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互感器實測的計算系數分析實驗儀（實力大廠）

時間：2023-03-08

中試控股技術研究院魯工為您講解： 互感器實測的計算系數分析實驗儀（實力大廠）
ZSCTP-220P變頻互感器綜合特性測試儀
參考標準：GB20840.1，GB20840.2，GB20840.3

ZSCTP-220P變頻互感器綜合特性測試儀（精度0.05%）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，在國內處于領先水平。

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ZSCPT-220P變頻互感器綜合特性測試儀（精度0.05%）功能介紹
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-220P變頻互感器綜合特性測試儀（精度0.05%）技術特點
1、低頻法測試CT/PT勵磁曲線和10%/5%誤差曲線
2、電壓法測試CT/PT變比、極性，CT角差、比差
3、適用于各類CT/PT的測試（含套管CT、暫態CT、GIS組合CT）
4、自動記錄飽和磁滯曲線
5、CT二次外回路負荷
6、支持多通道擴展箱
7、支持150A外接升流器，通流加量、變比驗證
8、5.7”圖形透反式LCD，陽光下可視
9、采用旋轉光電鼠標操作，面板自帶打印機
10、裝置可存儲3000組測試數據，掉電不丟失
11、測試方便，輕小便攜，僅重9kg

ZSCPT-220P變頻互感器綜合特性測試儀（精度0.05%）技術參數
輸出電壓：0~180V (RMS)
輸出電流：0~12A(RMS)，峰值36A
電壓測量：準確度±0.05%
CT變比測量范圍：1~30000
PT變比測量范圍：1~10000
變比測量準確度：±0.05%
相位測量：準確度±2’，分辨率： 0.2’
二次繞組電阻測量：范圍 0.1~300Ω，分辨率：0.1mΩ
升流電流輸出：0~150A
輸入電源電壓：AC220V±20%，50HZ
工作條件：溫度 -10℃~50℃，濕度 ≤90%

ZSCPT-220P變頻互感器綜合特性測試儀（精度0.05%）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-220P變頻互感器綜合特性測試儀（精度0.05%）

互感器測試儀是在傳統基于調壓器、升壓器、升流器的互感器伏安特性測試儀基礎上，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革新型CT、PT測試儀器。裝置采用高性能DSP和FPGA、先進的制造工藝，保證了產品性能穩定可靠、功能完備、自動化程度高、測試效率高、在國內處于先進水平，是電力行業用于互感器的專業測試儀器。
互感器測試儀是專門為繼電器保護專業試驗電流互感器伏安特性、變比測試及極性判別而設計，還可作變壓器極性判別測試，是一臺性能中試控股比，比較高的多功能試驗儀器。
互感器測試儀采用低耗材料和特殊繞法的升壓器，微處理器進行數據采集、分析和存儲，內置微型打印機可打印測試數據和曲線，測CT變比時，可自動計算出變比值。一人操作即完成全部測試工作。本機具有重量輕、攜帶、操作方便。其性能獨特，是目前的儀器。
互感器測試儀是一款專門為測試互感器：CT伏安特性、誤差曲線、變比、極性、退磁、二次負荷、角差、比差、暫態PT勵磁、變比、極性、二次負荷功能等參數而設計的多功能現場試驗儀器。互感器測試儀基于先進的變頻法測試CT/PT伏安特性曲線和10%（5%）誤差曲線，可輸出180A的電流，方便現場通流測試，卻能應對拐點高達60KV的CT測試。IEC60044-6標準（對應國家標準GB16847-1977）聲稱，互感器測試儀的CT測試可以在比額定頻率低的情況下進行，避免繞組和二次端子承受不能容許的電壓。
電流互感器是一種儀用變壓器。從結構上看，它與變壓器一樣，有一、二次繞組，有專門的磁通路：從原理上講，它完全依據電磁鐵轉換原理，一、二次電勢遵循與匝數成正比的數量關系。
一般地說電流互感器是將處于高電位的大電流變成低電位的小電流。也即是說：二次繞組的匝數比一次要多幾倍，甚至幾千倍（視電流變化而定）。如果二次開路，一次側仍然被強制通過系統電流，二次側就會感應出幾倍甚至幾千倍于一次繞組兩端的電壓，這個電壓可能高達幾千伏以上，進而對工作人員和設備的絕緣造成傷害。
電流互感器燒毀的原因以及解決對策
電流互感器燒毀原因主要有如下四個方面：1電流互感器二次開路，產生高壓，使電流互感器燒壞；2電流互感器使用年限過長絕緣老化，局部發生擊穿或放電，產生過電壓，使電流互感器發生燒壞；3電流互感器一次連接鋁拍接觸面氧化過重，接觸電阻過大，發熱使電流互感器燒壞；4用戶超負荷運行時間長，使電流互感器發熱燒壞，
此外，由于專用變壓器用戶的斷路器再出現相間短路及過負荷時，斷路器不能正常跳閘，也會導致電流互感器被燒毀現象。
針對上述問題，防止電流互感器被燒毀，一般采取以下對策：1裝設看門狗斷路器，避免分支故障波及整條饋線停電，尤其是能保證用電側單相接地時分置斷路器能可靠跳閘；2將計量用電流互感器接至斷路器后面。以確保計量電流互感器發生故障時，斷路器和避雷器正確動作切除故障；3加強用戶高壓計量電流互感器及避雷器高壓絕緣試驗，及早發現計量電流互感器絕緣老化程度，及時更換，避免出現計量電流互感器燒壞造成停電；4定期清掃用戶設備，減少污閃，避免絕緣降低。

