高壓電流互感器新型檢定方法

張浩淼

【摘 要】在電網(wǎng)運行中，電流互感器是重要設(shè)備之一，及時掌握其設(shè)備運行狀態(tài)，對于整個電網(wǎng)安全運行具有重要意義，現(xiàn)階段對其運行狀態(tài)的檢測主要有預(yù)試方式、在線監(jiān)測、帶電檢測，這些方法，在電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢測中起著較大作用。但在工程實際中，由于在線監(jiān)測、帶電檢測，均在設(shè)備運行狀態(tài)下進(jìn)行，檢測設(shè)備的抗干擾能力，獲取測量信號的方法，測試設(shè)備的精度，均對電流互感器的狀態(tài)檢測的結(jié)果影響較大，對地工頻漏電流較小，導(dǎo)致測量誤差較大，使得帶電檢測工作無法進(jìn)行或無法得到真實測值。

【關(guān)鍵詞】高壓電流；互感器；新型鑒定；方法；分析

1導(dǎo)言

在電力系統(tǒng)中，作為重要的計量、測量、保護(hù)元件，電流互感器起著不可或缺的作用。如果高壓電流互感器二次側(cè)斷線，二次側(cè)（以下簡稱二次）會產(chǎn)生很高的感應(yīng)電壓，可達(dá)幾千伏，而變電站二次電纜、儀表、繼電器絕緣性能相對較低，這種情況下就存在人身觸電、設(shè)備損壞等嚴(yán)重危險，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的正常運行。

2電流互感器

2.1基本概念

電流互感器原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理的。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次繞組匝數(shù)很少，串在需要測量的電流的線路中，因此它經(jīng)常有線路的全部電流流過，二次繞組匝數(shù)比較多，串接在測量儀表和保護(hù)回路中，電流互感器在工作時，它的二次回路始終是閉合的，因此測量儀表和保護(hù)回路串聯(lián)線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。

2.2工作原理

在發(fā)電、變電、輸電、配電和用電的線路中電流大小懸殊，從幾安到幾萬安都有。為便于測量、保護(hù)和控制需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流，另外線路上的電壓一般都比較高如直接測量是非常危險的。電流互感器就起到電流變換和電氣隔離作用。對于指針式的電流表，電流互感器的二次電流大多數(shù)是安培級的（如5A等）。對于數(shù)字化儀表，采樣的信號一般為毫安級（0-5V、4-20mA等）。微型電流互感器二次電流為毫安級，主要起大互感器與采樣之間的橋梁作用。微型電流互感器也有人稱之為“儀用電流互感器”。（“儀用電流互感器”有一層含義是在實驗室使用的多電流比精密電流互感器，一般用于擴(kuò)大儀表量程。）電流互感器與變壓器類似也是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作，變壓器變換的是電壓而電流互感器變換的是電流罷了。電流互感器接被測電流的繞組（匝數(shù)為N1），稱為一次繞組（或原邊繞組、初級繞組）；接測量儀表的繞組（匝數(shù)為N2）稱為二次繞組（或副邊繞組、次級繞組）。電流互感器一次繞組電流I1與二次繞組I2的電流比，叫實際電流比K。電流互感器在額定電流下工作時的電流比叫電流互感器額定電流比，用Kn表示。Kn=I1n/I2n電流互感器（Current transformer簡稱CT）的作用是可以把數(shù)值較大的一次電流通過一定的變比轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小的二次電流，用來進(jìn)行保護(hù)、測量等用途。如變比為400/5的電流互感器，可以把實際為400A的電流轉(zhuǎn)變?yōu)?A的電流。

2.3按用途分類

2.3.1測量用電流互感器

在測量交變電流的大電流時，為便于二次儀表測量需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流（中國規(guī)定電流互感器的二次額定為5A或1A），另外線路上的電壓都比較高如直接測量是非常危險的。電流互感器就起到變流和電氣隔離作用。它是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路電流信息的傳感器，電流互感器將高電流按比例轉(zhuǎn)換成低電流，電流互感器一次側(cè)接在一次系統(tǒng)，二次側(cè)接測量儀表、繼電保護(hù)等。正常工作時互感器二次側(cè)處于近似短路狀態(tài)，輸出電壓很低。在運行中如果二次繞組開路或一次繞組流過異常電流（如雷電流、諧振過電流、電容充電電流、電感啟動電流等），都會在二次側(cè)產(chǎn)生數(shù)千伏甚至上萬伏的過電壓。這不僅給二次系統(tǒng)絕緣造成危害，還會使互感器過激而燒損，甚至危及運行人員的生命安全。

