CT相关知识及特性试验.ppt

CT相关知识及试验,知识要点,三、 二次回路解析,二、作用及相关参数,四、 极性分析,六、 相关应用,五、 接线方式讲解,八、 特性试验,七、 验收概述及相关注意事项,一、感性认识,1、CT长什么样？,一、感性认识,2、CT的分类,3、CT的安装位置,母线,母线侧刀闸,断路器,电流互感器,线路侧刀闸,母线,移动式小车开关,电流互感器,线路,线路,线路侧刀闸,电流互感器,母线侧刀闸,断路器,母线,思考：图中共有几组互感器。 介绍35千伏特殊接线,4、CT、PT的区别,(1)、用途区别：,CT感应二次电流供二次设备使用,PT感应二次电压供二次设备使用,由于结构关系，电压互感器顶部只有接线板,由于结构关系，电流互感器顶部有金属膨胀器,电压互感器,母线,PT刀闸,避雷器,二、作用及相关参数,1、CT的作用,综上，电流互感器与断路 器、刀闸等一次设备不同 是专为二次服务而存在的 设备。,2、CT的结构,互感器铭牌位置,3、CT的铭牌参数,（1）、CT的铭牌位置,（2）、CT的铭牌参数相关知识,A、与非二次相关参数,短时热电流：,二次绕组短路情况下，电流互感器在三秒内能承受 而无损伤的一次电流有效值（45kA）。,额定动稳定电流：,二次绕组短路情况下，电流互感器能承受而无损伤 的一次电流峰值(115kA)。,B、与二次相关参数,a、二次端子,思考：一次电流长期负载1000A时，用于继电保护该选取哪一个绕组？,注意：二次接线防止引起互感器漏油,b、电流互感器极性,一次极性：对一次侧P1、P2，定义P1为极性端，P2为非极性端， P1装与母线侧，P2装于负荷侧。 二次极性：以1S1、1S2为例,1S1为极性端，1S2为非极性端，二次可以有抽头，S1为极性端，其他为非极性端。 减极性：当电流互感器一次电流从首端流入，从尾端流出时，二次电流从首端流出，经二次负载(保护装置)从尾端流入，这样的极性标志规定为减极性。,引入电流互感器极性的原因： 为更好的反映系统潮流的方向， 便于二次设备识别系统潮流方 向。,c、二次负载容量,二次负载容量，代表了电流互感器二次绕组带负载的能力,Sn=I2n Zn,例：对1S1-1S2绕组，能带负载多大？,套用公式得：50=5 Zn,Zn =5025=2,思考：怎样减小负载？,思考：额定容量为5VA的100/5 电流互感器，在20%额定 电流时的容量多大？,由式Sn=I2n Zn可以求得额定负荷 Zn=Sn/ I2n=5/ 5=0.2 ， 所以在20%In时的容量为： S=I Zn=（20% 5） 0.2=0.2VA,思考：由于保护需要现场需要300/5的绕组，请问怎么选择绕组？,1、一次绕组选择串联，形成二次绕组600/5。,2、将1S绕组和2S并联。,3、并联方式1S1和2S1并联，1S2和2S2并联。,思考：由于需要现场需要要求保护绕组至少要达到70VA的容量方能满足需要，请问怎么处理？,提示：二次绕组并联时，变比变为原来的一半，容量不变。,1、将1S绕组和2S绕组串联。,2、串联方式1S1-1S2-2S1-2S2。,提示：相同二次绕组串联时，变比不变，容量变为原来的2倍。,c、精度,计量、测量精度,备注：1、所有各级电流互感器，都允许短期过载20%， 同时互感器的误差也不超出允许值。各级电流互感 器在额定电流附近运行时，误差最小。,2、S是指当通过电流互感器的电流远小于额定电流时， 互感器的准确度仍保证在0.2、0.5级这个精确度上。,准确级是指在规定的二次负荷范围内， 一次电流为额定值时的最大误差。,保护准确度,保护准确等级：一般采用“*P*”的方式表示。 例如，5P20，表示20倍额定电流下误差5%， 所以保护级虽然精度不如计量测量级，但具有 很强的抗饱和能力。