傳統(tǒng)室內(nèi)電流互感器檢定裝置故障分析與應(yīng)對(duì)

酒小朋

(山西省機(jī)電設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030009)

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傳統(tǒng)室內(nèi)電流互感器檢定裝置故障分析與應(yīng)對(duì)

酒小朋

(山西省機(jī)電設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030009)

以HEW型室內(nèi)互感器檢定裝置為例，介紹了裝置在使用過程中常出故障、分析及應(yīng)對(duì)。文章中故障分析及所應(yīng)對(duì)措施對(duì)于從事互感器測(cè)試工作的同仁有借鑒作用。

自校測(cè)試；越限；開路；誤差異常；阻抗

目前測(cè)量用互感器作為計(jì)量器具，按照J(rèn)JG313-2010規(guī)程要求必須檢測(cè)合格后，方可安裝于表計(jì)中[4〗。測(cè)試裝置的溯源及量值傳遞，對(duì)于計(jì)量實(shí)驗(yàn)室中互感器檢定裝置測(cè)試互感器，判定其誤差是否符合等級(jí)要求，以及電能的準(zhǔn)確計(jì)量具有決定性的影響[2〗。根據(jù)計(jì)量法要求測(cè)試裝置必須數(shù)據(jù)可靠、穩(wěn)定。因此分析檢定電流互感器誤差過程中設(shè)備常見故障，提出相應(yīng)的解決辦法，對(duì)于檢定結(jié)果的公正性、準(zhǔn)確性、可靠性非常重要。所以本文主要以HEW型互感器測(cè)試裝置為例子，介紹互感器檢定裝置在測(cè)試電流互感器誤差中常見故障分析及應(yīng)對(duì)。

1 傳統(tǒng)式電流互感器測(cè)試裝置的組成及功能

室內(nèi)傳統(tǒng)互感器測(cè)試裝置是由調(diào)壓器(調(diào)壓控制柜)、多功能校驗(yàn)儀、電流負(fù)載箱、標(biāo)準(zhǔn)電流互感器、升流器、一次及二次測(cè)試導(dǎo)線、電壓輸入、輸出線組成。

1.1 調(diào)壓控制柜

調(diào)壓控制柜主要功能是提供給升流器AC0 V～AC250 V間的電壓值，使升流器達(dá)到實(shí)驗(yàn)所需的額定電流值，其中控制柜裝置增加了過流保護(hù)功能以保護(hù)設(shè)備(電流一般為27 A保護(hù))用來保護(hù)測(cè)試回路導(dǎo)線及各器件的正常工作。

1.2 多功能校驗(yàn)儀

校驗(yàn)儀主要功能是通過被試和標(biāo)準(zhǔn)互感器的二次電流差流、電壓差壓，進(jìn)行比較然后折算出被試電流互感器的誤差[3〗?；ジ衅餍ｒ?yàn)儀還有測(cè)試阻抗、導(dǎo)納及越限、極性反功能。

1.3 電流負(fù)載箱

電流負(fù)載箱是給被試互感器提供實(shí)際的外接負(fù)荷，使被測(cè)互感器模擬實(shí)際運(yùn)行環(huán)境下互感器在不同電流點(diǎn)下測(cè)試的誤差值[4〗(包括正交分量f、同相分量δ)。

1.4 標(biāo)準(zhǔn)電流互感器

標(biāo)準(zhǔn)電流互感器提供基準(zhǔn)也就是標(biāo)準(zhǔn)，以它為標(biāo)準(zhǔn)來比較被測(cè)互感器，根據(jù)計(jì)量規(guī)程規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)互感器的準(zhǔn)確度必須要高于被測(cè)互感器1～2個(gè)等級(jí)[4〗。

1.5 升流器

升流器的主要功能是給被測(cè)互感器提供一次額定電流值，使之達(dá)到規(guī)定要求的額定值。

1.6 一次及二次測(cè)試線

主要是連接標(biāo)準(zhǔn)電流互感器、被測(cè)試電流互感器及電流負(fù)載箱、多功能校驗(yàn)儀測(cè)試儀。給裝置傳輸所需要的一次及二次電流值形成測(cè)試回路。

2 傳統(tǒng)互感器測(cè)試設(shè)備常見故障分析及應(yīng)對(duì)