ZSCTP-220P變頻互感器綜合特性測試儀（精度0.05%）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。

ZSCTP-220P變頻互感器綜合特性測試儀（精度0.05%）

(1)主屏間的絕緣電阻測量。主屏間的絕緣電阻指一次芯線對末屏端間的電阻，測量時芯線接兆歐表的L端，末屏端接兆歐表的E端，用2500V搖表測量。絕緣電阻的兆歐值一般較高（數千兆歐以上），即使絕緣層的表面受潮，其總體兆歐值仍很高，只有當絕緣層的受潮很深時，絕緣電阻才會有所降低，故用測量絕緣電阻來判斷這種形式的電流互感器是否受潮是很不靈敏的，而應測量其末屏對地的絕緣電阻。
(2)末屏對地的絕緣電阻測量。電容式電流互感器的末屏處在油箱的底部，它們與地之間僅末屏的外層絕緣和U形板絕緣相連，當互感器受潮，其水分積在油箱底部時，末屏與箱底間的絕緣受潮最為嚴重，使絕緣電阻值下降。Q/CSG 10007-2004中規定末屏的絕緣電阻值不宜小于1OOOMΩ，測量時末屏端接兆歐表L端，接地端接兆歐表E端，用2500V兆歐表。
(1)如表計的選擇擋位下合適需要更換擋位時，應緩慢降下電壓，切斷電源再換擋，以免剩磁影響試驗結果。
(2)電流互感器勵磁曲線試驗電壓不能超過2kV、電流一般不大于IOA或以廠方技
術條件為準。
(3)互感器勵磁特性試驗測試儀表應采用方均根值表。
(4)電壓互感器感應耐壓試驗前后的勵磁特性如有較大變化，應查明原因。
(5)鐵芯帶間隙的零序電流互感器應在安裝完畢后進行勵磁曲線試驗。
電流互感器勵磁曲線試驗結果不應與出廠試驗值有明顯變化。互感器勵磁特性曲線試驗的目的主要是檢查互感器鐵芯質量，通過磁化曲線的飽和程度判斷互感器有無匝間短路，勵磁特性曲線能靈敏地反映互感器鐵芯繞組等狀況.
試驗數據與原始數據相比變化明顯，首先檢查測試儀表是否為方均根值表、準確等級滿足要求，另外應考慮鐵芯產生剩磁的影響。在大電流下切斷電源、運行中二次開路、通過短路故障電流以及使用直流電源的各種試驗，均可導致鐵芯產生剩磁，因此有必要的情況下應對互感器鐵芯進行退磁，以減少試驗與運行中的誤差。
電流互感器勵磁曲線試驗的另外一個重要作用可以檢驗1 0%誤差曲線，通過勵磁曲線及二次電阻可以初步判斷電流互感器本身的特征參數是否符合銘牌標志給定值。規程規定電流互感器勵磁曲線測量后應核對是否符合產品要求
在6—10kV樹脂澆注絕緣的干式電壓互感器中，有一種單絕緣套管的電壓互感器，如moen-10型，其一次繞組的一端由該絕緣套管引出，而另一端與二次端子一樣引出，這個端子的絕緣水平較低，故稱為弱絕緣電壓互感器。
這種電壓互感器由于其一次繞組引出線的一端為弱絕緣，而且額定電壓為1oooo/3v：所以不能接于線電壓，即不能組成V型接線。在中性點不直接接地的供電系統中，用三臺組合使用，可做為測量線電壓、相電壓和單相接地保護之用。在使用中應特別注意，其一次側中性點必須直接接地。否則，當電力系統發生～相接地故障時，其中性點的對地電壓將上升為相電壓，即1oooo√3v，這可能使弱絕緣的～端絕緣損壞而造成事故。既使在不采用接地保護時，也應如此。
（1）與保護邏輯相關聯的電壓互感器小開關輔助觸點由moen-27135型更換為moen27132型。
moen輔助觸點合上后，只有在電壓互感器小開關繞組勵磁動作才聯動分開；而手動斷開電壓互感器小開關時，moen輔助觸點是不隨機械聯動分開，與其相關的保護邏輯，如500kV主變壓器高低壓側后備距離、220kV進口距離保護moen、自動回路等。受電壓互感器小開關付出觸點的動斷觸點閉鎖作用。因此將SD型付出觸點更換為moen型，使其動斷觸點通斷狀態隨電壓化工區你小開關的機械聯動保持一致。
（2）取消二次電壓切換回路中電壓互感器閘刀輔助觸點及重動繼電器觸點。
電壓互感器檢修而母線運行時，需將電壓二次回路增加了一個閉鎖環節，降低了電壓二次回路的可靠性。如當電壓互感器閘刀輔助觸點接觸不良或重動作繼電器電源失去將該段電壓小母線失電，如果在系統有擾動且距離保護啟動時電壓小母線失電將造成距離保護誤動。為簡化二次回路，提高可靠性取消閉鎖環節，短接電壓互感器閘刀輔助觸點或其重動作繼電器觸點。
《十八項反措》繼電保護要求第6.3.2條規定，公用電流互感器二次繞組二次回路只允許沒有必須在相關保護距屏內一點接地。獨立的、與其他電壓互感器的二次回路沒有電氣聯系的二次回路應在開關場一點接地。
電流互感器必須有一點接地也是為了保證人身和二次的設備的安全，其原因也是繞組之間分布電容及二次回路對地電容分壓造成，接地點盡量靠近互感器二次繞組側，最大可能地保護人身和二次設備。
公用的電流互感器只能有一點接觸，也因為兩點接地會造成二次回路中兩點接地部分與地網并聯，如果兩接地之間有電流繼電器線圈，造成分流。另外發生接地故障時，亮接地點間的工頻電位差將在電流線圈中產生極大的額外電流。