,思考：“10P20”怎么理解？,是否可以将此绕组用于计量？,TP（暂态保护）类电流互感器要求在最严重的 暂态条件下不饱和，互感器误差在规定范围内， 以保证保护装置的正确动作。 TP类电流互感器标准准确级为TPS、TPX、 TPY、TPZ，330kV及以上电压等级使用广泛。,选择P级准确度绕组用于保护的意义,防止电流差动保护误动 （线路光纤差动、主变差动保护、母线差动等）,防止用电流值作为大小判据的保护拒动 （过流保护、距离保护等）,国网公司十八项重大反事故措施： 用于220kV500kV电网的母线差动、变压器差 动和发变组差动保护各支路的电流互感器应优先 选用误差限制系数和饱和电压较高的电流互感器。,国网公司十八项重大反事故措施： 在各类差动保护中应使用相同类型的电流互感器。,国网公司十八项重大反事故措施： 应对已运行的母线、变压器和发变组差动保护电 流互感器二次回路负载进行10%误差计算和分析， 校核主设备各侧二次负载的平衡情况，并留有足 够裕度。不符合要求的电流互感器应安排更换。,保护绕组选择相关规程,国网公司十八项重大反事故措施： 在新建、扩建和技改工程中，应根据电流互感器 和电压互感器选择和计算导则DL/T 866-2004、 保护用电流互感器暂态特性技术要求GB 16847 1997和电网发展的情况进行互感器的选型工作， 并充分考虑到保护双重化配置的要求。,保护绕组配置原则,国网十八项反措： 各类保护装置接于 电流互感器二次绕 组时，应考虑到既 要消除保护死区， 同时又要尽可能减 轻电流互感器本身 故障时所产生的影 响。,二次端子安全措施：,在接下来的介绍中我们常会提到两个概念，短接 二次回路和断开二次回路，下面我们介绍二次回 路短接和断开方法。（凤凰端子和直连端子）,三、回路解析,二次系统及二次回路概念：二次系统是用于对电力系统及一次设备工况进行检测、控制、调节和保护的低压电气设备，包括测量仪表、一次设备的控制、运行情况监视信号以及自动化监控系统、继电保护和安全自动装置、通信设备等。 二次设备之间的相互连接的回路统称为二次回路，本次课我们仅关注电流回路。,电流互感器为二次服务，关注电流互感器最终要落实到二次上，我们需要系统的看待整个电流回路，建立二次系统概念。,三、回路解析之原理图,对于端子排外部回路号，以A431为例，A431-1D1， 端子排内部配线为装置内端子号DD1,装置内不 配线回路号为端子排号1D1，在实训时可注意端 子排配线。,三、回路解析之接线图,“A431、B431、C431、N431” 代表二次线的编号，“1B-122a” 为电缆编号，“至#I主变保护屏 1-6YCD”代表对侧需要接线的屏 的名称和接线的具体端子排编号。,国网公司十八项重大反事故措施： 公用电流互感器二次绕组二次回 路只允许、且必须在相关保护柜 屏内一点接地。独立的、与其他 电压互感器和电流互感器的二次 回路没有电气联系的二次回路应 在开关场一点接地。,三、回路解析之接线图,对于屏图（白图）接线，黑色方框是指设备，6YCD1、 3、5、7为极性端电流接线端子编号，分别对应A、B、 C、N三项。,四、电流互感器极性分析,1、按照互感器安装位置讨论极性检测。 （1）线路CT：CT装于开关外侧，对于线路保护绕组极性应指向线路，保证一次流向和二次流向相同，可以正确反映方向，母差保护绕组极性固定指向母线，人为规定，母差保护只要保证一条母线上所有元件极性相同即可，因为母差只计算差流而不考虑方向问题，测量、计量按照潮流流向点出。极性可以通过改变二次接线修改，如果一次极性由于安装错误出现反接，那么可以修改二次侧极性来修正。,思考：如果一次极性由于安装错误出现反 接，二次是否有办法解决？