電流互感器變比的測試方法
電流互感器鐵芯內的交變磁通是由一次繞組線圈內的電流所產生,一次主磁通在二次線圈中感應出二次電動勢,進而產生二次電流。一、二次繞組線圈的匝數比就是電流互感器變比。
《繼電保護及電網安全自動裝置檢驗條例》規定,只有證實電流互感器的變比、容量、準確度級符合設計要求后,才允許在現場安裝,竣工后由繼電保護試驗人員 自電流互感器的一次側通入大電流,檢查工作抽頭的變比是否正確。而且,在更換電流互感器繞組后,工作人員也應進行變比檢查測試。因此,對電流互感器進行變 比檢查測試,尤其是對新投運的電流互感器進行測試,目前已成為繼電保護試驗人員的重要工作之一。
兩種常用測試方法
電流互感器變比的誤差和準確度級測試由制造廠在出廠時完成。因此,在電流互感器變比進行現場測試時,可以不考慮電流互感器變比誤差的影響因素而直接重點測試一、二次線圈的匝數比。
由電路原理我們可以知道:電力設備一、二次線圈的匝數比與電壓成正比,與電流成反比,即匝數比越大,通過的電壓越大,而通過的電流越小。所以,通過測試電流互感器的一、二次電壓比或電流比,就可以得出電流互感器的匝數比。因此,常用的測試方法,分別是電壓法和電流法。
電流法的試驗原理和特點。利用電流法測試電流互感器變比時,需要將大電流發生器、由穿芯式電流互感器組成的降流電流表以及電流表等組成接線回路。其中,降流電流表測試電流互感器的一次電流,電流表則測試二次電流。
電流法的優點在于,它所構成的測試回路真實地模擬了電流互感器的實際運行狀況,是一種較為準確的試驗方法。
電壓法的試驗原理和特點。利用電壓法測試電流互感器變比時,需要用電壓源、電壓表和毫伏表構成測試回路。其中,電壓表用來測試電流互感器的二次電壓,毫伏表用來測試電流互感器的一次電壓。
用電壓法測試電流互感器變比時,測試回路的一次線圈處于開路狀態,鐵芯磁密很大,極易飽和;若電壓源輸出稍微增加一點,勵磁電流則增大很多。
電壓法的優點是試驗設備重量輕,非常適宜現場試驗,可以大大減輕測試人員的勞動強度。只需要一只單相調壓器、精度較高的電壓表、毫伏表即可。
一般來說,變比較小且二次額定電流為5安的電流互感器的二次線圈電阻和漏抗一般都很小;變比較大且二次額定電流為1安的電流互感器的二次線圈電阻和漏抗 則稍大一些。利用電壓法,無論是上述哪一種情況,只要在試驗過程中控制勵磁電流的大小,在一般情況下都能滿足現場測試的精度要求。
兩種測試方法對比
為了驗證兩種測試方法的優劣性,江蘇宿遷供電公司在110千伏沭陽廟頭變電站,曾采用兩種方法測試了三臺LB7-110W2型油浸式電流互感器。
這三臺電流互感器應用電壓法測試后,所得結果如下:電流互感器的二次線圈電阻和漏抗約為2歐,二次線圈施加電壓60伏,一次線圈測得電壓0.5伏。此 時,測得二次線圈激磁電流約為10毫安,引起測試誤差的電壓大小約為20毫伏。20毫伏與60伏的施加電壓相比,顯然微不足道。從上述分析可知,電壓法測 試電流互感器變比時只要限制勵磁電流為毫安級,就可以保證測試精度。
上述三臺電流互感器運用電流法測試后,測得一次側通過電流為240 安,二次側通過電流為2安。經過計算,測試誤差同樣較小,結果也較為準確。但是,隨著電力系統容量的不斷增大,電流互感器的一次電流也大幅增大,在實際運 行中,從一次側施加的電流甚至超過數千安培。而在利用電流法進行測試時,大電流發生器幾乎不可能將其電流升至數百安培以上。減小試驗電流的結果,則會增大 試驗誤差,從而使得試驗結果不準確。
綜上所述,電流法測試電流互感器變比,比較真實地模擬了電流互感器的實際工作情形,其測試結果較為準確。但現場測試用儀器體積龐大、笨重,對于大容量的電流互感器變比測試較為困難,若過多地降低一次電流,則會使測試結果的誤差大大增加。
電壓法測試電流互感器變比可以很好地替代電流法,所需儀器重量輕,只要方法得當可以很好地控制誤差范圍、滿足現場測試的要求,是一種簡便、輕巧、精度較為可靠的現場測試方法。