电流互感器二次阻抗的现场测试计算.pdf

四川电力技术 2 0 o 6 年第 l 期 1 5 电流互感器二次阻抗 的现场测试计算 何培东。 陈英 ( 内江电业局， 四川内江6 4 1 0 0 0 ) 摘要： 介绍了电流互感器实际二次阻抗的现场测试、 计算方法。该方法所需设备少、 重量轻， 操作简便 ； 不需新增专 用设备， 不需三相 电源； 通用性强， 适用于各种形式接线的电流互感器。 关键词： 电流互感器 ； 实际二次阻抗； 测试 ； 计算 Ab s t r a c t ： l k me t h o d o f O i l s i t e t e s t a n d c a l c u l a t i o n f o r a c tu a l 8 e 唰 i mp e d a n c e 0 f c u r r e n t t r a n K f o r I l r h a v e b e e n i n t r o d u c e d T h e me t h o d n e e d s s ma l l a n d l i g h t e q u i p m e n t a n d i s e a s y t o o pomt e T h e r e n e e d s 11 0 n e w s p e c i a l e q u i p me n t a n d t h r e ep h a s e p o w e r s u p p l y I t h a s s t r o n g u n i v e r s a l i ty and i s s u i t a b l e f o r c u r r e n t t r a i l $ f o r me r w i th v a r i o u s wi r e c o n n e c ti o n Ke y wo r d s ：c u r r e n t t r a n s f o r me r ；a c t u a l s f c 0 I a I y i mp e d a n c e ；t e s t ；c a l c u l a t i o n 中圈分类号： T M 4 5 2 文献标识码： B 文章编号 ： 1 0 0 3 6 9 S 4 ( 2 0 0 6 ) 0 1 0 0 1 5 0 3 常规的电流互感器室内检定仅仅是按照国家检 定规程的规定， 测定电流互感器在额定条件( 即额定 功率因数、 额定二次阻抗及 1 4额定二次阻抗) 下的 相应负荷点的比差与相差， 以确定该电流互感器是否 达到其铭牌标注的准确度等级。而在实际运行现场， 电流互感器的实际二次阻抗并不等于其额定值， 甚至 可能超出其额定工作范围； 其比差与相差也会相应发 生变化， 甚至可能超出其允许误差范围。如果能测出 电流互感器在运行现场的实际二次阻抗值， 即可用负 载箱模拟替代， 以常规单相检定方法准确地测出电流 互感器在实际二次阻抗下的比差与相差。为此， 将分 别论述不同接线方式的电流互感器的实际二次阻抗 值的现场测试、 计算原理及其方法与步骤。 1 V V连接且二次回路为三线制 1 1 实际二次阻抗的测试计算原理 如图 1 所示， 该型接线方式的特点是： 仅有 u 、 w 两相电流互感器， 其二次回路不相互独立。公共线电 * * 流L= 一L l c ， 在理想条件下， J d 、 、 厶 相等且互差 1 2 0 。适用于三相三线计量方式。 A T A 、 C T A分别表示 u相、 w 相 电流互感器。 、 和 C L l 、 L 2 分别表示 U相、 w相 电流互感器 一 次端子。a k l 、 a k 2 和 c k 1 、 c k 2 分别表示 u相、 w相电 流互感器二次端子 。 t * * z d 、 、 为电流互感器二次回路 a 相、 c 相、 r l 相的电能表电流线圈、 二次导线及其它仪器仪表的等 效总复阻抗， z d =R +J ， z c =R c + ， z n =R + j x 。 ， d 、 ， c 、 ， n 为电流互感器二次回路 u相、 w相、 11 相 电流 I o ： I ， I c = I 一 一1 2 0 ， I = I I 4+ I c + ， n = 0 o I T I 图 l 接线原理 示意图 、 为电流互感器二次绕组 u相、 w 相端电 压 ， 即 k l 对 k 2 电压。 