,（2）母联CT:对于母差保护，主要对于常规接线（除3/2接线外的单母线分段、双母线接线等），按照厂家母差保护说明点出极性，例如，RCS-915与I母元件极性相同，BP-2B与II母相同。保证保护装置的小差差流计算准确。对于母联过流、充电、失灵、测量，这些只用于反映量值大小，等极性没有具体要求，按照各网、省公司内部规定执行（各网、省公司为保证各站的一致性，会对这部分提出各自的要求。）,（3）3/2断路器接线CT的极性：边开关、中开关用于线路保护的绕组，极性指向线路，边开关的母差保护指向母线，中开关的短引线保护应指向所保护的区域,用于变压器保护应指向变压器。,（4）变压器CT绕组极性：差动极性原则上各侧指向相同即可、后备均应指向变压器，标准化设计中差动、后备一体的应按照后备保护考虑。测量及计量部分仍应按照潮流考虑极性，即受电为负，送电为正。,（5）内桥接线极性：变压器没有高压侧开关，用进线及分段开关取代，这样，进线、分段开关充当受总开关的作用，CT用于变压器保护部分应指向变压器。,CT的主要接线方式,单相接线：单相接入电流互感器，应用灵活,不完全星型接线：一般用于10千伏不接地系 统，（一般接入A、C相）。,五、电流互感器的接线方式,Ia,全星型接线:常规接线方式，可以反映各种故障,三角形接线：主要用于电磁继电器变压器保护 的相位补偿并可以滤除零序分量。,和电流接线：曾用于电磁继电器保护的母线保护； 现部分内桥接线的主变保护和3/2断路器接线的中 开关和边开关的电流接线也在继续使用。,国家电网十八项重大反事故措施： 线路或主设备保护电流二次回路使用“和电流” 的接线方式时，两侧电流互感器的相关特性应一 致。,六、电流互感器相关应用,内桥切换电流回路讲解,对110DL进行检修停电时：一次拉开110DL后，二次拉开110DL 处的电流互感器端子箱二次回路连片，并将电流互感器侧的 电流回路短接。,对110DL恢复送电：在确认所有工作结束后，二次将110DL处 的电流互感器端子箱二次回路连片恢复，将短接电流回路的 安全措施拆除，将电流回路恢复到停电前状态后，一次合110 DL,旁路切换电流回路讲解,旁路带主变开关操作：先合上旁路CT在主变保护屏的电流连 片，再开始旁路带主变开关一次操作，带路操作完成后，断 开主变开关电流连片。,零序CT可由三相矢量和测量，即三相电流首端进入装置，尾端并联后流入零序CT,由零序CT尾端返回，形成闭合回路，例如用于110kV线路南瑞继保RCS-941A型保护，自产零序判大小，外接零序判区内和区外故障。,思考：当CT只提供A、C相电流，而保护装置需要三相电流时，如何解决？,将A、C相电流尾端并联，即IA+IC=-IB，这样，从保护装置B相尾端进入，首端流出，和N相形成回路，这样在保护装置内部产生一个B相电流，保护装置可以满足三相电流的要求。,七、电流互感器验收概述及相关注意事项,1、CT内阻测量 2、CT接地点要求 3、CT变比测试 4、CT开路的危害 5、CT中线的检查及意义 6、CT绝缘测试 7、向量检测,1、 CT内阻测量：在验收或调试CT回路时，应分别检查CT机构侧和装置侧内阻，在一个断开点分别测量（准确测量应采用电桥等专用装置，如不满足条件，采用万用表测量时应保证CT内阻很小，且三相平衡）。 经验：在使用电桥等精密仪器测试，装置侧内阻远小于机构侧内阻，所以做检修预试时，对于和其他设备没有联系的CT回路，可不打开电流滑块，装置仍满足采样要求，这样可以避免人为造成CT开路。,案例：电流滑块恢复不到位，引起的端子排烧损,2、电流互感器二次必须接地，其目的是防止当一次、二次之间绝缘损坏时对二次设备及人身造成危害。 