电流互感器变比测量法.doc

电流互感器变比检查试验方法文摘根据电流互感器的等值电路图，讨论了2种电流互感器变比检查试验方法(电流法和电压法)的原理和特点，推荐一种简便可靠的电流互感器变比检查现场试验方法电压法。关键词电流互感器变比检查电流法电压法不管是老标准还是新规程，都把电流互感器交接时和更换绕组后的现场变比检查试验列为重要试验项目。虽然电流互感器变比的准确度应由制造部门保证，但由于种种原因，现场试验时偶而也能检查出错误(大多是抽头引错)。因此现场变比检查试验成为多年不变的项目。电流互感器工作原理大致与变压器相同，不同的是变压器铁心内的交变主磁通是由一次线圈两端交流电压所产生，而电流互感器铁心内的交变主磁通是由一次线圈内电流所产生，一次主磁通在二次线圈中感应出二次电势而产生二次电流。从电流互感器工作原理可知：决定电流互感器变比的是一次线圈匝数与二次线圈匝数之比，影响电流互感器变比误差的主要原因有：(1)电流的大小，比差和角差随二次电流减小而增大；(2) 二次负荷的大小，比差和角差随二次负荷减小而减小；(3)二次负荷功率因数，随着二次负荷功率因数的增大，比差减小而角差增大；(4) 电源频率的影响；(5)其它因素。电流互感器内部参数也可能引起变比误差，如二次线圈内阻抗、铁心截面、铁心材料、二次线圈匝数等，但这是由设计和制造决定的。电流互感器变化的误差试验应由制造厂在出厂试验时完成或在试验室进行。而电流互感器变比现场试验属于检查性质，即不考虑上述影响电流互感器变比误差的原因而重点检查匝数比。根据电工原理，匝数比等于电压比或电流比之倒数。因此测量电压比和测量电流比都可以计算出匝数比。1试验方法分析 现根据试验接线图和等值电路图分别讨论电压法和电流法检查电流互感器变化试验的原理和特点。1.1电流法1.1.1试验原理电流法检查电流互感器变比试验接线图如图1所示。图1电流法 的试验接线电流源包括 1 台调压器、1 台升流器；L1、L2电流互感器一次线圈2 个端子；K1、K2电流互感器二次线圈2个端子；A1电流表(测量电流互感器一次电流)；A2电流表(测量电流互感器二次电流)电流法检查电流互感器变比等值电路图如图2所示。 图2电流法的等值电路 电流源；A电流表；I1电流互感器的一次电流；I2折算到一次侧的电流互感器二次电流；r1、x1电流互感器一次线圈电阻、漏抗；r2、x2折算到一次的电流互感器二次线圈电阻、漏抗；Zm电流互感器激磁阻抗当电流互感器正常运行时二次线圈处于短路状态，铁心磁密很低，即Zm很大。从等值电路图可知，当Zm很大时，I1I2。1.1.2电流法试验的特点电流法的优点是基本模拟电流互感器实际运行(仅是二次负荷的大小有差别)，从原理上讲是一种无可挑剔的试验方法，同时能保证一定的准确度，也可以说是一种容易理解的试验方法。但是随着系统容量增加，电流互感器电流越来越大，可达数万安培。现场加电流至数百安培已有困难，数千安培或数万安培几乎不可能。降低一些试验电流对减小试验容量没有多大意义，降低太多则电流互感器误差骤增。1.2电压法1.2.1电压法试验原理电压法检查电流互感器变比试验接线图如图3所示。 图3电压法的试验接线图 电压源(1 台调压器)；L1、L2电流互感器一次线圈2个端子；K1、K2电流互感器二次线圈2个端子；V电压表，测量电流互感器二次电压；mV毫伏表，测量电流互感器一次电压电压法检查电流互感器变比等值电路图如图4所示。 图4电压法的等值电路电压源；V电压表；mV毫伏表；I0电流互感器激磁电流；U1电流互感器一次电压；U2折算到一次侧的电流互感器二次电压；r1、x1电流互感器一次线圈电阻、漏抗；r2、x2折算到一次侧的电流互感器二次线圈电阻、漏抗；Zm电流互感器激磁阻抗当电压法测电流互感器变比时，一次线圈开路，铁心磁密很高，极易饱和。电压U2稍高，励磁电流I0增大很多。