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电力技术
CT二次侧实测阻抗测量试验仪（西门子技术）
时间：2023-03-05
中试控股技术研究院鲁工为您讲解： CT二次侧实测阻抗测量试验仪（西门子技术）
ZSCPT-120P变频互感器综合特性测试仪
参考标准：GB20840.1，GB20840.2，GB20840.3
如发现上述异常现象，首先应仔细观察，并通过仪表指示等判断引起声音异常或铁芯过热的原因，如果是过负荷引起的应采取降低负荷，至额定值以下并观察其运行。如果是二次回路造成的，则应立即停止运行(或将负荷减小至最低限度)，处理过程中采取必要的安全措施以防止触电。如果因其绝缘破坏造成放电，则应予以更换。
二.电压互感器
故障现象：运行中的电压互感器一次侧熔丝熔断。
(1)由于电压器感器内部发生匝间、层间或相间短路以及一相接地等故障，都有可能造成熔丝熔断。
(2)二次回路故障，也就是互感器二次侧故障时二次侧熔丝选配过大而造成一次侧熔器熔断。
(3)10千伏统一相接地。10千伏系统一相接地时，其他两相的对地电压升高根号三倍，对于Y0/Y0接线的电压互感器，其正常的两相对地电压将变成线电压，由于电压升高引起电流增加，可能会熔断熔丝。
(4)电力系统发生铁磁谐振。近年来来由于配电线路、电缆及用户的大量增加，使10千伏配电系统的电气参数发生了很大变化，逐渐形成了谐振条件，加之有些电压互感器励磁特性不好，因此，铁磁谐振过电压经常发生，电力系统谐振时在电压互感器上将产生过电流，除造成一次侧熔丝断外，还经常导致电压互感器烧毁事故。
分析处理：当发生电压互感器一次侧熔丝熔断后，应当拉开电压互感器隔离开关，并取下二次保险，检查是否熔断，在排除电压互感器本身故障或二次故障后，可重新更换合格熔丝将电压互感器投入运行。
电子式互感器在线校验系统
（1）自愈性智能电网对电子式互感器在线校验系统的要求
自愈性智能电网要求高速和高准确度的PMU，这样才能高准确度进行电网运行参数（如I、δI、U、δU、cosφ、f、 P、 Q ）的测量, 监控电网的运行。目前常规电磁式电流互感器铁芯在电力系统故障状态下的铁芯饱和及磁滞回线，会引起电流测量极其不准确。从而使PMU/ WAMS的测量也不准确，严重威胁现代化电网的安全稳定运行，增加了继保装置的复杂性；抗电磁干扰能力减弱；绝缘技术、体积、质量都随电压等级的升高而越来越大；运输、安装和维护困难；量测受频率影响；变电站占地大，成本高等。为此，有必要研发能克服上述缺点并满足智能电网要求的新型电子式电流互感器。
这种新型电子式电流互感器要求既快速又高度准确，并将为现代化大电网的安全可靠和经济运行提供关键的基础。它也是电力二次、二次设备的完美结合，解决了电网自动化发展的“瓶颈”。现代化大电网的安全稳定控制技术也急需满足要求的电子式互感器在线校验系统的出现。因此电子式互感器在线校验系统不是二般的对电磁式互感器的升级换代，而是现代化大电网安全稳定运行的需求。
电网的安全运行要求电力设备安全可靠。而据统计，电网中的电力设备平均每年有1/3的事故都是因为互感器所致，如雷电季节，打雷或闪电都有可能导致互感器爆炸或燃烧。电子式互感器在线校验系统的使用将大大减少这方面的事故。
电子式互感器在线校验系统是电网二次的重要主设备，它们担负着电网的精确“测量和计量”，以及故障“监测”的作用。要求量测的电网运行参数高度精确；装置本身应具有相当的可靠性。它是为智能电网、数字化继电保护、电网实时PMU、WAMS、电网快速状态估计、电网暂态稳定监控、特高压输电线路的电晕测量、电网实时经济调度、谐波在电网中的应用、电网输电阻塞的缓解（美国）、解决输电走廊问题的分相输电技术、实现准确的故障测距和紧凑型二次智能设备等提供可靠保证。对现代电网运行和设备革命发挥重要的作用。因此，要求它必须具有高准确性、快速数据传输的高性能。
（2）电子式互感器在线校验系统的国际标准和国家标准
