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互感器伏安特性試驗及10%誤差曲線校驗

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互感器伏安特性試驗及10%誤差曲線校驗

 

1   CT伏安特性概念

CT伏安特性,是指在電流互感器一次側開路的情況下,電流互感器二次側勵磁電流與電流互感器二次側所加電壓的關系曲線(電壓為縱座標,電流為橫座標),其實際上就是鐵芯的磁化曲線。

2  CT伏安特性試驗目的

(1)檢查新投產互感器的鐵芯質量,留下CT的原始實驗數據。

(2) 運行CT停運檢驗維護時通過鑒別CT伏安特性的飽和程度即電壓拐點位置,判斷運行一定時期后互感器的繞組有無匝間短路等缺陷,以便及時發現設備缺陷,確保設備安全運行。

(3)CT伏安特性為依據作CT10%誤差曲線,對CT精度進行校驗。

3  CT伏安特性試驗

測得的伏安特性曲線與出廠的伏安特性曲線或最近的測量伏安特性曲線比較,拐點位置電壓不應有顯著降低。若有顯著降低,應檢查二次繞組是否存在匝間短路。施加于電流互感器二次接線端子上的額定頻率的電壓,若其均方根值(有效值)增加10%,勵磁電流便增加50%,則此電壓方均根值稱為拐點位置電壓。

 

其理論依據:拐點位置的CT鐵芯進入飽和狀態,此時勵磁電流幾乎全部損耗在鐵芯發熱上,由于CT直流電阻R2CT二次繞組匝數有關,當CT二次繞組匝間短路時,造成直流電阻R降低,在CT伏安特性上表現為拐點位置電壓U有明顯的下降(在CT鐵芯飽和電流不變的情況下,拐點位置的電壓U0=I飽和×R2),據此判斷CT二次繞組異常。

 

案例分析:圖1所示為一伏安特性曲線, 其中橫軸為電流I,縱軸為U,A、B 兩點為拐點, B點電壓為1600 V、A點電壓為1878 V, B點電壓明顯低于A點電壓, 兩條曲線均為同一CT伏安特性曲線,且上方1曲線為CT出廠時的原始伏安特性曲線,下方2曲線為新近測量曲線, 根據上述分析, 可知該CT已存在缺陷, 需進一步檢查或更換。

 

1 伏安特性曲線圖

.4  CT10%誤差曲線校驗

10%誤差曲線是保護用電流互感器的一個重要的基本特性。繼電保護裝置反應的是一次系統的故障狀況,當一次系統故障,保護裝置動作時,電流互感器一次電流通常比正常運行時的電流大得多,因此,電流互感器的誤差也會擴大。為了使電保護裝置能夠正確反應一次系統狀況而正確動作,要求電流互感器的變比誤差小于或等于10%。不論是一次電流加大,還是二次負載阻抗增加,其結果都會引起電流互感器感應電動勢的升高,從而擴大誤差。所謂10%誤差曲線是變比誤差為10%時,一次電流(I1)與其額定電流(I1N)的比值(m = I1/ I1N)和二次負載阻抗(ZY)的關系特性曲線。也可以理解為,在不同的一次電流倍數下,為使電流互感器的變比誤差小于或等于10%而允許的最大二次負載阻抗。

 

實際工作中常采用伏安特性法先測量CT的伏安特性曲線,根據CT的伏安特性曲線再繪出“CT10%誤差曲線。根據電流互感器10%誤差的曲線得出二次回路的最大允許阻抗ZYmax與該二次回路的實際阻抗ZL進行比較,若ZLZYmax則認為該電流互感器是滿足10%誤差要求的。

 

圖2 10%誤差曲線

 

 

案例分析:表1是對LB-220電流互感器實測及計算的數據,其最總目的是計算出二次允許負載ZYmax。圖3是根據表中數據繪制的10%誤差是ZYmax與m的函數曲線。不同的短路電流倍數時,可以查出不同的最大允許負載阻抗。假設該電流互感器使用在最大短路電流Ik=18kA處,則m=15,查出ZYmax=3.9Ω,大于實測的二次負載1.96Ω,結論是可以滿足要求的。

 

基本參數

一次額定電流

1200A

二次額定電流

5A

準確等級

10P20

二次負載

通入電流I

5A

測量電壓

9.8V

ZL

1.96Ω

 

試驗項目

符號

數據來源

數值

勵磁電流

I0(A)

試驗測得

0.5

1

2

4

5

6

8

10

試驗電壓

U0(V)

試驗測得

280

290

298

300

306

308

310

311

繞組內阻

R2(Ω)

試驗測得

0.535

繞組漏抗

Z2(Ω)

≈2R2

0.706

內部電動勢

E0(V)

=U0-I0Z2

279

289

296

297

302

304

304

304

允許總負載

Z2+ZY

=E0/9I0

62.1

32.1

16.5

8.25

6.72

5.63

4.22

3.37

允許二次負載

ZY(Ω)

= E0/9I0-Z2

61.4

31.4

15.9

7.55

6.02

4.92

3.52

2.67

短路電流倍數

m

2I0

1

2

4

8

10

12

16

20

                                 
                                 

表1 CT10%誤差曲線的測量與計算

.

武漢國試公司生產的GSFA-3500互感器伏安特性測試儀支持檢測CTPT

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無需外接其它輔助設備,單機即可完成所有檢測項目.

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采用智能控制器,操作簡單.

大屏幕液晶,圖形化顯示接口.

按規程自動給出CT/PT勵磁)拐點值.

自動給出5%10%誤差曲線.

可保存3000組測試資料,掉電后不丟失.

支持U盤轉存資料,可以通過標準的PC進行讀取,并生成WORD報告.

小巧輕便≤22Kg,非常利于現場測試.

 

參考文獻:

[1]高占杰.CT伏安特性試驗及10%誤差曲線[J].水電廠自動化,2008,291:78-80.

[2]郭耀珠,石光,劉華,劉巍.保護用電流互感器10%誤差曲線現場測試及其二次負載校核[J].電力系統保護與控制,2008,3623:103.

[3]國家電力調度通信中心.國家電網公司繼電保護培訓教材[M].北京:中國電力出版社,2009.524

2020年7月29日 15:41
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