2.3.2保護(hù)用電流互感器

保護(hù)用電流互感器分為：一是過負(fù)荷保護(hù)電流互感器，二是差動保護(hù)電流互感器，三是接地保護(hù)電流互感器（零序電流互感器）保護(hù)用電流互感器主要與繼電裝置配合，在線路發(fā)生短路過載等故障時，向繼電裝置提供信號切斷故障電路，以保護(hù)供電系統(tǒng)的安全。保護(hù)用電流互感器的工作條件與測量用電流互感器完全不同，保護(hù)用互感器只是在比正常電流大幾倍幾十倍的電流時才開始有效的工作。保護(hù)用互感器主要要求：一是絕緣可靠，二是足夠大的準(zhǔn)確限值系數(shù)，三是足夠的熱穩(wěn)定性和動穩(wěn)定性。保護(hù)用互感器在額定負(fù)荷下能夠滿足準(zhǔn)確級的要求最大一次電流叫額定準(zhǔn)確限值一次電流。準(zhǔn)確限值系數(shù)就是額定準(zhǔn)確限值一次電流與額定一次電流比。當(dāng)一次電流足夠大時鐵芯就會飽和起不到反映一次電流的作用，準(zhǔn)確限值系數(shù)就是表示這種特性。

3操作步驟

根據(jù)《電力互感器》要求，對電流互感器按照傳統(tǒng)比較測差法，測試1%In，5%In，20%In點誤差，并取得參考點誤差值；采用四端電阻法，測試被檢電流互感器二次繞組電阻值；測試被檢電流互感器二次勵磁導(dǎo)納，推算100%In，120%In點誤差。

3.1傳統(tǒng)法測試

1%In，5%In，20%In點誤差，T為調(diào)壓器，SL為升流器，TAX為被檢電流互感器，TA0為標(biāo)準(zhǔn)電流互感器，，調(diào)節(jié)調(diào)壓器開始誤差試驗，依次記下：1%In，5%In，20%In點誤差，繼續(xù)升電流并盡可能升到最大，記下這一參考點誤差和電流百分?jǐn)?shù)，誤差為εg=?g+jδg，電流百分?jǐn)?shù)為Ig，降電壓至零，完成傳統(tǒng)法測試。

3.2測試二次勵磁導(dǎo)納

T為調(diào)壓器，SL為升流器，TAX為被檢電流互感器，N1為TAX一次繞組，N2為TAX二次繞組。將其一次繞組開路，工作電壓施加于二次繞組上，調(diào)節(jié)調(diào)壓器后產(chǎn)生二次勵磁電流，輸入校驗儀的K，D端鈕，校驗儀在測試導(dǎo)納工作模式下測得勵磁電流I02與工作電壓U的比值，就是被測二次勵磁導(dǎo)納，

4試驗數(shù)據(jù)驗證

我們以0.2 S級變流比300/5的10kV電流互感器為試驗對象，先后用傳統(tǒng)法和本檢定法，按照《電力互感器》規(guī)定的負(fù)荷點，進(jìn)行了誤差試驗，通過兩種檢定方法的測試結(jié)果對比看出，比值差（電流誤差）差值最大的為0.016%，相位差最大的為1.3′，差值都很小，滿足測量誤差要求，說明本檢定法能夠準(zhǔn)確測得被試電流互感器的誤差，符合最初的理論推導(dǎo)分析。

5結(jié)論

計量檢定規(guī)程JJG 1021—2007《電力互感器》（以下簡稱《電力互感器》）要求高壓互感器須首次檢定、后續(xù)檢定和使用中檢驗，對高壓電流互感器須檢定1%In—120%In下的誤差。傳統(tǒng)檢測法需要標(biāo)準(zhǔn)電流互感器、負(fù)荷箱、互感器校驗儀、電壓調(diào)節(jié)器以及大電流導(dǎo)線、二次測試線等儀器設(shè)備和材料，所需電源容量大，設(shè)備體積龐大、笨重，現(xiàn)場開展工作困難，經(jīng)常導(dǎo)致一次電流升不到額定值而影響測試。基于以上原因，現(xiàn)場檢定人員常常采用快速、簡便的低校高法檢定高壓電流互感器誤差，測試方便、接線簡單。借鑒低校高法檢定思路，本文現(xiàn)提出一種在傳統(tǒng)檢測法基礎(chǔ)上，推算出100%In—120%In誤差數(shù)據(jù)的檢定方法。

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（作者單位：國網(wǎng)寧夏電力有限公司寧夏電力科學(xué)研究院）