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電力技術
變頻式互感器多功能分析實驗儀（源頭大廠）
時間：2023-03-08
中試控股技術研究院魯工為您講解： 變頻式互感器多功能分析實驗儀（源頭大廠）
ZSCTP-220P變頻互感器綜合特性測試儀
參考標準：GB20840.1，GB20840.2，GB20840.3
油浸鏈式和串級式電流互感器
3.1 試驗接線
35kV～110kV級的電流互感器，多數為油浸鏈式（如LCWD-110型）和串級式（如L-110型）結構。這類電流互感器現場測量可按一次對二次繞組用高壓電橋正接線測量，也可按一次對二次繞組及外殼用高壓電橋反接線測量。
3.2 判斷和標準
電流互感器的tanδ(%)值，按DL/T 596規定進行綜合判斷，且與出廠及歷年數據比較，不應有顯著變化。
4、電容型電流互感器
4.1 試驗接線
電容型電流互感器的結構如圖1-1所示，最外層有末屏引出。試驗時可采用高壓電橋正接線進行一次繞組對末屏的tanδ及電容的測量。電流互感器進水受潮以后，水分一般沉積在底部，最容易使底部和末屏絕緣受潮。采用反接線測量末屏對地的tanδ和電容，加壓在末屏與油箱座之間，另外將一次繞組接到電橋的“E”端屏蔽，試驗時施加電壓根據末屏絕緣水平和測量靈敏度選用，一般可取2kV。
圖1-1 電容型電流互感器結構原理圖
1——一次繞組；2——電容屏；3——二次繞組及鐵芯；4——末屏
4.2 判斷和標準
電容型電流互感器一次繞組對末屏tanδ的試驗結果判斷標準應不大于表1-1中的數值，電容量與初始值或出廠值差別超出±5%范圍時應查明原因；當末屏絕緣電阻小于1000MΩ時應測量末屏對地的tanδ，其值不大于2%。
注：油紙電容型tanδ一般不進行溫度換算，當tanδ值與出廠值或上次試驗比較有明顯增長時，應綜合分析tanδ與溫度、電壓的關系，當tanδ隨溫度明顯變化或試驗由10kV升到Um/√3時，tanδ增量超過±0.3%，不應繼續運行。
1、電磁式全絕緣電壓互感器
1.1 試驗接線
可以采用將一次繞組短路加壓，各二次繞組均短路，接西林電橋Cx點的正接法來測量tanδ及電容值；也可以采用對電橋的E點加壓，將一次繞組短路，接QS1電橋的Cx點，其各二次繞組均短路直接接地的反接法。
1.2 判斷和標準
電磁式電壓互感器在交接試驗時，35kV油浸式的tanδ(%)可參照DL/T 596規定判斷。35kV以上的，在試驗電壓為10kV時，按制造廠試驗方法測得的tanδ值不應大于出廠試驗值的130%。
運行中電磁式電壓互感器的tanδ(%)值按DL/T 596規定判斷。
2、串級式電壓互感器
2.1 繞組結構
圖1-1為220kV串級式電壓互感器的繞組及結構布置圖。一次繞組分成4段，繞在兩個鐵芯上；兩個鐵芯被支撐在絕緣支架上，鐵芯對地分別處于3/4和1/4的工作電壓，一次繞組最末一個靜電屏(共有4個靜電屏)與末端“X”相連接，“X”點運行中直接接地。末電屏外是二次繞組ax和剩余二次繞組aDxD“X”與ax繞組運行中的電位差僅100/√3V，它們之間的電容量約占整體電容量的80%。110kV級的繞組及結構布置與220kV級類似，一次繞組共分2段，只有一個鐵芯，鐵芯對地電壓為1/2的工作電壓。
圖1-1 220kV串級式電壓互感器原理接線圖
1——靜電屏蔽層；2——一次繞組(高壓)；3——鐵芯；4——平衡繞組
5——連耦繞組；6——二次繞組；7——剩余二次繞組；8——支架
2.2 試驗方法和接線
測量串級式電壓互感器tanδ和電容的主要方法有：末端加壓法、末端屏蔽法、常規試驗法和自激法。末端加壓法采用較廣，它的優點是電壓互感器A點接地，抗電場干擾能力較強，不足之處是存在二次端子板的影響，且不能測絕緣支架的tanδ值；末端屏蔽法“X”接屏蔽能排除端子板的影響，能測出絕緣支架的tanδ值。電壓互感器的預防性試驗規定，必須增加對絕緣支架的介質損失值的測試項目，因此DL/T 596建議采用末端屏蔽法試驗。自激法抗干擾力差，一般較少采用。
a) 試驗接線和方法如圖1-2～圖1-6和表1-1所示。
圖1-2 末端加壓法測量接線
AX——高壓繞組端子；ax——二次繞組端子；aDxD——剩余二次繞組端子；Cx——電容電橋端子
E——電橋接地端子；R4——電橋固定電阻；C4——電橋可調電容；Cn——標準電容；R3——電橋可調電阻
