电流互感器检验项目和试验方法分析

电流互感器检验项目和试验方法分析 摘要 电流互感器由闭合铁芯和绕组组成 依据电 磁感应原理工作 电流互感器作为一种变压器 通过串接 在测量仪表之中保护电路 广泛应用于电力系统测量研究 仪表测量和继电器保护系统中 电流互感器在工作状态下 始终呈闭合形式 只有当电网电压和电流超过预设值时 电能表和其他测量仪表通过互感器接入电网系统之中继而 保护电力设备并进行其他测量 本文主要就电流互感器检 验项目和试验方法进行分析 希望对相关工作人员有所参 考 关键词 电流互感器 检验 试验 1 引言 随着智能网在我国推广范围的扩大 电流互感器受到 了越来越多的关注 目前使用的电子式互感器相比传统互 感器故障率反而提高 这就需要我们对电流互感器加进技 术检验 提高电流互感器的运行稳定性和可靠性 电流互 感器目前使用 A D 转换模式 信号变换流程不固定 导致 大量光学元件和电子器件容易处于受损状态 电流互感器 是电力系统监测 计量电力系统的重要依据 对电流互感 器进行在线监测 并制定 校验标准 找到正确的检验方式 显得尤其重要 2 电流互感器的定义 电流互感器又被称为 仪用互感器 主要是通过扩大 仪表量程 多电流保证测量准确性 电流互感器原理上跟 变压器差不多 利用电磁感应系统 改变电流大小进行工 作 电流互感器一端连接被测电流绕组 N1 另一端连接测 量仪表 N2 在发电 变电 输电以及配电过程中通过线路 电流的大小差异进行测量 控制和保护统一电流 一般情 况下电路电压会很高影响测量 电流互感器这时候就需要 起到转换和隔离电流的作用 3 电流互感器概述 3 1 电流互感器的分类 根据国家测量原理分类 电流互感器主要分为 空心 电流互感器 光学电流互感器和低功率 LPCT 电流互感器 以技术类型划分 电流互感器又大致可分为 传感单元全 光纤 传感光学玻璃 激光供电 空心线圈 铁芯线圈 地 电位直流供电 空心线圈 铁芯线圈 3 2 电流互感器的存在问题 3 2 1 信号变换流程差异 电流互感器和传统互感器信号流程存在原理性差异 数字化变电站的一次性电流 电压测量信号容易失效 一 旦电子元件将直接影响整个电力系统的运行 3 2 2 研究力度不够 电流互感器研发应用至今 种类很多却各有问题存在 国内因缺乏对电流互感器的电能数字式计量体系整体研究 没能找到合理的检验和试验方式 3 2 3 缺乏对电流互感器运行状态的实时性监测 目前电流互感器因为各种因素正常运行都难以保证 推动数字化变电站的发展和改革将有效增强电流互感器在 电磁环境的有效运行 对电流互感器运行状态及误差实时 监测将有效提高电流互感器的运行可靠性 3 2 4 电磁干扰对电流互感器的影响 电子互感器的电磁兼容抗干扰测试显示故障率最高 是现场运行事故的高发环节 电流互感器容易受到电磁干 扰 运行过程中高压设备和间隔层设备合并单元以及电流 互感器采集装置都将受到严重干扰 雷电产生的干扰 开 关操作以及供电网中产生的工频电场和磁场都会对电流互 感器造成影响 3 3 电流的运行状况 任何一个光学器件出现问题都将会影响互感器的稳定 性 光学回路有一些专门针对电力行业做的改进 对于那 些噪声大 温度和振动稳定性差的光学器件将进行改造 引用一些没有电子元件 电子兼容性较好的器件 另外 大部分光学器件位于地电位 出现问题需要重新进行标定 不同传感器之间或者其他任意光学器件几乎无可替换性 更换很麻烦 这就造成了维护的困难 4 电流互感器的检验项目 电力企业为保证电能装置的准确性将会进行现场检验 以此保证互感器运行的可靠 4 1 检验依据 电流互感器现场检验需严格按照 电能计量装置检验 规程 和 