《电流互感器励磁特性现场低频试验方法测量导则已排版》

中华人民共和国电力行业标准

DL/T1332—20XX

电流互感器励磁特性现场低频试验

方法测量导则

Fieldtestguideoflow-frequencypowertestmethodforexcitation

characteristiconcurrenttransformer

（征求意见稿）

2022--发布2022--实施

国家能源局发布

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电流互感器励磁特性现场低频试验方法测量导则

1范围

本标准规定了额定频率50Hz电力系统，供电气测量和电气保护装置用电流互感器的低频励磁

特性测量方法。

对于GIS及高压套管用电流互感器作为产品性能验收可采用本标准给出的试验方法。

2规范性引用文件

下列文件对于本标准的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本

标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本标准。

GB/T20840.1《互感器第1部分：通用技术要求》

GB/T20840.2《互感器第2部分：电流互感器的补充技术要求》

GB/T22071.1《互感器试验导则第1部分：电流互感器》

JJG313《测量用电流互感器》

3术语和定义

GB/T2900.15和GB/T20840界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1低频试验方法low-frequencypowertestmethod

电流互感器励磁特性过程中，为避免施加工频电压峰值高于二次绕组匝间过电压耐受峰

值，将试验电源频率降低的一种方法；在测取电压值与电流值及实测频率后，将电压值折算

到试品额定频率的数值。

4一般试验环境的要求

4.1试验条件应满足以下要求：

──环境温度为5℃~40℃，相对湿度不大于80%。

──各二次绕组绝缘水平（工频耐压和匝间绝缘强度）满足试验要求。

──被试电流互感器一次绕组出线端子（P1、P2、C1、C2）及所有其它二次绕组应为开路。

──在常温下测量二次绕组直流电阻，并将其修正至75℃，修正后的值为Rct额定电阻值；其

额定电阻值应不超过规定值。

注：换算可依据R075℃=Rmeas(234.5+75)/(234.5+Tmeas)；Rmeas为低压绕组为铜材时实测电阻，Tmeas

为测量时的环境温度。

──试验时试品外壳、铁心及末屏端子应可靠接地。

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5电流互感器励磁特性低频测量方法

5.1测量级电流互感器励磁特性测量

根据测量级绕组铭牌技术参数：FS、Xb、Rct、Rb、Isr，计算出Efs（有效值）：

Efs=FS×Isr×（1）

��

𝒄��

式中：Efs─测量用电流互感器的二次�极限+电�势，+单�位为伏特（V）；

Xb─额定负荷的电抗部分，单位为欧姆（Ω）；

Rct─修正至75℃的二次绕组直流电阻值，单位为欧姆（Ω）；

Rb─额定负荷的电阻部分，单位为欧姆（Ω）；

Isr─额定二次电流，单位为安培（A）。

按照Efs选择符合要求的试验变压器、变频电源和测量仪器。

一次绕组开路，在二次端子上施加实际正弦波交流电压，。当Efs电压值大于二次绕组工频耐

压值或匝间绝缘有效值时，降低施加电压的频率，以确保Eal电压值不超过二次绕组或匝间绝缘的

耐受值。

在低频下，铁心涡流和绕组层间电容电流的变动对读数的影响很小。试验过程中不能瞬间断电

降压，应缓慢将电压降至零然后切断电源。试验后电压的折算方法按下式：

U=(fN/fx)×Ux（2）

式中：U─折算到50Hz时的电压值，单位为伏特（V）;

Ux─实测电压值，单位为伏特（V）;

fN─额定频率(50Hz);

fx─实测频率（频率范围下限选择测量表计最小响应值），单位为Hz。

TV－变频电源装置;

T－试验变压器;

TX－被试电流互感器;

C1/C2－电容式分压器

图1电流互感器励磁特性测量接线

测量励磁电压应采用其响应正比于整流信号平均值但刻度为方均根值的仪器。测量励磁电流应

采用具有波峰系数最低为3的方均根值仪器。

测量后得到的端电压方均根值应低于二次极限电势Efs。

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试验后按照附录B绘制励磁特性曲线,且曲线图绘制应至少达到1.1倍的Efs。