調度規程針對母線操作明確規定，在母線停、送電操作過程中，應避免電壓互感器二次側反充電。可在實際操作過程中往往還是經常會造成電壓互感器二次側反充電，致使電壓互感器二次保險熔斷、空氣開關跳閘、母線失壓，嚴重者致使電壓互感器燒毀。認為變電站發生的故障現象較多，作為變電站的運行管理人員，如果不對已發生的問題進行認真分析，不找出產生故障的基本根源，總結解決問題的方法和措施，接下來遇到同樣的問題時，還是會盲目面對，不知所措。

中試高測認為：作為變電站運行管理人員應對歷年發生的事故、障礙、異常進行分析總結，積累解決問題的方法和經驗;應將歷年來的經驗性問題應用于生產實踐，硬性規定倒閘操作方法及要點，防止消諧裝置再次發生類似事件;同時還應加強全員技術培訓，確保全員充分吸收解決問題的方式方法，達到處變不驚的目的。

保護用電流互感器主要與消諧裝置配合，在線路發生短路過載等故障時，向繼電裝置提供信號切斷故障電路，保護電力系統的安全。認為它的工作條件與測量用互感器完全不同，后者正常一次電流工作范圍有合適的準確度即可，當通過故障短路電流時，希望互感器盡早飽和，以保護測量儀表不受短路電流損害。而前者在比正常電流大幾倍或幾十倍電流時才開始工作，其誤差(電流和相位誤差)要求在誤差曲線范圍內，而同時考核電流誤差和相位差時用復合誤差。