圖1-3 末端加壓法測量對剩余二次繞組端部tanδ的接線
AX——高壓繞組端子；ax——二次繞組端子；aDxD——剩余二次繞組端子；Cx——電容電橋端子
E——電橋接地端子；R4——電橋固定電阻；C4——電橋可調電容；Cn——標準電容；R3——電橋可調電阻
圖1-4 末端屏蔽法：電壓互感器底座接地測量一次對二次繞組的試驗接線(測出Ca及tanδa)
AX——高壓繞組端子；ax——二次繞組端子；aDxD——剩余二次繞組端子；Cx——電容電橋端子
E——電橋接地端子；R4——電橋固定電阻；C4——電橋可調電容；Cn——標準電容；R3——電橋可調電阻
圖1-5 末端屏蔽法：電壓互感器底座對地絕緣測量一次對支架與二次繞組并聯的試驗接線(測出Cb及tanδb)
AX——高壓繞組端子；ax——二次繞組端子；aDxD——剩余二次繞組端子；Cx——電容電橋端子
E——電橋接地端子；R4——電橋固定電阻；C4——電橋可調電容；Cn——標準電容；R3——電橋可調電阻
圖1-6 末端屏蔽法直接測量支架tanδ接線
AX——高壓繞組端子；ax——二次繞組端子；aDxD——剩余二次繞組端子；Cx——電容電橋端子
E——電橋接地端子；R4——電橋固定電阻；C4——電橋可調電容；Cn——標準電容；R3——電橋可調電阻
圖1-7 常規法(反接線)接線
AX——高壓繞組端子；ax——二次繞組端子；aDxD——剩余二次繞組端子；Cx——電容電橋端子
E——電橋接地端子；R4——電橋固定電阻；C4——電橋可調電容；Cn——標準電容；R3——電橋可調電阻
b) 絕緣支架tanδ和電容的測量。由于支架的電容量很小(一般為10pF～25pF)，因此按圖1-6直接法測量的靈敏度很低，在強電場干擾下往往不易測準，建議使用間接法，按圖1-4和圖1-5兩次測量后，用式(1)計算出絕緣支架的電容Cc和介質損耗因數tanδc，即：
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?？蓪崿F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。
中試控股始于1986年 ? 30多年專業制造 ? 國家電網.南方電網.內蒙電網.入圍合格供應商
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%）
互感器勵磁特性和伏安特性的區別
1、什么是勵磁特性
勵磁特性是在互感器二次側勵磁電流與所加電壓的一種關系，實際上就是鐵芯的磁化過程，所以也稱為勵磁特性，將這種特征按照一定要求繪制成曲線，就是勵磁曲線，勵磁特性通常也叫伏安特性，電壓互感器勵磁特性是把PT一次繞組末端出線端子接地其他繞組均開路的情況下，在二次繞組施加電壓U，測量出相應的勵磁電流I，U和I之間的關系就是電壓互感器勵磁特性。以U為橫坐標I為縱坐標做出的曲線就是電壓互感器勵磁特性曲線。
2、什么是伏安特性
在電學中伏就是電壓，安就是電流，伏安特性就是電流與電壓的特性，也叫做關系，伏安特性曲線圖常用縱坐標表示電流I、橫坐標表示電壓U，以此畫出的I-U圖像叫做導體的伏安特性曲線圖，伏安特性曲線是針對導體的，也就是耗電元件，用來研究導體電阻的變化規律， 這種在實際應用中還是比較多的，只是我們可能有時候沒注意到，比如我們在電流互感器二次端施加電壓用來測量它的曲線關系， 這種就是典型的測量伏安特性，下面我們看下測量過程。
3、測量過程
用互感器綜合測試儀測量CT伏安特性時，電流互感器一次側開路，二次側施加一定大小的電壓信號，觀察磁通飽和情況，觀察U（電壓）與I （電流）的曲線關系，最傳統的測量方法使用串并聯電壓表進行比對、計算，隨著技術的進步，目前是采用伏安特性測試儀進行測量，自動調壓，自動計算，測量準，效率高。
4、為什么要測量伏安特性
測量伏安特性或者勵磁忒性的主要目的是檢查互感器的鐵芯質量，通過鑒別磁化曲線的飽和程度，計算5%，10%誤差曲線，并用以判斷互感器的二次繞組有無匝間短路情況。
5、相關注意事項
一般的電流互感器電流加到額定值時，電壓已達400V以上，單用調壓器無法升到試驗電壓，所以還必須再接一個升壓PT讀取電壓。
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%）