5.2TPY、TPZ级保护用电流互感器励磁特性测量

根据TPY、TPZ绕组铭牌技术参数：Kssc、Ktd、Rct、Rb、Isr，计算出Eal（有效值）：

Eal=Kssc×Ktd×(Rct+Rb)×Isr（3）

式中：Eal─极限感应电势，单位为伏特（V）；

Kssc─额定对称短路电流倍数；

Ktd─额定暂态面积系数；

Rct─修正至75℃的二次绕组直流电阻值，单位为欧姆（Ω）；

Rb─额定负荷的电阻部分，单位为欧姆（Ω）；

Isr─额定二次绕组电流，单位为安培（A）。

按照Eal选择符合要求的试验变压器、变频电源和测量仪器。

当Eal电压值大于二次绕组工频耐压值或匝间绝缘有效值时，降低施加电压的频率，以确保Eal

电压值不超过二次绕组或匝间绝缘的耐受值。

试验后按照附录B绘制励磁特性曲线,且曲线图绘制应至少达到1.1倍的Eal。

5.2TPX级保护用电流互感器励磁特性测量

根据TPX产品技术参数：Kssc、Ktd、Rb、Rct、Isr，按下式计算出Eal（有效值）：

Eal=Kssc×Ktd×(Rct+Rb)×Isr（4）

式中：Eal─励磁二次极限电压，单位为伏特（V）；

Kssc─额定对称短路电流倍数；

Ktd─面积增大系数（由用户给定）；

Rct─修正至75℃的二次绕组直流电阻值，单位为欧姆（Ω）；

Rb─额定电阻性负载，单位为欧姆（Ω）；

Isr─额定二次绕组电流，单位为安培（A）；

通常实测励磁二次极限电压Ual≥Kssc×Ktd×(Rct+Rb)×Isr。

TPX产品由励磁特性确定准确限值条件,且励磁二次极限电压Eal不得低于规定值。用电压提升

''

10%，其励磁电流增加不大于100%来确定实际极限感应电势Eal。在Eal下测得的励磁电流峰值应

不超过用户规定值。如用户未给定限值，励磁电流通常不超过折算到二次侧的额定短时热电流的10%。

试验后按照附录B绘制励磁特性曲线,且曲线图绘制应至少达到1.1倍的Eal。

TPX级电流互感器需要在每次试验前后进行退磁，其方法和要求详见JJG313规定进行；也可

采用低频电源或直流电源进行。

5.3PX和PXR级保护用电流互感器的测量

PX和PXR级电流互感器应测定额定拐点电势和Ek下励磁电流Ie，具体参数由制造方提供。

根据产品铭牌参数，可按照下式计算：

Ek=Kx×(Rct+Rb)×Isr(5)

式中：Kx──计算系数;

Isr──额定二次电流，单位为安培（A）;

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Rb──额定电阻性负荷，单位为欧姆（Ω）；

Rct──修正至75℃的二次绕组直流电阻值，单位为欧姆（Ω）；

在二次绕组满匝端子上施加实际正弦波交流电压，测量最大的励磁电流并绘制至额定拐点电

势励磁特性曲线。

测量励磁电压应采用其响应正比于整流信号平均值但刻度为方均根值的仪器。测量励磁电流

应采用具有波形系数最低为3的方均根值的仪器。测量仪表分压电阻带来的误差需考虑在整个试验

回路中。

在电压等于Ek（或者指定百分数）时的励磁电流Ie应不超过规定的限值。

试验后施加电压的折算按公式（2）进行。

试验后按照附录B绘制励磁特性曲线,且曲线图绘制应至少达到1.1倍的Eal。

5.4P级和PR级保护用电流互感器的测量

P级和PR级电流互感器根据产品技术参数：Rct、Isr、Rb、Xb、ALF，按照下式计算出EALF（有

效值）。

EALF=ALF×Isr×（6）

22

ctbb

式中：EALF──保护用电流互感器的二次R极限+感R应电+势X;

ALF──准确限值系数;

Isr──额定二次电流，单位为安培（A）;

Xb──额定负荷的电抗部分，单位为欧姆（Ω）；

Rct──修正至75℃的二次绕组直流电阻值，单位为欧姆（Ω）；

Rb──额定负荷的电阻部分，单位为欧姆（Ω）；

测量应采用方均根值读数仪表，由于被测量励磁电压具有非正弦波特性，应当用峰值因数不

小于3的有效值测量仪表。测量试品励磁电流选择较小内阻峰值表测量，以能与峰值磁通值相对

应。

试验后施加电压的折算按公式（2）进行。

'

用电压提升10%，其励磁电流增加不大于50%来确定实际极限感应电势Eal。若理论计算无差

'

异，其实际极限感应电势Eal应不小于励磁二次极限电压Eal。

试验后按照附录B绘制励磁特性曲线,且曲线图绘制应至少达到1.1倍的Eal。

6电流互感器励磁特性低频测量现场用设备和仪器

6.1试验电源

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试验用电源为变频电源装置，输入电源频率（50±0.1）Hz,且波形畸变系数不超过3%。电源