傳統(tǒng)法檢定電流互感器，是用高1～2級(jí)準(zhǔn)確度的電流互感器作為標(biāo)準(zhǔn)和同變比的測(cè)量用電流互感器進(jìn)行數(shù)據(jù)比對(duì)，一次電流由升流器提供給標(biāo)準(zhǔn)電流互感器和被測(cè)電流互感器，互感器校驗(yàn)儀的標(biāo)準(zhǔn)回路電流由標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的二次電流提供，多功能校驗(yàn)儀的差值回路由被測(cè)電流互感器與標(biāo)準(zhǔn)電流互感器二次電流的差值流入，然后通過多功能互感器校驗(yàn)儀內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理得出誤差結(jié)果[3〗。檢定電流互感器誤差測(cè)試過程中常見的問題主要有：越限，測(cè)試互感器變比錯(cuò)，電流互感器二次開路，極性反；誤差數(shù)據(jù)顯示異常。針對(duì)這些問題給出相應(yīng)的分析和解決辦法。

2.1 互感器校驗(yàn)儀報(bào)極性反

測(cè)試裝置中互感器校驗(yàn)儀在測(cè)試過程中報(bào)極性反。通常情況是標(biāo)準(zhǔn)互感器或被測(cè)互感器的一次或二次極性接反了，電流互感器的一次及二次都是減極性的，也就是電流是從L1或K1流進(jìn)；從Lx或Kx流出，一旦接錯(cuò)校驗(yàn)儀會(huì)出現(xiàn)極性反的蜂鳴器響警示，停止測(cè)試重新接線即可。正確接線見圖1。

圖1 一般電流互感器誤差測(cè)試線路

2.2 測(cè)試互感器變比錯(cuò)

檢定電流互感器時(shí)，要求標(biāo)準(zhǔn)電流互感器與被測(cè)電流互感器的電流比相同，變比通常都是由于標(biāo)準(zhǔn)電流互感器和被測(cè)互感器的變比不一致造成的；也就是接線錯(cuò)誤一次或者二次接線錯(cuò)誤，這時(shí)被測(cè)電流互感器誤差數(shù)據(jù)超出了互感器校驗(yàn)儀相應(yīng)準(zhǔn)確度等級(jí)的讀數(shù)范圍，如果電流比相差較大，還可能超出互感器校驗(yàn)儀的顯示范圍。這時(shí)應(yīng)仔細(xì)核對(duì)被測(cè)電流互感器與標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的電流比是否一致，保證二者的電流比相同然后按要求正確即可。比如被測(cè)互感器變比為150 A/5 A，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)互感器銘牌一次接L1L3；二次接K1K5，如果沒按要求接對(duì)一次或二次線校驗(yàn)儀都會(huì)報(bào)警。一般電流互感器接線如圖2。

圖2 電流互感器的一次及二次接線圖

2.3 互感器開路

檢定電流互感器時(shí)，電流互感器二次嚴(yán)禁開路[4〗。如果電流互感器二次開路，則電流互感器二次會(huì)產(chǎn)生高壓，對(duì)于高壓電流互感器可達(dá)到幾千伏以上，危及人身安全。如果在檢定電流互感器時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)電流互感器或被測(cè)電流互感器二次開路(或二次回路開路)則互感器校驗(yàn)儀表現(xiàn)為：輸入調(diào)壓控制柜輸出電壓和互感器校驗(yàn)儀百分表不同步，這時(shí)我們應(yīng)迅速讓調(diào)壓器回零，認(rèn)真檢查檢測(cè)線路，確保標(biāo)準(zhǔn)及被測(cè)互感器的一次及二次線充分接觸。

2.4 測(cè)試誤差數(shù)據(jù)異常

2.4.1 標(biāo)準(zhǔn)電流互感器數(shù)據(jù)超差

標(biāo)準(zhǔn)電流互感器是較精密的計(jì)量器具之一。它的誤差數(shù)據(jù)超差直接影響著被測(cè)互感器性能。如果標(biāo)準(zhǔn)互感器的角差超往往是補(bǔ)償元件的電力電容燒壞；比值差超往往是補(bǔ)償電阻絲燒壞，也有可能是設(shè)備及標(biāo)準(zhǔn)器接地不是很好。我們可以用電流互感器的自校線路的方法[2〗(用互感器的一次作為標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)它的二次，也就是做變比為5 A/5 A(1 A/1 A)互感器測(cè)試誤差)，來驗(yàn)證其誤差是否合格，線路如圖3