互感器有哪些類型？
互感器分為電壓互感器和電流互感器兩大類。
1、電壓互感器
電壓互感器的基本結構和變壓器很相似，它也有兩個繞組，一個叫一次繞組，一個叫二次繞組。兩個繞組都裝在或繞在鐵心上。兩個繞組之間以及繞組與鐵心之間都有絕緣，使兩個繞組之間以及繞組與鐵心之間都有電氣隔離。
電壓互感器在運行時，一次繞組N1并聯接在線路上，二次繞組N2并聯接儀表或繼電器。因此在測量高壓線路上的電壓時，盡管一次電壓很高，但二次卻是低壓的，可以確保操作人員和儀表的安全。
2、電流互感器
電流互感器是依據電磁感應原理將一次側大電流轉換成二次側小電流來測量的儀器。由閉合的鐵心和繞組組成。
它的一次側繞組匝數很少，串在需要測量的電流的線路中，因此它經常有線路的全部電流流過，二次繞組匝數比較多，串接在測量儀表和保護回路中，電流互感器在工作時，它的二次回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護回路串聯線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態接近短路。應用互感器時應注意以下幾個方面：
1、電流互感器的額定一次電流一般按線路的1.2~1.4倍電流選用電流互感器，這主要是考慮線路過載時不至于燒毀電流互感器和電流表或電能表等用電設備。
2、電流互感器的額定一次電流也不能選得比線路的實際工作電流相差太大，這將影響電流互感器的計量 精度。
3、互感器是在額定的二次輸出負載范圍內才能保證互感器精度。因此包括二次線路負載以及計量裝置的負載都為互感器實際工作的負載，當互感器二次實際輸出負載大于互感器二次額定輸出負載時，互感器精度將降低，嚴重過載時將燒毀互感器。
4、當互感器二次實際輸出負載低于互感器額定二次輸出負載時，互感器的精度將降低。
5、根椐不同的使用場合選用適宜的互感器產品。
6、戶外用互感器和戶內用互感器莫混用。
淺談電流互感器誤差超標時的處理方法
電流互感器的二次負載，直接影響到它的正確工作。一般來說，二次負載愈大，互感器的誤差也愈大，只要二次負載不超過廠家的整定值，制造廠應保證互感器所產生的誤差在其準確度等級或10%誤差曲線范圍內。因此，電流互感器在使用過程中，必須了解其額定二次負載和實際二次負載，只有在實際二次負載小于額定二次載時，誤差才能符合要求。但是電流互感器在實際使用過程中，有時由于二次設備變更或者設計過程中考慮不周等各種原因，引起二次負載臨時增加，使得實際二次負載超過互感器的額定二次負載；或者二次負載實測值大于額定二次負載，這時電流互感器的誤差值將超過廠家的規定值。當電流互感器的誤差超過廠家的規定值時，將給繼電保護、計量裝置等二次設備帶來不良影響。下面談一談當電流互感器的誤差超過廠家的規定值時應采取的彌補措施。
3.1 試驗接線
35kV～110kV級的電流互感器，多數為油浸鏈式（如LCWD-110型）和串級式（如L-110型）結構。這類電流互感器現場測量可按一次對二次繞組用高壓電橋正接線測量，也可按一次對二次繞組及外殼用高壓電橋反接線測量。
3.2 判斷和標準
電流互感器的tanδ(%)值，按DL/T 596規定進行綜合判斷，且與出廠及歷年數據比較，不應有顯著變化。
4、電容型電流互感器
4.1 試驗接線
電容型電流互感器的結構如圖1-1所示，最外層有末屏引出。試驗時可采用高壓電橋正接線進行一次繞組對末屏的tanδ及電容的測量。電流互感器進水受潮以后，水分一般沉積在底部，最容易使底部和末屏絕緣受潮。采用反接線測量末屏對地的tanδ和電容，加壓在末屏與油箱座之間，另外將一次繞組接到電橋的“E”端屏蔽，試驗時施加電壓根據末屏絕緣水平和測量靈敏度選用，一般可取2kV。
圖1-1 電容型電流互感器結構原理圖
1——一次繞組；2——電容屏；3——二次繞組及鐵芯；4——末屏
4.2 判斷和標準
電容型電流互感器一次繞組對末屏tanδ的試驗結果判斷標準應不大于表1-1中的數值，電容量與初始值或出廠值差別超出±5%范圍時應查明原因；當末屏絕緣電阻小于1000MΩ時應測量末屏對地的tanδ，其值不大于2%。
注：油紙電容型tanδ一般不進行溫度換算，當tanδ值與出廠值或上次試驗比較有明顯增長時，應綜合分析tanδ與溫度、電壓的關系，當tanδ隨溫度明顯變化或試驗由10kV升到Um/√3時，tanδ增量超過±0.3%，不應繼續運行。
