常規控件。操作簡單方便，使用壽命長。
12、超大容量的數據存儲
單機各個功能試驗可存儲200組測試數據，數據掉電永久不會丟失，可試驗完畢調出打印或上傳至電腦保存、打印。儀器還具有單機U盤數據存儲功能，將現場測試數據保存到U盤上，做到現場測試記錄無限量保存。
13、產品優勢及特點
本測試儀相比別家的產品在質量上，特別是帶載能力上有明顯的提高，整個回路的導線長度最大到9米，這個數據大大優于國內其他廠家的8米甚至更少，主要是測試儀內部的升流器容量很足，鐵芯質量要大，線路優化所致。
國際電工委員會和國內標準化組織近年來也相應頒布了有關協議和標準以作為指導。IEC61850協議是變電站自動化系統建設的依據。完全符合IEC61850協議的二次和二次數字化設備的研制和產品化是建設智能電網的堅實基礎。IEC 61850-5-13規定了變電站內智能電子設備（IED， Intelligent Electronic Device）的同步標準以及電力系統有關參數值的指標，是變電站自動化系統的設計，電子式互感器在線校驗系統及IED的性能研制和生產以及電力部門招標必須依據的標準。IEC60044-7/8標準也是電子式互感器在線校驗系統制造檢測和招標應遵循的標準。我國于2007年1月正式頒布等同于IEC60044-7/8的國家標準GT20840-7/8，并于2007年8月1日起實施。[3]
1）根據國際標準IEC61850-5-13的要求，電子式互感器在線校驗系統需為各種智能IED提供高準確度的電流I和電壓U，其數據采樣率必須≥12000次/s，三相同步時間應為±1μs。[3]，[4]
2）PMU與WAMS的連接 PMU與WAMS的連接應滿足IEEE 37.118的準確性標準（1級）并對數據傳輸使用IEEE 37.118標準。 要求PMU的數據采樣率≥12000次/s，測量頻率的絕對準確度為± 1 mHz，絕對相角準確度為± 0.02度，時間準確度為 ± 1 μs。數據傳輸率為50/60 Hz。要達到此要求，提供給PMU和WAMS原始數據的電子式互感器在線校驗系統對I、U的測量準確度應小于0.2%, 三相同步時間為± 1 μs，相位移應滿足IEC60044－7/8的要求。[3]
3）IEC61850-9-1對以太網物理層傳輸速率的要求
電子式互感器在線校驗系統的綜合單元對保護、測量等IED的輸出傳輸速率應與IED的采樣率匹配。根據IEC61850-5-13的規定：保護裝置IED的采樣率為480、960和1920次/s；測量儀表的IED采樣率為1500、4000和12000次/s。
IEC61850-9-1規定：電子式電流/電壓互感器的綜合單元對保護、測量等IED的輸出傳輸速率應與IED的采樣率匹配。[3]，[5]
電力二次設備在線監測對堅強智能電網的作用
智能電網的自愈控制是在事故影響電網之前就從本地或局部地區對事故進行處理后，從而達到自愈的效果。由此可見，電力二次設備的在線安全監測裝置就是智能電網實現自愈控制的智能代理器最基礎部分。電力二次設備的在線安全監測裝置最初是為了對二次設備進行常規診斷，后來實現狀態檢修，以代替傳統的計劃檢修。當然，目前的在線安全監測，還不是實時的在線監測。在此基礎上，若狀態監測的可信度大大提高，并加快對設備狀態的監測頻率，就可逐步成為自愈智能電網的智能代理器。這樣，當新型的傳感器、在線監測裝置和執行機構研制出來后就可形成智能代理器，從而加強電網的自適應和重組控制能力。
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