输出电压波形为标准正弦波，且可直观显示在控制系统中。频率调节范围为10~45Hz，频率调

节细度为0.1Hz.其总谐波含量应不超过3%。试验电源及调压器应具备足够的输出容量，调节

电压不稳定度细度满足≤1%。

6.2试验变压器

变压器高压和低压绕组应具有足够的电压调节细度，以满足各类电压输出阻抗的匹配。额定

频率为10~45Hz，输出电压满足0~10kV。并在此电压范围内不应出现铁心严重饱和和谐波输

出。

6.3无功补偿电容器

试验电压会在1.1Eal'前出现铁心严重饱和，此时不足以证明铁心性能出现问题。此时需要注

意是否试验电源装置由于感性负载过大出现输出波形畸变，此时可在高压侧或低压侧选择并

入足够的无功电容装置进行补偿。选择具有足够的容量和额定电压的匹配电容，可有效降低

无功对试验电源的影响，提高整个回路的功率因数。但补偿要适宜且不应出现谐振现象。

6.4分压器

采用测量频率范围较广的电容式分压器可以获得更高测量精度。分压器的额定电压满足

0~10kV，且测量精度不大于3%。在电压输出过程中无影响测量数据的脉动电流出现。

6.5电压表

电压表的交流电压测量范围应能包含分压器的低压输出电压范围，频率测量范围满足10~45Hz。

在电压测量范围内最大允许误差不应超过0.5%，应具有峰值和平均值测量功能，功能性切换

时能明显分辨。

6.6电流表

电流表的交流电流测量范围应能包含整个试验电流范围，频率测量范围满足10~45Hz。在电压

测量范围内最大允许误差不应超过0.5%，具有峰值和有效值测量功能。测量分辨率具有1mA

的能力。

6.7仪器的周期检定

6.1.4、6.1.5和6.1.6属于计量器具类型的仪器和表计，在测量前先应先进行周期检定或者校准，

使用时间应在正常的有效期范围内。

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附录A

（参考性附录）

继电保护用电流互感器励磁特性试验实例

铁心励磁特性的测量是其二次匝链磁通与励磁电流的关系。稳态保护级（P级）绕组的性能要

求是按照对称正弦一次电流所规定的。这不排除P级电流互感器具有暂态性能（T）的能力，只要

有相当的数据资料。其设计已经用规定较大的标称输出值来包含所需的暂态面积，较大的输出值就

会使二次极限感应电势提高，需要超过4.5kV峰值耐受电压较少。在考虑总的性能时，需要计及内

部负荷（绕组电阻）。计算二次极限感应电势只要超过了4.5kV峰值耐受电压，就必须要降低施加

电压的频率。

系统保护要求更高的输配电网路，就会引入剩磁系数极低的暂态性能（T）电流互感器。对TPX、

TPY或TPZ级进行的选择。其具体如下：

表A.1暂态特性绕组的结构、功能及规范方法

绕组类别铁心气隙剩磁系数功能特性标准规范

能准确的反映短路电流中的

TPX无大（无规定）

交流分量IAC与直流分量IDC额定二次电流标准

值：1A

额定对称短路电流

倍数:Kssc

对I分量转换性能较好，对

TPY小≤10%AC工作循环:

I转换性能较差

DCC-OC-O-C-O

额定一次回路时间

常数:TP

对IAC转换性能较好，对IDC不额定电阻性负荷:R

TPZ大≈0b

能转换

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图A.2铁心典型磁滞回线示例图

在多数情况下，取决于对于电流互感器所在电网中常用继电保护装置所作的实际考虑。根据

暂态特性（T）、保护功能（P），绕组按性能差异分X、Y和Z级，使用最多的为TPY级。高压电

网短路时直流分量衰减时间长达50～80ms,为减少短路电流对电力系统稳定运行造成的危害，要求

系统中的断路器在20～30ms以内快速切除故障，互感器在短路暂态过程中有良好的暂态响应。TPY

级电流互感器常用于各类电压等级的高压电网，使用频率高于其它类级。

例如选取一台在额定电压为500kV线路运行的电流互感器，以下为具体铭牌参数：

图A.3电流互感器典型铭牌

通过铭牌选取相关的实验数据。其具体计算步骤如下：

根据TPY绕组（5S15S2）铭牌技术参数可知：Kssc=20、Ktd=22.1、Rb=15Ω、Isr=1A

按照公式（1）计算出Eal（有效值）：

Eal=20×22.1×（7.51+15）×1=9949V

很显然Eal值远高于4.5kV（峰值）。为保证不高于二次绕组间工频和匝间耐受电压，就需要选

择峰值电压≤4.5kV、有效值≤3.2kV的试验施加电压了。

根据Eal来选择设备、仪器和适宜的试验电压频率。由于施加试验电压约为3倍的二次绕组额

定耐受电压，因此选择试验频率15Hz，降低频率后的施加电压有效值为2985V，低于二次绕组耐

受电压。相应的试验用变压器和分压器额定频率应为此范围内。测量用仪器、仪表都应在此范围内

能够保证足够的测量准确度。

试验完成按照公式（2）将施加电压折算到试品的额定频率。测量后的数据为：

表A.2绕组励磁特性电流、电压值

试验项目励磁特性测量（5S15S2）

二次电压实测值

31454194524262907339838794361048411532

（有效值V）

二次励磁电流

0.3880.5110.6560.7620.8661.0381.1621.7532.557

（峰值/A）

'

由此数据可以得出Eal＞Eal，数据符合理论值。

按照实验数据绘制曲线为：

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图A.3励磁特性典型曲线

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附录