1、電磁式全絕緣電壓互感器
1.1 試驗接線
可以采用將一次繞組短路加壓，各二次繞組均短路，接西林電橋Cx點的正接法來測量tanδ及電容值；也可以采用對電橋的E點加壓，將一次繞組短路，接QS1電橋的Cx點，其各二次繞組均短路直接接地的反接法。
1.2 判斷和標準
電磁式電壓互感器在交接試驗時，35kV油浸式的tanδ(%)可參照DL/T 596規定判斷。35kV以上的，在試驗電壓為10kV時，按制造廠試驗方法測得的tanδ值不應大于出廠試驗值的130%。
運行中電磁式電壓互感器的tanδ(%)值按DL/T 596規定判斷。
2、串級式電壓互感器
2.1 繞組結構
圖1-1為220kV串級式電壓互感器的繞組及結構布置圖。一次繞組分成4段，繞在兩個鐵芯上；兩個鐵芯被支撐在絕緣支架上，鐵芯對地分別處于3/4和1/4的工作電壓，一次繞組最末一個靜電屏(共有4個靜電屏)與末端“X”相連接，“X”點運行中直接接地。末電屏外是二次繞組ax和剩余二次繞組aDxD“X”與ax繞組運行中的電位差僅100/√3V，它們之間的電容量約占整體電容量的80%。110kV級的繞組及結構布置與220kV級類似，一次繞組共分2段，只有一個鐵芯，鐵芯對地電壓為1/2的工作電壓。
圖1-1 220kV串級式電壓互感器原理接線圖
1——靜電屏蔽層；2——一次繞組(高壓)；3——鐵芯；4——平衡繞組
5——連耦繞組；6——二次繞組；7——剩余二次繞組；8——支架
2.2 試驗方法和接線
測量串級式電壓互感器tanδ和電容的主要方法有：末端加壓法、末端屏蔽法、常規試驗法和自激法。末端加壓法采用較廣，它的優點是電壓互感器A點接地，抗電場干擾能力較強，不足之處是存在二次端子板的影響，且不能測絕緣支架的tanδ值；末端屏蔽法“X”接屏蔽能排除端子板的影響，能測出絕緣支架的tanδ值。電壓互感器的預防性試驗規定，必須增加對絕緣支架的介質損失值的測試項目，因此DL/T 596建議采用末端屏蔽法試驗。自激法抗干擾力差，一般較少采用。
a) 試驗接線和方法如圖1-2～圖1-6和表1-1所示。
圖1-2 末端加壓法測量接線
AX——高壓繞組端子；ax——二次繞組端子；aDxD——剩余二次繞組端子；Cx——電容電橋端子
E——電橋接地端子；R4——電橋固定電阻；C4——電橋可調電容；Cn——標準電容；R3——電橋可調電阻
圖1-3 末端加壓法測量對剩余二次繞組端部tanδ的接線
AX——高壓繞組端子；ax——二次繞組端子；aDxD——剩余二次繞組端子；Cx——電容電橋端子
E——電橋接地端子；R4——電橋固定電阻；C4——電橋可調電容；Cn——標準電容；R3——電橋可調電阻
圖1-4 末端屏蔽法：電壓互感器底座接地測量一次對二次繞組的試驗接線(測出Ca及tanδa)
AX——高壓繞組端子；ax——二次繞組端子；aDxD——剩余二次繞組端子；Cx——電容電橋端子
E——電橋接地端子；R4——電橋固定電阻；C4——電橋可調電容；Cn——標準電容；R3——電橋可調電阻
圖1-5 末端屏蔽法：電壓互感器底座對地絕緣測量一次對支架與二次繞組并聯的試驗接線(測出Cb及tanδb)
AX——高壓繞組端子；ax——二次繞組端子；aDxD——剩余二次繞組端子；Cx——電容電橋端子
E——電橋接地端子；R4——電橋固定電阻；C4——電橋可調電容；Cn——標準電容；R3——電橋可調電阻
圖1-6 末端屏蔽法直接測量支架tanδ接線
AX——高壓繞組端子；ax——二次繞組端子；aDxD——剩余二次繞組端子；Cx——電容電橋端子
E——電橋接地端子；R4——電橋固定電阻；C4——電橋可調電容；Cn——標準電容；R3——電橋可調電阻
圖1-7 常規法(反接線)接線
AX——高壓繞組端子；ax——二次繞組端子；aDxD——剩余二次繞組端子；Cx——電容電橋端子
E——電橋接地端子；R4——電橋固定電阻；C4——電橋可調電容；Cn——標準電容；R3——電橋可調電阻
b) 絕緣支架tanδ和電容的測量。由于支架的電容量很小(一般為10pF～25pF)，因此按圖1-6直接法測量的靈敏度很低，在強電場干擾下往往不易測準，建議使用間接法，按圖1-4和圖1-5兩次測量后，用式(1)計算出絕緣支架的電容Cc和介質損耗因數tanδc，即：
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