电流互感器的二次回路应在端子箱或保护装置处可靠一点接地（接地点选择原则十八项反措有明确规定），运行中不允许打开接地点，多点接地由于各点电位差会在N相中产生电流，电流和各相电流叠加影响保护动作的正确性。,3、 CT变比测试时，应保证设备在停运状态，采用通入一次电流模拟的方法进行测试。按照变比计算二次值，可从装置上直接读取数据，如果不具备条件，应用钳形电流表对回路进行测量，保证变比的正确性。（分新建、年检、技改分别分析）,4、运行中的电流互感器严禁开路，电流互感器在运行过程中，如果二次侧开路，则二次侧的去磁磁势为零，而一次侧磁势仍为不变，它将全部用来激磁，激磁磁势较正常的增大了许多倍，引起铁芯中磁通急剧增加而达到饱和状态。由于二次绕组感应电势与磁通变化率成正比，所以在磁通值过零瞬间，二次绕组产生很高的电势，可以达到数千伏甚至更高，从而危及人身以及设备的安全。 案例：施工人员误剪电流回路，造成电流回路开路。,5、对于中线（N相）的检查是非常有必要的。按照三相负荷平衡考虑，当正常运行时，三相电流的矢量和为零，N相中没有电流流过，这时如果N相断开是不容易发现的。那么我们从出现故障的情况下分析如果N相断开会出现的后果：假设，当短路时，健全相电流远小于故障电流，可以忽略不考虑。,例如对于A、B两相相间金属性短路： 此时没有零序电流，N相上没有电流流过，这时保护装置正确动作。此类故障约占故障总数20% 。,例如对于三相相间金属性短路： 此时没有零序电流，N相上没有电流流过，这时保护装置正确动作。此类故障约占故障总数10% 。,对于发生A相单相接地故障： 有电流从N相上流过，此时，由于N相断开，则电流无法流过，CT处于开路状态，二次侧产生高压，装置采集不到故障电流。 危害：首先，CT开路容易造成一，二次设备损坏。其次，将造成保护拒动或误动，分析如下：,、当故障二次绕组为线路保护使用绕组时，当发生线路区内故障，装置采不到电流，无法进入故障计算，则本侧线路保护拒动，靠其他保护切除故障，造成越级，扩大停电范围。,、当故障二次绕组为母线保护使用绕组时，在发生母线区外故障且出现重负荷时，由于某相电流为零，母线出现差流，可能造成母差误动作，这样停电范围扩大。,N相检查校验方法：通入三相不平衡电流，计算出零序电流，检测N相流过电流，可以通过装置或钳形电流表测量，保证N相接入正确。送电时，测量N相电流，由于三相不是绝对上的平衡，N相电流应该有十几到几十毫安，可以判断N相完好，切不可观测到N相为零就判断N相已经接好。,6、CT绝缘检测就是测试整个CT回路对地、对柜体、对端子排的绝缘水平，结合我们对CT回路中有且只有一个接地点的要求，断开接地点，用摇表或电子式绝缘测试仪进行全回路测量（某些老装置要求断开保护装置的交流插件，防止影响保护装置内部的弱电插件部分）。 合格判定：用1000V电压作用于CT回路，阻抗应大于1兆欧，一般基建站也有大于10兆欧的要求，一般测试阻抗远大于要求值。,7、向量测量：向量测量是送电过程中利用相位表测量CT回路的电流值及相位最终确定CT回路完好的必要手段。向量测量是CT回路检测的最后步骤，向量正确后表示CT回路可以正式投入运行。,八、电流互感器特性试验,1、极性试验,（1）、测试目的,检查互感器极性是否与铭牌值相符很重要， 因为极性判断错误会导致接线错误，进而 使计量仪表指示错误，更为严重的是使带 有方向性的继电保护误动作。,（2）、试验设备准备,3V干电池一只、机械式万用表或直流毫安 表一只、试验线若干、试验夹若干,（3）、危险点分析及控制措施,A、防止高空坠落,B、防止高空落物伤人,C、防止人员触电,拆、接试验接线前，应将被试设备对地充分放电， 以防止剩余电荷、感应电压伤人及影响测量结果。 试验仪器的金属外壳应可靠接地，仪器操作试验 人员必须站在绝缘垫上或穿绝缘鞋操作仪器。