国际电工委员会和国内标准化组织近年来也相应颁布了有关协议和标准以作为指导。IEC61850协议是变电站自动化系统建设的依据。完全符合IEC61850协议的二次和二次数字化设备的研制和产品化是建设智能电网的坚实基础。IEC 61850-5-13规定了变电站内智能电子设备（IED， Intelligent Electronic Device）的同步标准以及电力系统有关参数值的指标，是变电站自动化系统的设计，电子式互感器在线校验系统及IED的性能研制和生产以及电力部门招标必须依据的标准。IEC60044-7/8标准也是电子式互感器在线校验系统制造检测和招标应遵循的标准。我国于2007年1月正式颁布等同于IEC60044-7/8的国家标准GT20840-7/8，并于2007年8月1日起实施。[3]
1）根据国际标准IEC61850-5-13的要求，电子式互感器在线校验系统需为各种智能IED提供高准确度的电流I和电压U，其数据采样率必须≥12000次/s，三相同步时间应为±1μs。[3]，[4]
2）PMU与WAMS的连接 PMU与WAMS的连接应满足IEEE 37.118的准确性标准（1级）并对数据传输使用IEEE 37.118标准。 要求PMU的数据采样率≥12000次/s，测量频率的绝对准确度为± 1 mHz，绝对相角准确度为± 0.02度，时间准确度为 ± 1 μs。数据传输率为50/60 Hz。要达到此要求，提供给PMU和WAMS原始数据的电子式互感器在线校验系统对I、U的测量准确度应小于0.2%, 三相同步时间为± 1 μs，相位移应满足IEC60044－7/8的要求。[3]
3）IEC61850-9-1对以太网物理层传输速率的要求
电子式互感器在线校验系统的综合单元对保护、测量等IED的输出传输速率应与IED的采样率匹配。根据IEC61850-5-13的规定：保护装置IED的采样率为480、960和1920次/s；测量仪表的IED采样率为1500、4000和12000次/s。
IEC61850-9-1规定：电子式电流/电压互感器的综合单元对保护、测量等IED的输出传输速率应与IED的采样率匹配。[3]，[5]
电力二次设备在线监测对坚强智能电网的作用
智能电网的自愈控制是在事故影响电网之前就从本地或局部地区对事故进行处理后，从而达到自愈的效果。由此可见，电力二次设备的在线安全监测装置就是智能电网实现自愈控制的智能代理器最基础部分。电力二次设备的在线安全监测装置最初是为了对二次设备进行常规诊断，后来实现状态检修，以代替传统的计划检修。当然，目前的在线安全监测，还不是实时的在线监测。在此基础上，若状态监测的可信度大大提高，并加快对设备状态的监测频率，就可逐步成为自愈智能电网的智能代理器。这样，当新型的传感器、在线监测装置和执行机构研制出来后就可形成智能代理器，从而加强电网的自适应和重组控制能力。
ZSCPT-120P变频互感器综合特性测试仪
参考标准：GB20840.1，GB20840.2，GB20840.3
ZSCPT-120P变频互感器综合特性测试仪是由本中试控股在广泛听取用户意见、经过大量的市场调研、深入进行理论研究之后研发的新一代的电流、电压互感器测试仪器。装置采用高性能DSP和ARM、先进的制造工艺。用于保护类电流互感器（CT）及电压互感器（PT）多种参数的高精度测量。满足各类CT（如：保护类、计量类、TP类）的励磁特性（即伏安特性）、变比、极性、二次绕组电阻、二次负荷、比差以及角差等测试要求，满足各类PT电磁单元的励磁特性、变比、极性、二次绕组电阻、比差以及角差等测试。可实现一键完成CT直阻、励磁、变比和极性测试功能，自动化程度高、稳定可靠，在国内处于领先水
中试控股始于1986年 ▪ 30多年专业制造 ▪ 国家电网.南方电网.内蒙电网.入围合格供应商
ZSCPT-120P变频互感器综合特性测试仪
ZSCPT-120P变频互感器综合特性测试仪技术特点
1、功能全面，既满足各类CT（如：保护类、计量类、TP类）的励磁特性（即伏安特性）、变比、极性、二次绕组电阻、二次负荷、比差以及角差等测试要求，又可用于各类PT电磁单元的励磁特性、变比、极性、二次绕组电阻、比差以及角差等测试。
2、自动给出拐点电压/电流、10%(5%)误差曲线、准确限值系数（ALF）、仪表保安系数（FS）、二次时间常数(Ts)、剩磁系数(Kr)、饱和及不饱和电感等CT、PT参数。