圖3 標(biāo)準(zhǔn)互感器的自校線路圖

所示，也可以用比它高2個(gè)準(zhǔn)確度以上的電流互感器來測(cè)試它是否超差。我們用測(cè)阻抗線路測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)電流互感器二次回路阻抗Z是否超差，阻抗也會(huì)導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)電流互感器誤差超差。(通常情況標(biāo)準(zhǔn)互感器的二次阻抗為0.2 Ω)方法如圖5所示。

2.4.2 被測(cè)互感器的誤差超差

大部分都是互感器本身性能所造成。如果被測(cè)互感器鐵心材料、銅線材料不太好，標(biāo)準(zhǔn)互感器的誤差所達(dá)的精度不高于被測(cè)電流互感器準(zhǔn)確度的兩個(gè)級(jí)別, 那么標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的誤差就不能被忽略, 被測(cè)互感器的誤差則由標(biāo)準(zhǔn)互感器的誤差和被測(cè)誤差兩部分組成；由式(1)和式(2)可知，fx=fo+fz，&x=&o+&z(其中，fx為被測(cè)互感器實(shí)測(cè)比差值；fo為標(biāo)準(zhǔn)互感器的比差值；fz為被測(cè)互感器真正比差值；&x為被測(cè)互感器實(shí)測(cè)角差值；&o為標(biāo)準(zhǔn)互感器的角差值；&z為被測(cè)互感器真正角差值)。被測(cè)互感器二次回路阻抗超出額定值，也會(huì)直接導(dǎo)致被測(cè)互感器誤差偏負(fù)或偏正。這時(shí)應(yīng)測(cè)試被測(cè)電流互感器二次回路阻抗線路[3〗來驗(yàn)證二次回路阻抗是否合適(具體標(biāo)值電流負(fù)載箱銘牌上都有標(biāo)注)。測(cè)試電流互感器回路阻抗線路圖如圖4所示。

圖4 被試互感器二次阻抗測(cè)試線路

圖5 標(biāo)準(zhǔn)互感器二次阻抗測(cè)試線路

2.4.3 電流負(fù)載箱負(fù)載超差

2.4.4 互感器校驗(yàn)儀無誤差

在測(cè)試誤差過程中互感器校驗(yàn)以誤差顯示比值差和角差值顯示為0，根據(jù)圖1可知校驗(yàn)儀中差K測(cè)試線可能斷開，也就是測(cè)差值回路中斷開，這時(shí)我們應(yīng)該檢查測(cè)試線路中差值回路K線有沒有接通；也有可能是儀器本身上面的D和接地?cái)嚅_。二次線路無法形成回路。重新連接測(cè)試線即可。

3 結(jié)束語

針對(duì)傳統(tǒng)比較法在室內(nèi)檢定電流互感器誤差時(shí)可能遇到的故障，提出了相應(yīng)的解決方案，同時(shí)我們應(yīng)該了解電流互感器的檢定線路及基本的檢測(cè)原理；熟練掌握互感器檢定設(shè)備的組成及功能。對(duì)設(shè)備的各標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具，根據(jù)計(jì)量法要求定期檢定，確保電流互感器檢定數(shù)據(jù)的真實(shí)性、準(zhǔn)確性、可靠性。

[1] 趙修民，趙屹濤.升流升壓器與負(fù)載箱[M〗.北京：中國(guó)水利、水電出版社，2005.

[2] 趙修民.電流互感器[M〗.太原：山西科學(xué)教育出版社，1987.

[3] 趙修民，趙屹濤.互感器校驗(yàn)儀[M〗.太原：山西科學(xué)技術(shù)出版社，1985.

[4] 中華人民共和國(guó)國(guó)家計(jì)量檢定工程.JJ313-2010測(cè)量用電流互感器檢定規(guī)程[S〗.北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2010.

Failure Analysis and Response of Traditional InteriorCurrent Transformer Calibration Device

Jiu Xiaopeng

(ShanxiDesignandResearchInstituteofMechanicalandElectricEngineering,TaiyuanShanxi030009,China)

Taking the THEW indoor transformer verification device as the example, the article introduces the common fault, the analysis on it and the measures for the device in use process. The fault analysis and the countermeasures can be used as reference for colleagues working in the field of transformer testing.

self correcting test; the more limited; open circuit; error anomaly; impedance

2015-05-29

酒小朋(1978- )， 男，山西太原人， 工程師，主要從事互感器檢測(cè)方面的開發(fā)及調(diào)試工作。

1674- 4578(2015)04- 0008- 03

TM406；G640

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