大變比電流互感器的測試方法研究

摘 要：電流互感器是輸變電設(shè)備的組部件之一，用于將大電流按比例降為小電流，起變流和電氣隔離作用，隨著電網(wǎng)的發(fā)展，高電壓等級(jí)的大變比電流互感器也越來越多，大變比電流互感器測試問題也更加突出，為此，主要闡述了大變比電流互感器等安匝法測試的原理及方法。

關(guān)鍵詞：電流互感器；等安匝；返回導(dǎo)體；測試方法

中圖分類號(hào)： TB 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：16723198（2014）17017801

近年來，由于我國高壓、超高壓輸變電工程發(fā)展迅速，因此高電壓等級(jí)、大變比（一次電流2000A及以上）電流互感器增多，隨著電壓等級(jí)的升高，電流互感器的外形尺寸隨著增大，一次電流越大返回導(dǎo)體對(duì)電流互感器誤差的影響也增大，甚至?xí)霈F(xiàn)超出國標(biāo)規(guī)定值，故大變比電流互感器的測量方式的改進(jìn)十分迫切且十分重要，等安匝法測量大變比電流互感器就是方法之一。

1 返回導(dǎo)體對(duì)電流互感器誤差測試的影響

安裝或試驗(yàn)電流互感器時(shí)的外部接線稱做返回導(dǎo)體，一次繞組不穿過鐵芯的部分也看作是返回導(dǎo)體，在實(shí)際應(yīng)用中，電流互感器一次繞組的結(jié)構(gòu)也可能存在返回導(dǎo)體，如一次繞組結(jié)構(gòu)為“U”型時(shí)，或一次繞組為多匝（大于1匝）結(jié)構(gòu)等等。

當(dāng)足夠長的一次導(dǎo)體穿過環(huán)形電流互感器線圈時(shí)，若一次導(dǎo)體正好位于和環(huán)形電流互感器線圈的中心，一次電流在環(huán)形電流互感器線圈中形成的磁場是同心圓簇，同心圓上各點(diǎn)的磁場強(qiáng)度處處相等，這是理想狀況，若一次導(dǎo)體不夠長、或外部接有連接線時(shí)，由于返回導(dǎo)體中電流產(chǎn)生的磁通經(jīng)過鐵芯，靠近返回導(dǎo)體一側(cè)的磁密增加，遠(yuǎn)離返回導(dǎo)體一側(cè)的磁密減少，在大電流下，靠近返回導(dǎo)體一側(cè)的磁密增長過大，致使誤差超差，對(duì)于保護(hù)用電流互感器，還會(huì)造成復(fù)合誤差超差。

表1為當(dāng)一次導(dǎo)體穿心和未穿心時(shí)電流互感器誤差試驗(yàn)值的對(duì)比，電流互感器線圈電壓等級(jí)為500kV，精度等級(jí)0.2，容量為30VA，變比為1000-2000/1，其中穿心與未穿心時(shí)，1000/1時(shí)誤差數(shù)值差別不大，故未列出試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

表1 當(dāng)一次導(dǎo)體穿心和未穿心時(shí)

電流互感器誤差試驗(yàn)值的對(duì)比

由表1可以看出，當(dāng)一次導(dǎo)體穿心和未穿心時(shí)，同樣的測試設(shè)備和條件及同一試品，誤差測試數(shù)據(jù)在負(fù)荷為輕載時(shí)，差別較大，說明返回導(dǎo)體對(duì)電流互感器誤差測試的影響不容忽視。表1中，一次導(dǎo)線穿過中心時(shí)，規(guī)格：500kV0.2級(jí)30VA1000-2000/1。

2 等安匝法測試原理

由于返回導(dǎo)體的影響，一次磁場局部集中，破壞了鐵芯磁場的均勻性，影響到電流互感器誤差測試的準(zhǔn)確性，因此需制作試驗(yàn)工裝避免返回導(dǎo)體的影響。用等安匝法測試電流互感器可有效地避免返回導(dǎo)體對(duì)誤差及復(fù)合誤差測試的影響，此種方法也可用作TPY類互感器的測試。

等安匝法是把電流互感器的一次電流導(dǎo)線均勻地繞在被試電流互感器線圈上，標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的額定輸出電流乘以一次電流導(dǎo)線的匝數(shù)等于被試電流互感器的電流。等安匝法測試所需試驗(yàn)設(shè)備有：標(biāo)準(zhǔn)電流互感器、調(diào)壓器、互感器校驗(yàn)儀、負(fù)載箱、大電流導(dǎo)線等。

3 等安匝法的實(shí)際應(yīng)用

3.1 工裝制作原則

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)互感器的實(shí)際變比，并通過大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，我做了大電流工裝，此工裝分為兩在部分，一部分是支架，采用鋼架結(jié)構(gòu)，加裝了車輪和扶手，方便運(yùn)輸，另一部分為屏蔽套，采用鋁質(zhì)屏蔽，一次導(dǎo)體采用銅排，共分四匝，銅排之間用螺栓連接，方便拆卸，同時(shí)也可實(shí)現(xiàn)單匝、二匝、三匝，根據(jù)變比的不同，選擇匝數(shù)，比如4000/1的電流互感器，選用二匝時(shí)，在標(biāo)互上選擇2000/1即可實(shí)現(xiàn)4000/1的誤差測試，也可選用四匝，在標(biāo)互上選擇1000/1實(shí)現(xiàn)4000/1的誤差測試。銅排距離屏蔽套上、下端蓋的距離均大于450mm。

3.2 實(shí)例對(duì)比

表2 穿心一匝、四匝時(shí)的試驗(yàn)值對(duì)比

由以上表2可以看出，當(dāng)一次導(dǎo)體穿心（位于電流互感器線圈中心位置），采用適當(dāng)?shù)脑囼?yàn)工裝用作屏蔽，用等安匝法測量誤差與常規(guī)的比較法測量（一次一匝）方式測出的結(jié)果差別不大。表2中，用圖工裝，穿心四匝時(shí)，規(guī)格：500kV，0.2級(jí)，30VA，2000-3000/1。

4 結(jié)論

等安匝法測量誤差簡單、有效，不用升高調(diào)壓器的容量，節(jié)省試驗(yàn)成本，缺點(diǎn)是只能用于未安裝前的電流互感器線圈。