测 试前应与检修负责人协调，不允许有交叉作业。,注意：在运行变电站处于检修状态的电流互感器 上工作，电流互感器会因感应电关系，带有电荷， 人体或工具在接触电流互感器时会有放电现象， 试验人员要克服恐惧，在确认设备处于检修后， 在接触设备时应迅速接触。,（4）、试验前的准备工作,A、了解被试设备现场情况及试验条件。,B、测试仪器、设备准备齐全。,C、办理工作票，编写作业控制卡、质量 控制卡，办理工作许可手续；并做好试 验现场安全和技术措施。,D、向试验人员交代工作内容、带电部位、 现场安全措施、现场作业危险点，明确人 员分工及试验程序。,案例：安全措施不到位造成的500千伏主变跳闸,（5）、试验步骤,A、将干电池的正极接电流互感器L1端。,B、将干电池的负极接电流互感器L2端。,C、将毫安表的正极接K1。,D、将毫安表的负极接K2。,E、开关在合闸瞬间，若指针向“+”偏，而拉开开关瞬间指针向“-”偏时，则L1、K1是同名端，电流互感器是减极性。,F、试验完成后，拆除接线，将电流回路 恢复到运行状态，特别注意试验短接线， 电流滑块是否恢复到位。,G、申请运行人员验收，做好试验记录， 办理工作票终结手续。,（6）、注意事项,A、使用的表计最好是零位在中央的。若 选用普通直流电表，如果向负的方向（既 无刻度的一方）摆动的位移很小，不易观 察时，可将表计正、负两端倒换一下，然 后重做一次测量，此时表计指针便向正方 向摆动，但记录为负。,B、试验时反复操作几次，以免误判断试 验结果。,案例：未严格做极性试验，影响主变投运。,C、在进行电流互感器变比、极性试验时， 应将非被试电流互感器二次绕组短路，严 防开路，防止非被测二次绕组产生高压， 危及试验人员设备安全。,2、变比试验,（1）、测试目的,检查互感器变比是否与铭牌值相符很重要， 测量变比可以检查互感器一次、二次关系的 正确性，给继电保护正确动作、保护定值计 算提供依据，为营销计量提供正确的变比， 关系着计量的准确性。,（2）、试验设备准备,大电流发生器一只、电流表一只、一次钳形 表一只试验线若干、试验夹若干。,（3）、危险点分析及控制措施,A、防止高空坠落,B、防止高空落物伤人,C、防止人员触电,拆、接试验接线前，应将被试设备对地充分放电， 以防止剩余电荷、感应电压伤人及影响测量结果。 试验仪器的金属外壳应可靠接地，仪器操作试验 人员必须站在绝缘垫上或穿绝缘鞋操作仪器。测 试前应与检修负责人协调，不允许有交叉作业。,（4）、试验前的准备工作,A、了解被试设备现场情况及试验条件。,B、测试仪器、设备准备齐全。,C、办理工作票，编写作业控制卡、质量 控制卡，办理工作许可手续；并做好试 验现场安全和技术措施。,D、向试验人员交代工作内容、带电部位、 现场安全措施、现场作业危险点，明确人 员分工及试验程序。,（5）、试验步骤,测试接线：,A、确认大电流发生器电源断开。,B、将大电流发生器与电流互感器 P2、P2连接。,C、将一次钳形表卡接在大电流发生 器试验线上（若大电流发生器带有 电流表则不需要做这步）。,D、二次绕组1K1、1K2串接入电流表。 （若这里采用万用表，注意接线应接入 电流档，试验完成后及时恢复到欧姆档） 将其余不做试验的绕组短接。,E、确认接线正确，接通大电流发生器 电源，关注一次钳形表将电流升到电流 互感器额定电流一半，若升流过程中，一次钳形表度数不增加，及时停止试验检查 接线是否正确。,F、一次升流到额定值一半并稳定后，查 看二次侧电流表度数并记录一、二次电流。,G、试验完成后，拆除接线，将电流回路 恢复到运行状态，特别注意试验短接线， 电流滑块是否恢复到位。,H、申请运行人员验收，做好试验记录， 办理工作票终结手续。