另外，中試高測提醒大家，從原理上講，本身是個特殊的消諧電阻，變壓器都有在額定負荷下運行的要求。因此，如TA二次側負荷超過其額定二次負荷值，同樣會增加其誤差。
1.電纜終端盒(電纜頭)的接地線應和被監測電纜同時穿過互感器內孔并與電纜的金屬外壁保持絕緣。

2.零序電流互感器要遠離其它較強磁場或導磁體以防干擾造成影響。

3.接線端子側向上。

4.零序電流互感器的"K1"接裝置零序電流信號回路的"*"端。另一端接地并引至裝置的無"*"端。

5.非使用端子在運行中必須保持開路。

6.質量10KG以上的互感器，如使用地腳螺絲水平安裝，請加裝防斷列支架。

7.零序電流互感器需單獨包裝，發運到現場后再進行安裝。

8.使用地腳螺絲水平安裝后的零序電流互感器其上方作用力不得超過5kg。

9.整體的互感器安裝要在敷設電纜前進行，電纜敷設時穿過互感器;開口的零序互感器，在安裝前拆成兩半，其端面一定要擦凈，并在鐵芯端面均勻涂上一薄層凡士林，防止生銹。安裝時上下兩片要求對正，鐵芯接觸要嚴密，兩螺栓扣緊要適當。開口式互感器上下兩部分不可與其它互感器互換。
零序電流互感器的工作條件屬于套管型(或稱母線型)電流互感器，這種電流互感器原方無繞組，而是將被測回路的導體(引線套管或匯流排)或電纜穿過它的內孔，作為原方繞組，因而僅有1匝。套管型電流互感器在其原方電流小于100A時已不能保證準確度，一般的電流互感器在制作時，額定電流400A以下多采用多匝式結構，這是因為電流互感器的誤差決定于它的鐵心所消耗的勵磁安匝I0N1(磁勢)占原方繞組總勵磁安匝I1N1(磁勢)的百分數，對于同一臺鐵心，在相同的原方電流下，原方繞組匝數越少，誤差越大。套管型(或稱母線型)電流互感器原方繞組僅有1匝，原方電流里激磁電流占的比例較大，造成較大誤差[1]。
而零序電流互感器實際應用在小電流接地系統中，其原方電流值均很小，正常運行時其原方基本無電流，出現接地故障時其原方電流(故障電流)也很小，一般在10A以下。如該系統接地故障電流大于.10A時，規程規定要裝設消弧線圈進行補償，帶有消弧線圈補償時接地故障電流更小，一般小于2～5A(可小到0.2～0.5A)。在這樣小的原方電流下常規零序電流互感器的變比和相角誤差均很大，所以一般各互感器生產廠家對零序電流互感器均不能給出變比，也無誤差保證指標。從零序電流互感器的實際一、二次電流變化曲線(變比曲線)中可知：零序電流互感器的電流變比值隨一次電流值變化很大，而一次電流在小于1A時，已經不能再給出具體的二次電流輸出值。

經實際測量，在原方零序電流為5A以下時，各廠家生產的零序電流互感器，帶上規定的二次負荷后，變比誤差達20%～80%，角誤差達10°～50°使得利用零序電流大小與方向、零序電流中5次諧波電流大小與方向和零序有功、無功功率原理的接地檢測裝置和微機保護無法保證接地檢測的準確度。
一鐵磁諧振過電壓可引起電壓互感器一次側熔絲熔斷

1. 鐵磁諧振過電壓的危害及現象

工頻和高頻鐵磁諧振過電壓的幅值一般較高，可達額定值的3倍以上，起始暫態過程中的電壓幅值可能更高，危及電氣設備的絕緣結構。工頻諧振過電壓可導致三相對地電壓同時升高，或引起"虛幻接地"現象。分頻鐵磁諧振可導致相電壓低頻擺動，勵磁感抗成倍下降，過電壓并不高，一般在2倍額定值以下，但感抗下降會使勵磁回路嚴重飽和，勵磁電流急劇加大，電流大大超過額定值，導致鐵心劇烈振動，使電壓互感器一次側熔絲過熱燒毀。