电能计量装置技术管理规程 的相关规定进行 检测 4 2 检验项目和检验周期 低压电流互感器运行时需在 电能表轮换时检测变比 二次回路运转和负载情况 2 I 类电能表需要至少三个月进行一次现场检验 II 类电能表半 年检测一次以及 III 类电能表一年检测一次即可 3 改造 后的四类电能高压测量装置需要在 30 天内进行当场检验 检验事项包括 电能计量器具的准确性 电能计量装置的 运行状态以及二次负荷和二次回路接线的正确性 4 电 流互感器运行中 35kv 以上的二次回路需要每两年进行一次 检验 二次电路的负荷数超过标准二次负荷或二次电路电 压降值超标准差值时应及时检查并尽快解决问题 5 互 感器本身十年必须进行一次现场检验 当误差值超过标准 范围就需要及时找到问题所在并解决 4 3 检验设备 现场检验的标准器准确度应在 2 个等级 测量指示仪 表的准确度等级也应该在 0 5 以上 配置尽可能合理有效 现场检验标准至少在 3 个月进行一次对比 对于现场检验 所用仪器应具备测量电压 电流和相位的功能 能够做到 数据的及时存储和整理作用 另外 现场检验应配备专营 电压互感器二次回路降压测试仪和互感器变比在线测试仪 5 电流互感器变比检查试验方法 电流互感器和变压器都是根据电磁感应原理应用工作 变压器线圈两端产生交变电流 主磁通过二次线圈感应产 生二次电势 然后产生二次电流 影响互感器变比误差因 素很多 主要由以下几方面 1 电源频率变化造成变比 误差 2 比差和角差和二次电荷的不规律变动 包括成 同向 反向变动以及二者功率因数同方向变动 3 电流 互感器各参数值变动影响 包括线圈阻抗 铁芯材质 线 圈匝数等 5 1 具体试验方法 根据等值电路图和试验的连接图进行电流和电压法比 较 对互感器变化情况进行试探特点和原理分析 5 1 1 电流分析法 图 1 电流变比实验图 如图 1 所示 利用电流法进行互感器变比实验检查电 路 I 电流为 1 台升流器和调压器 K1 K2 代表互感器二次 线圈的两个端口 L1 和 L2 表示互感器一次线圈的两个端口 A1 电流表测量互感器一次电流以及 A2 电流表测量二次电流 电流法分析 优点 能够准确模拟实际电流互感器工作特点 使二 次负荷大小比出现变化 能够相对准确的测试出互感器变 化情况 缺点 互感器本身电流会因为系统容量的变大而变大 甚至远超标准限值 从实验角度看 增大电流到几百安是 不合理的 但降低电流对对实验预想状态有所差别 电流 减少过多对互感器也会造成很大的误差 5 1 2 电压分析法 图 2 电压法连线图 电压法主要由电压分压式和电磁感应式 电磁感应式 主要适合 220kv 以下的小电压 分压式主要适合 110kv 以上 的电力系统 电压互感器阻抗很小 电路出现短路状况时 电流将 会迅速变大烧坏线圈和电路 互感器能够及时连接熔断器 防止线路边缘受损 通过形成对地的高电位保证设备和人 身安全 如图 2 所示 U 代表电压源 U L1 L2 分别代表互感器 一次线圈的两个端口 K1 和 K2 为互感器二次线圈的两个端 口 V 测量二次电压 mV 测量一次电压 电压法分析 优点 可以测量任意型号和任意变比的电流互感器 适用范围广 容易控制 误差相对较小 所用设备操作也比较 简单 更适合现场检验使用 被测电流互感器安全性很好 及时二次开路也不会对人造成伤害 缺点 二次线圈的电流需要在 10mA 以下 准确度要求 高 6 结语 电流互感器还需要很多改进和试验的地方 通过同时 检验多组相联电流互感器之间的线路连接可以增强检验安 全和可靠性 也可以大大提高检验效率 另外还需要解决 电流互感器送电过程中负荷设备二次电流过小造成设备不 能运行等问题