从等值电路图可得下式： U2I0(r2jx2)U1从式中可知引起误差的是I0(r2jx2)，变比较小、额定电流5A的电流互感器二次线圈电阻和漏抗一般小于1，变比较大、额定电流为1A的电流互感器二次线圈电阻和漏抗一般115。以1台 220 kV、2500A1 A电流互感器现场试验数据为例：二次线圈施加电压250 kV，一次线圈测得电压100 mV，此时二次线圈激磁电流约2mA，二次线圈电阻和漏抗约15，I0(r2jx2)30 mV。30mV与250 V相比不可能引起误差。从上述分析可知：电压法测量电流互感器变比时只要限制激磁电流I0为mA级，即可保证一定的测量精度。1.2.2电压法试验的特点电压法的最大的优点是试验设备重量较轻，适合现场试验，只需要1个小调压器、1块电压表、1块毫伏表。仅仅是要注意限制二次线圈的励磁电流小于10mA，即可保证一定的准确度。2结论 (1)用电流法检查电流互感器变比的现场试验需要笨重的试验设备，而且达到数千安培几乎不可能。若试验电流降低太多，则电流互感器误差骤增。 (2)用电压法检查电流互感器变比的现场试验仅需要1个小调压器、1块电压表、1块毫伏表，是一种简便可靠的现场试验方法。在变压器的联接组别中“Yn”表示一次侧为星形带中性线的接线，Y表示星形，n表示带中性线；“d”表示二次侧为三角形接线。“11”表示变压器二次侧的线电压Uab滞后一次侧线电压UAB330度（或超前30度）。 变压器的联接组别的表示方法是：大写字母表示一次侧（或原边）的接线方式，小写字母表示二次侧（或副边）的接线方式。Y（或y）为星形接线，D（或d）为三角形接线。数字采用时钟表示法，用来表示一、二次侧线电压的相位关系，一次侧线电压相量作为分针，固定指在时钟12点的位置，二次侧的线电压相量作为时针。 楼主提供的“Yn，d11”，其中11就是表示：当一次侧线电压相量作为分针指在时钟12点的位置时，二次侧的线电压相量在时钟的11点位置。也就是，二次侧的线电压Uab滞后一次侧线电压UAB330度（或超前30度）。 变压器接线方式有4种基本连接形式：“Y，y”、“D，y”、“Y，d”和“D，d”。我国只采用“Y，y”和“Y，d”。由于Y连接时还有带中性线和不带中性线两种，不带中性线则不增加任何符号表示，带中性线则在字母Y后面加字母n表示。变压器在投入运行前按照电气设备交接实验规程要求需要进行变压器极性组别试验。试验方法有直流试验法和交流试验法，直流试验法具有接线简单，危险性小的优点，所以现场试验一般采用直流试验法。一、它的试验过程是：1、准备两节特号电池，一块指针式万用表（或直流毫安表），一个刀闸开关和一些连接导线。试验接线见图1。2、电池正极接高压A相，电池负极接高压B相。万用表正极接低压a相，万用表负极接低压b相。合闸瞬间如果万用表指针正偏则为+，指针负偏则为-，指针不动则为0。万用表正、负极分别接b(+)c(-)、c(+)a(+)进行试验。3、电池正极、负极分别接B(+)C(-)、C(+)A(-)进行试验。Y-Y-12变压器试验结果如下图。A(+)B(-)B(+)C(-)C(+)A(-)a(+)b(-)+_b(+)c(-)_+_c(+)a(-)_+二、变压器组别方式比较多，实验结果不容易记住，下面分别以Y-Y-12，Y-1，Y-3型说明直流法测量变压器组别原理。1、Y-Y-12接线，它的向量图见图2在图2中，点画线L是和UAB垂直的，L将平面分成上下两个平面，上平面包含UAB记为正平面，下平面记为负平面。Uab在正平面内所以为正，Ubc、Uca在负平面内所以为负。同理同样可以分别以UBC，UCA为目标将平面分成两个平面。所以得到Y-Y-12变压器试验结果如下图。