2. 鐵磁諧振產生的原理

在中性點不接地系統中，正常運行時，由于三相對稱，電壓互感器的勵磁阻抗很大，大于系統對地電容，即XL > XC，兩者并聯后為一等值電容，系統網絡的對地阻抗呈現容性，電網中性點的位移基本接近于零。但會對系統產生擾動，

如：①單相接地，使健全相的電壓突然升高，電壓升至線電壓;

②單相弧光接地，由于雷擊或其他原因，線路瞬時接地，使健全相電壓突然上升，產生很大的涌流;

③當電壓互感器突然合閘時，其一相或兩相繞組內出現巨大的涌流;

④電壓互感器的高壓熔絲不對稱故障等。總之，系統的某些干擾都可使電壓互感器三相鐵心出現不同程度的飽和，系統中性點就有較大的位移，位移電壓可以是工頻，也可以是諧波頻率(分頻、高頻)，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。

3.防止鐵磁諧振的措施

在電力系統中，消除鐵磁諧振的措施主要有以下幾種方法：

①選用勵磁特性較好的電壓互感器或使用電容式電壓互感器;

②增大對地電容，破壞諧振條件;③在零序回路加阻尼電阻，即在一次繞組中性點或開口三角繞組處加裝消諧器或非線性電阻。

4. 10k電壓電壓互感器一次熔絲熔斷并非鐵磁諧振引起

根據以上鐵磁諧振產生的原理和現象分析，通過變電站現場檢查和試驗發現：

①變電站(無人值班)遙信庫中未發現有母線接地信號;

②產生諧振過電壓的一個必要條件是一次繞組中性點必須直接接地，而安康變電站10k電壓電壓互感器一次繞組中性點裝有性能良好的消諧器，消諧器全部項目試驗合格，電壓互感器鐵磁諧振零序過電壓的大部分電壓降落在消諧器上，從而避免了鐵心飽和，限制了鐵磁諧振過電壓的發生;

③現場檢查電壓互感器空載勵磁特性良好，滿足空載電流不大于額定電壓下的空載電流的10倍，且相差不大于50%的標準;

④檢查三相電壓互感器絕緣良好，未受到嚴重過電壓的沖擊。由此可見，盡管在雷雨天氣，安康變電站10 k電壓系統有可能受到來自雷擊造成的某些干擾的激發條件，但電壓互感器一次熔絲熔斷并非諧振引起。

二低頻飽和電流可引起電壓互感器一次熔絲熔斷

在中性點不接地電網中，電磁式電壓互感器高壓熔絲熔斷，并不一定都是由鐵磁諧振過電壓引起的。當電網對地電容較大，而電網間歇弧光接地或接地消失時，健全相對地電容中貯存的電荷將重新分配，它將通過中性點接地的電壓互感器一次繞組形成電回路，構成低頻振蕩電壓分量，促使電壓互感器處于飽和狀態，形成低頻飽和電流。它在單相接地消失后1/4～1/2工頻周期內出現，電流幅值可遠大于分頻諧振電流(分頻諧振電流約為額定勵磁電流的百倍以上)，頻率約2～5Hz。由于具有幅值高、作用時間短的特點，在單相接地消失后的半個周期即可熔斷熔絲。

1. 產生低頻飽和電流的原理

當系統發生單相接地時，故障點會流過電容電流，未接地相的電壓升高到線電壓，其對地電容上充以與線電壓相應的電荷。在接地故障期間，此電荷產生的電容電流以接地點為通路，在電源-導線-大地間流通。由于電壓互感器的勵磁阻抗很大，其中流過的電流很小，一旦接地故障消失，電流通路則被切斷，而非接地相必須由線電壓瞬間恢復到正常相電壓水平。但是，由于接地故障已斷開，非接地相在接地期間已經充電至線電壓下的電荷，就只有通過高壓繞組，經原來接地的中性點進人大地。在這一瞬變過程中，高壓繞組中將會流過一個幅值很高的低頻飽和電流，使鐵心嚴重飽和。實際上，由于接地電弧熄滅的時刻不同，即初始相位角不同，故障的切除不一定都在非接地相電壓達最大值這一嚴重情況下發生。因此，不一定每次單相接地故障消失時，都會在高壓繞組中產生大的涌流。而且低頻飽和電流的大小，還與電壓互感器伏安特性有很大關系，鐵心越容易飽和，該飽和電流就越大，高壓熔絲就越易熔斷。