電流互感器變比現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的主要測(cè)量方法介紹與比較

摘 要：為保證大型水電電力系統(tǒng)的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，需要對(duì)電力系統(tǒng)及其中各電力設(shè)備的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，以便對(duì)其進(jìn)行必需的計(jì)量、監(jiān)控和保護(hù)。因此電流互感器的精確對(duì)電力系統(tǒng)重要性是不言而喻的，電流互感器在進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)安裝前需電氣交接試驗(yàn)，現(xiàn)如今現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)電流互感器變比主要存在2種方式，目前使用較多的電壓測(cè)量法原理的儀器（例如PCT200）和常規(guī)電流法測(cè)量，此次對(duì)比兩種方法的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果，可以對(duì)比兩者之間的優(yōu)勢(shì)以及劣勢(shì)。供現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)人員的一些參考。

關(guān)鍵詞：沐若水電站；電流互感器；電流法測(cè)量；電壓法測(cè)量PCT200

1 概述

沐若水電工程位于馬來(lái)西亞（MALAYSIA）沙撈越州（SARAWAK）境內(nèi)拉讓河（RARANG RIVER）流域的上游。壩址位于木中（BELAGA）市以東約70公里的沐若（MURUM）河上，電站從上游取水，由輸水隧洞、調(diào)壓井、豎井和引水鋼管組成的地下輸水系統(tǒng)，安裝4臺(tái)239MW機(jī)組。該工程兼發(fā)電、防洪功能，并改善下游供水容量等其它用途。

此次所需要做的CT試驗(yàn)是沐若水電站所用發(fā)電機(jī)出口及中性點(diǎn)CT均由大連北方互感器廠生產(chǎn)主要包括（表1）。

2 電流測(cè)量法基本原理

電流測(cè)量法即是在電流互感器一次側(cè)輸入一個(gè)電流，二次側(cè)通過(guò)感應(yīng)一次電流產(chǎn)生的磁通而產(chǎn)生的二次電流。電流法檢查電流互感器變比原理圖如圖1所示。

試驗(yàn)過(guò)程中采用調(diào)壓器T1，用來(lái)將交流電源轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)可調(diào)的電壓。采用升流變壓器T2，用來(lái)將調(diào)壓器輸出的高壓小電流，轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪捍箅娏?。采用?biāo)準(zhǔn)0.2級(jí)變比為100/1的標(biāo)準(zhǔn)電流互感器TAn，A1、A2側(cè)為便攜式0.5級(jí)標(biāo)準(zhǔn)電流表。TAx為被測(cè)CT，接線圖如圖2所示。

3 電壓測(cè)量法基本原理

電壓測(cè)量法即是在電流互感器的二次側(cè)輸入一個(gè)電壓，一次側(cè)通過(guò)測(cè)量一次的感應(yīng)電壓得到變比。電壓法檢查電流互感器變比原理圖如圖3所示。

PCT200的輸出端S1和測(cè)量端S1接入被測(cè)CT二次側(cè)的一端。輸出端S2和測(cè)量端S2接入被測(cè)CT二次側(cè)的另一端。一次側(cè)測(cè)量端P1接入被測(cè)CT一次的一端，一次側(cè)P2接入被測(cè)CT一次側(cè)的另一端。測(cè)試接線圖如圖4所示。

4 測(cè)試結(jié)果

所有CT結(jié)果均由2種方法測(cè)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)LMZB3-20G3型5P30，LMZB1-20G1 0.2級(jí)這2種型號(hào)的CT在使用電壓法PCT200中的測(cè)量結(jié)果中誤差更小，誤差值基本都在0.1%范圍之內(nèi)，很好的體現(xiàn)了儀器的精密性，而在常規(guī)的電流法中，由于現(xiàn)場(chǎng)的條件，無(wú)法做到如此精確。在LMZBT2-20G5/3型TPY在幾次的測(cè)量中PCT200測(cè)出來(lái)的誤差均小于TPY最大峰值誤差10%，而大于1%，與電流測(cè)量法的測(cè)試結(jié)果接近。在最后的LMZBT1-20G/1型TPY中的測(cè)量中PCT200對(duì)全部的8組進(jìn)行測(cè)量，其中1組匝比誤差在1%以內(nèi)，4組誤差在2%-6%之間，但是其中有3組經(jīng)過(guò)多次測(cè)試誤差均大于10%；而同時(shí)使用常規(guī)電流法測(cè)量，所有CT的變比誤差均在3%-6%之間，表2、3是對(duì)于儀器測(cè)試的3組CT使用2種測(cè)量方法的結(jié)果。

5 測(cè)量結(jié)果分析

由于TPY型電流互感器主要是要求工作在電力系統(tǒng)暫態(tài)情況下的保護(hù)，要求剩磁不大于飽和磁通的10%以下，其鐵心帶有氣隙，因有氣隙產(chǎn)生的磁阻影響，在電流達(dá)不到50%以上的情況下，誤差允許大于額定電流值的誤差限值。廠家在TPY級(jí)互感器生產(chǎn)調(diào)試時(shí)，為了保證各個(gè)TPY級(jí)鐵心勵(lì)磁特性基本一致，調(diào)試鐵心時(shí)，要求在保證剩磁系數(shù)及勵(lì)磁特性一致的同時(shí)，會(huì)合理調(diào)整鐵心氣隙的大小。所以互感器在一次通過(guò)遠(yuǎn)小于額定一次電流時(shí)，以及多匝不均勻繞制產(chǎn)生一次返回導(dǎo)體影響，鐵心因有大小不一的氣隙，會(huì)造成鐵心磁阻不一致，或大或小，通電磁原理感應(yīng)的二次電流也會(huì)隨之或大或小。此時(shí)檢測(cè)的變比會(huì)出現(xiàn)較大偏差。

PCT200是通過(guò)電壓法的測(cè)量方法，影響范圍較多，其誤差原因包括CT內(nèi)阻，漏抗和激磁阻抗等原因，且儀器輸出不可調(diào)整，因此對(duì)于部分測(cè)試數(shù)據(jù)需要使用常規(guī)電流法進(jìn)行對(duì)比。

6 結(jié)束語(yǔ)

電流互感器作為電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行電氣性能試驗(yàn)是很重要的，對(duì)于電流互感器而言，變比試驗(yàn)是絕不可少的試驗(yàn)項(xiàng)目，電流互感器變比關(guān)系到計(jì)量的準(zhǔn)確性與保護(hù)的可靠性。在以前電流互感器變比檢驗(yàn)一般采用電流法，測(cè)量的精度高，不過(guò)對(duì)于大變比電流互感器來(lái)說(shuō)額定電流很難達(dá)到，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中誤差就無(wú)法避免。而使用PCT200在試驗(yàn)中適用于任何變比電流互感器，操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)計(jì)算數(shù)值結(jié)果，更適合于施工現(xiàn)場(chǎng)使用。但是在本次的測(cè)試過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)PCT200在同一TPY型CT上表現(xiàn)相差比較大，因其根據(jù)輸入定值在儀器內(nèi)部計(jì)算和測(cè)量，因此無(wú)法進(jìn)行調(diào)整測(cè)試；而使用常規(guī)電流法測(cè)量，可以通過(guò)電流和一次匝數(shù)的調(diào)整可以使CT的誤差減小，同一型號(hào)測(cè)試中也相差不大，其結(jié)果也更加直觀。

作者簡(jiǎn)介：朱健偉（1986-），男，中國(guó)水電八局機(jī)電制造安裝分局電氣工程師，主要從事水電站電氣設(shè)備安裝及調(diào)試技術(shù)工作。