图 l 为两相电流互感器星形连接且二次回路为 三线制的等效电路图。 令z 2 z 2 。 分别为 u相、 w相电流互感器二次侧 等效总复阻抗值， Z 2 =R 2 + 2 ， Z 2 =R 2 + 2 ， 由图 1 可知 ： * * * * * * * * Z 2 4 =U I =( 、 z 4 I 一Z I 、 ) I =z oZ I n 。 * * ， d ) =z d +z n ( ，一 ) ( ，馊 ) ( 1 ) 维普资讯 四川电力技术 2 0 o 6 年第 1 期 Z c =U JL=( 、 z I c z n l n l c =z c z R i I = Z + ( ，一 ) ( ， ) ( 2 ) 由( 1 ) 、 ( 2 ) 可知 ， 如能测出z =R +J ， =R + j x o ， Z =R + ， 即可计算出Z 2 =R 2 。 + 2 ， Z 2 =R 2 + i x 2 。 I 2 实际二次阻抗的测试计算步骤 1 2 1 主要仪器准备 互感器校验仪 、 小电流升流器( 可小于 5 A ) 、 小 容量调压器( 大于 1 0 0 V A ) 及单相电源线、 若干二次 测试导线。 1 2 ， 2 接线并测定二次回路中相关阻抗值 按图2中的实线所示， 将 u相、 w相电流互感器 二次端子 幽 、 a k 2 、 c k 1 、 c k 2 全部断开， 但保持二次回路 中a k 2 、 c k 2 相连接且接地。互感器校验仪按阻抗测定 方式接线( 图2 中的虚线所示) ， 测定二次回路 幽 与 a k 2 之间的阻抗 ， 由校验仪指示值读得 R 一 。 t t * 由图 l 、 图 2可知 ， z 。 =R + ， 埘= Z + ( 3 ) 同理可分别测得 ： c k l 与 c k 2 之间的阻抗Z c =R + = Z 。 + ( 4 ) a k l 与 c k 1 之间的阻抗 =R +j x = Z 。 + Z c ( 5 ) 图 2 电流互感器实际二次 阻抗测试接线原理 图 1 2 3 计算实际二次阻抗值 联解 ( 3 ) 、 ( 4 ) 、 ( 5 ) 得 ： 2 rf j =( 1 2 ) ( Z 。 一z +2 ) ( 6 ) = ( 1 2 ) ( 一z 锄+ + ) ( 7 ) * * z n =( 1 2 ) ( +z 一 ) ( 8 ) 将( 6 ) 、 ( 7 ) 、 ( 8 ) 代人( 1 ) 、 ( 2 ) 得： - * - g - Z 2 。 =( 1 2 ) ( 一 + ) +( 1 2 ) ( z 叩+ ) ( ，一 ) ( ， 馊 ) = ( 1 2 ) ( R + 一R 一 +R + )+ ( 1 4 ) ( R + x l曲+R + 一R 一 -f ) ( 1 + 3 ) * Z 2 =( 1 2 ) (一z 锄+ + ) +( 1 2 ) ( z 衄+ Z 一Z ) ( ，一 鱼 ! ! ! ) ( ， 一 ) = ( 1 2 ) ( 一R 一 +R + + +J ) + ( 1 4 ) ( R + +R + R 一 ) ( 1 一 3 ) 则可计算出 u相、 w相 电流互感器实际二次阻 抗值的电阻分量 R与电抗分量 ， Z 2 。 =R 2 + 2 。 ， Z 2 =R 2 c +i x 2 c ： R 2 。 =( 1 4 ) ( 3 R 一R +R )一( 3 4 ) ( + ) ( 9 ) 2 。 = ( 1 4 ) ( 3 一 + ) + _ ( 3 4 ) ( R +R 一 ) ( 1 O ) R 2 =( 1 4 ) ( 一R +3 R +R a c ) +( 3 4 ) ( _衄+ 墨 一 ) ( 1 1 ) _2 =， ( 1 4 ) ( 一 _曲+3 _c n + ) 一 _ ， ( 3 4 ) ( R + 一R ) ( 1 2 ) 2 Y Y连接且二次回路为四线制 2 1 原理分析 如图3 所示， 该型接线方式的特点是： 有 u 、 V 、 w 三相电流互感器， 其二次回路不相互独立。在理想条 * * 件下， 二次回路公共连线的电流为厶= 一， d 一 厶一 = 0 ， 厶、 ， c 、 厶 相等且互差 1 2 0 。