,（6）、注意事项,A、大电流发生器电源应在试验接线完成 且接线人员撤离后方能给上。,B、试验时一次电流多设定几个值，记录 一、二次电流以免误判断试验结果。,案例：变比试验错误，造成主变差动产生差流。 变比试验错误，造成营销事故。,C、在进行电流互感器变比验时，应将非 被试电流互感器二次绕组短路，严防开路， 防止非被测二次绕组产生高压，危及试验 人员设备安全。,3、绝缘试验,（1）、测试目的,对电流互感器做绝缘试验能有效地发现二次 绕组绝缘受潮、以及绝缘击穿和严重过热老 化等缺陷。对二次电流回路做绝缘试验能发 现二次接线是否出现绝缘损伤，以及端子排 等绝缘击穿。,（2）、试验设备准备,兆欧表（摇表）一只、试验线若干、试验夹 若干。,（3）、危险点分析及控制措施,A、防止高空坠落,B、防止高空落物伤人,C、防止人员触电,拆、接试验接线前，应将被试设备对地充分放电， 以防止剩余电荷、感应电压伤人及影响测量结果。 试验仪器的金属外壳应可靠接地，仪器操作试验 人员必须站在绝缘垫上或穿绝缘鞋操作仪器。测 试前应与检修负责人协调，不允许有交叉作业。,因兆欧表试验过程中会有1000V的高压，所以试 验过程中应加强监护并执行呼唱制度。,（4）、试验前的准备工作,A、了解被试设备现场情况及试验条件。,B、测试仪器、设备准备齐全。,C、办理工作票，编写作业控制卡、质量 控制卡，办理工作许可手续；并做好试 验现场安全和技术措施。,D、向试验人员交代工作内容、带电部位、 现场安全措施、现场作业危险点，明确人 员分工及试验程序。,（5）、试验步骤,测试接线：,A、将兆欧表一端接地，另一端与1K1、 1K2做好连接准备，最后将2K1、2K2 短接并接地，此时不应带完整二次回路 试验。,D、待兆欧表读数稳定，读取此时的读 数，应大于10M。,B、确认接线正确，无关人员撤离现场。,C、匀速摇动兆欧表，待兆欧表显示， 将做好连接准备的1K1、1K2端与L轻触 若是电子摇表则可以先完成接线，直接 按键开始试验。（思考为什么？）,E、电流互感器每个二次绕组，都要分 别要与其他绕组进行绝缘试验。,G、试验完成后，拆除接线，将电流回路 恢复到运行状态，特别注意试验短接线， 电流滑块是否恢复到位。,H、申请运行人员验收，做好试验记录， 办理工作票终结手续。,F、继续进行电流回路绝缘测试，试验方 法与上基本一致，但绝缘对象是相间和 对地。,（6）、注意事项,A、因是试验过程中有1000V高压，需要 注意人员触电，尤其要防止电流互感器上 工作人员触电坠落。,B、在二次回路绝缘试验过程中，对有特 殊要求的保护设备测试过程，需要将保护 设备与二次回路断开。,4、伏安特性试验,（1）、测试目的,伏安特性是确定电流互感器在故障电流情况 下，由于电流互感器铁心饱和使得励磁电流 增大，伏安特性试验就是为了反应变流比误 差的特性。,e1,Im,0,50,100,150,200,20,40,60,80,100,500,mA,V,(5mA, 8V),(25mA, 25V),(50mA, 50V),(100mA, 90V),2000,(150mA, 97V),(500mA, 98V),(2000mA, 100V),磁通变化已趋近最大值。,横坐标所对应的点，饱和前3点，饱和后3点,（2）、试验设备准备,电流表一只、电压表一只，试验电源一个,（3）、危险点分析及控制措施,A、防止高空坠落,B、防止高空落物伤人,C、防止人员触电,拆、接试验接线前，应将被试设备对地充分放电， 以防止剩余电荷、感应电压伤人及影响测量结果。 试验仪器的金属外壳应可靠接地，仪器操作试验 人员必须站在绝缘垫上或穿绝缘鞋操作仪器。测 试前应与检修负责人协调，不允许有交叉作业。,（4）、试验前的准备工作,A、了解被试设备现场情况及试