A(+)B(-)B(+)C(-)C(+)A(-)a(+)b(-)+_b(+)c(-)_+_c(+)a(-)_+2、Y-1接线，它的向量图见图3在图3中，点画线L是和UAB垂直的，L将平面分成上下两个平面，上平面包含UAB记为正平面，下平面记为负平面。Uab在正平面内所以为正，Ubc在负平面内所以为负。Uca和UAB垂直所以为0。同理同样可以分别以UBC，UCA为目标将平面分成两个平面。所以得到Y-1变压器试验结果如下图。A(+)B(-)B(+)C(-)C(+)A(-)a(+)b(-)+0_b(+)c(-)_+0c(+)a(-)0_+3、Y-3接线，它的向量图见图4在图4中，点画线L是和UAB垂直的，L将平面分成上下两个平面，上平面包含UAB记为正平面，下平面记为负平面。Uab、Uca在正平面内所以为正，Ubc在负平面内所以为负。同理同样可以分别以UBC，UCA为目标将平面分成两个平面。所以得到Y-3变压器试验结果如下图。A(+)B(-)B(+)C(-)C(+)A(-)a(+)b(-)+_b(+)c(-)_+c(+)a(-)+_+4、为了进一步验证这种理论的正确性，选-Y0-11接线，向量图如下。在图5中，点画线L是和UAB垂直的，L将平面分成上下两个平面，上平面包含UAB记为正平面，下平面记为负平面。Uab、Ua0在正平面内所以为正，Ubc、Ub0、Uc0在负平面内所以为负。Uca和UAB垂直所以为零，同理同样可以分别以UBC，UCA为目标将平面分成两个平面。所以得到-Y0-11变压器试验结果如下图。A(+)B(-)B(+)C(-)C(+)A(-)a(+)b(-)+-0b(+)c(-)0+-c(+)a(-)-0+a(+)0(-)+-b(+)0(-)-+-c(+)0(-)-+现场试验的结果和上表相符，说明上述理论分析是正确的。在试验时，由于绕组的误差，零指示不是特别明显，可以改变表计的量程来克服直流法测量变压器绕组的缺点。当量程较大时，指针很小的变动可以认为是零。电流互感器二次侧的电流大小是固定的1A或5A,这时的1A和5A是指电流变比。例如：500/5是指一次侧电流为500A时二次侧电流为5A。比率为100，即当一次侧电流为300A时二次侧电流为300除100等于3A.反过来当二次侧电流为2A时，一次侧电流为2A乘以100即200A。同理二次侧的电流大小1A时，也是500/1是指一次侧电流为500A时二次侧电流为1A。比率为500。当一次侧电流为300A时二次侧电流为300除500等于0.6A.反过来当二次侧电流为0.5A时，一次侧电流为0.5A乘以500即250A。 5A与1A的区别是当需要远传（即电流表不在本地，需要控制电缆接到控制室时）时一般选1A，电流指示比较准确。首先你对：电流互感器二次侧的电流大小是固定的1A或5A的理解是不对的。电流互感器二次侧的电流是随一次电流的增加而增加，随一次电流的减小而减小，一次电流与二次电流成正比。 电流互感器的变比是与电流表配套的，实际电流互感器的二次测的电流最大为5A，所以电流互感器的选用要根据线路的实际电流来选择。比如线路的电流有250A，就可以选择300/5的电流互感器和300/5的电流表，倍率为60，此时电流表上的电流是小于5A的，当线路上的电流有300A的时候电流表上面的电流才会达到5A,假如线路的实际电流为100A时，二次电流则为5/（300/100）=1.7A，但是电流表上面所显示的是100A，电流互感器是一个升压变压器。电压变高电流降低 一次电流和二次电流是成正比的 比如一个500/5电流互感器 二次电流是5A ,一次电流达到500A 二次电流是1A ,一次电流达到100A 电流表是和二次测输出相联,那检测的出的大小不是只有1A. 一次侧的电流不断增大时,二次电流也不断增大，但一次电流和二次电流仍是成正比的 如一次 100 。200 。300 。400 。 二次 1 。 2 。3 。4举例说明吧. 300/5A的电流互感器表明该电流互