适用于三相四线或 三相三线计量方式。 由图可知， L l 、 、 三相电流互感器的二次等效 总复阻抗值分别为 ： Z2 。= ， Z2 n Zb ， Z2 e= Zo 。 2 2 实际二次阻抗的测试计算步骤 接线并测定二次回路中相关阻抗值。将 u相、 V 维普资讯 四川电力技术) z o o s 年第 l 期 1 7 相 、 W 相电流互 感器二次端子 a J l 、 a J 2 、 b k I 、 b k 2 、 c k l 、 c k 2 ( 即图3中虚线所示) 全部断开， 但保持二次回路 中a k 2 、 b k 2 、 c k 2 相连接且接地。互感器校验仪仍按阻 抗测定方式接线( 参照图2 ) ， 分别测得二次回路中： L T L 圈 3 二次回路为四线制的等效电路图 a J I 与 a J 2 之间的阻抗 =R + =Z d +z ， l( 1 3 ) b k I 与 b k 2 之间的阻抗Z b =R + =Z 6 + ( 1 4 ) c k I 与 c k 2 之间的阻抗Z 。 =R + = + ( 1 5 ) 以及 ： * * 止I 与 c k I 之间的阻抗 =R + =z d +z o ( 1 6 ) 或 a k l 与 b k l 之问的阻抗Z 口 6 =R 口 6 + 口 6 =z d +Z 6 ( 1 7 ) 或 b k I 与 c k I 之间的阻抗 =R 6 c + =Z 6 +Z c ( 1 8 ) 联解( 1 3 ) 、 ( 1 4 ) 、 ( 1 5 ) 以及 ( 1 6 ) 或( 1 7 ) 或( 1 5 ) 得： , g - , g - t,g- Z 2 。 =Z 。=( 1 2 ) ( Z 一Z +Z )=( 1 2 ) ( Z , g - - - 一 + ) =( 1 2 ) ( 2 一 一z c n + ) * ， * Z 2 b ：Z b =( 2 ) ( 一2 +2 2 z c +Z )= * * * * ( 1 2 ) ( 一 + + ) =( 1 2 ) ( Z b 一 + ) Z 2 。 =Z 。 =( 1 2 ) ( 一z +z +z )=( 1 2 ) ( 一 * * xl , z 唧一z 6 + 2 + ) =( 1 2 ) ( 一 +z 饥+ ) ) =( 1 2 ) ( + 一 ) 则可分别计算出 u相 、 v相 、 w 相电流互感器实 际二次阻抗值的电阻分量 尺与电抗分量 ， z 2 。 = ,g - , g - 尺 2 。 + 2 ， Z 2 b =R z b + 6 ， Z 2 =R 2 + Y 2 ： R 2 。 =( 1 2 ) ( R 一尺 +尺 ) =( 1 2 ) ( 尺 。 一只 +尺 口 6 ) =( 1 2 ) ( 2 尺 一尺 一尺 +R 6 c ) ( 1 9 ) X 2 =( 1 2 ) ( 一 + )；( 1 2 ) ( 一 + ) =( 1 2 ) ( 2 一 一 + ) ( 2 0 ) R 2 6 =( 1 2 ) ( 一尺 +2 R R +尺 )=( 1 2 ) ( 一尺 +尺 +尺 口 6 ) =( 1 2 ) ( 尺 一 +R k ) ( 2 1 ) X 2 b =( 1 2 ) ( 一 _衄 +2 x b 一 + l眦)=( 2 ) ( 一 +甄 + ) =( 1 2 ) ( 一墨 + ) ( 2 2 ) R 2 =( 1 2 ) ( 一尺 +尺 +R ) =( 1 2 ) ( 一尺 一 尺 6 ， I +2 +尺 口 6 ) =( 1 2 ) ( 一尺 +尺 +尺 6 ) ( 2 3 ) X 2 =( 1 2 ) ( 一 + + _叫) =( 1 2 ) ( 一 一 +2 + ) =( 1 2 ) ( 一 + + ) ( 2 4 ) V v ( 两相电流互感器星形) 连接且二次回路为 四线制或 Y Y ( 三相电流互感器星形) 连接且二次回 路为六线制。 以上二种接线方式 ， 各电流互感器的二次 回路相 互独立 ， 故可用单相法直接带实际二次负载 ， 测得互 感器运行情况下的误差。 测试前， 需确定各相电流互感器的二次回路是否 真正相互独立， 即 V V接线方式的二次回路是否是 严格的四线制， Y Y接线方式的二次回路是否是严格 的六线制。 将各相电流互感器二次端子的 k