3、测试满足GB20840.1，GB20840.2 GB20840.3等各类互感器标准，并依照互感器类型和级别自动选择何种标准进行测试。
4、基于先进的低频法测试原理，能应对拐点高达45KV的CT测试。
5、界面友好美观，全中文图形界面。
6、装置可存储2000组测试数据，掉电不丢失。试验完毕后用U盘存入PC机，用软件进行数据分析，并生成WORD报告。
7、测试简单方便，一键完成CT直阻、励磁、变比和极性测试，而且除了负荷测试外，CT其他各项测试都是采用同一种接线方式。
8、易于携带，装置重量<9Kg。
ZSCPT-120P变频互感器综合特性测试仪技术参数
测试用途:保护类CT，保护类PT
输出0~180Vrms，12Arms，18A（峰值）
CT变比测量范围：1~40000，精度： ±0.2%
PT变比测量范围：1~40000，精度： ±0.2%
相位测量精度:±5min
分辨率：0.5min
二次绕组电阻测量:范围0~300Ω,精度:2%±2mΩ
交流负载测量:范围0~1000VA,精度:2%±0.2VA
输入电源电压:AC220V±10%，50Hz
工作环境温度：-10οC~50οC，湿度：≤90%
尺寸、重量:尺寸340mm x 300mm x 150mm重量<9kg
选择右边的开始按钮进行试验。
2.1.3试验结果
试验结果页，界面分别如图2.6。
图2.7 PT直阻、励磁试验接线方
图2.8 PT变比、极性试验接线方式
第二步：同一PT其他绕组开路。
第三步：接通电源，准备参数设置。
2.2.2参数设置
PT的试验参数设置界面如图2.9。
图2.9 PT参数设置界面
参数设置步骤如下：
用旋转鼠标切换光标到要设置的参数位置。
（1）线路号、相别、PT编号、绕组号可输入字母和数字。
（2）额定二次电压 ：电压互感器二次侧的额定电压。
（3）级别：被测绕组的级别，有P、计量等2个选项。
（4）当前温度：测试时绕组温度，一般可输入当时的气温。
（5）额定频率：可选值为：50Hz或60Hz。
（6）最大测试电压：试验时设备输出的最大工频等效电压。
（7）最大测试电流：试验时设备输出的最大交流电流。
第四步：选择右边的开始按钮进行试验。
2.2.3试验结果
试验结果页，如图2.10。
图2.10 P级PT的试验结果界面
对于不同级别的PT和所选的试验项目，试验结果也不同，见表2.5。
表2.5 PT试验结果描述
试验结果 描述 P 计量
电阻 电阻（25℃）
单位：Ω，当前温度下的电阻 有 有
电阻（75℃）
单位：Ω，参考温度下的电阻值，温度可修改 有 有
励磁 拐点电压和拐点电流 单位：分别为V和A，根据标准定义，拐点电压增加10%时，拐点电流增加50%。 有 有
变比 变比 额定负荷或实际负荷下的实际电流比 有 有
匝数比 被测试的二次绕组与一次绕组的实际匝比 有 有
比值差 额定负荷或实际负荷下的电流误差 有 有
相位差 额定负荷或实际负荷下的相位差 有 有
极性 PT一次和二次的极性关系，有同极性/－（减极性）和反极性/+（加极性）两种 有 有
2.3 升流页
用于CT的一次通流，以及变比、极性检查。整个测试需要使用原厂附件-S1型升流器。
图2.7 升流试验界面
2.3.1 参数设置
测试所需的参数如下表：
表2.6 升流测试参数
参数 描述
给定一次电流 需要装置输出的电流，有效值范围：5A~150A
额定一次电流 CT的额定一次电流
额定频率 需要装置输出电压或电流的频率，范围：0~50Hz
通流时间 装置输出电流时间，5～120s
ZSCPT-120P变频互感器综合特性测试仪时功能全面，既满足各类CT（如：保护类、计量类、TP类）的励磁特性（即伏安特性）、变比、极性、二次绕组电阻、二次负荷、比差以及角差等测试要求，又可用于各类PT电磁单元的励磁特性、变比、极性、二次绕组电阻、比差以及角差等测试。
ZSCPT-120P 变频互感器综合特性测试仪
接线方法
参照升流器面板上的接线图。
2.4自测页
自测界面如图2.11。在万用表帮助下，自测功能可用于检查设备是否损坏，测量电路是否正常。
图2.11 自测测试界面
2.4.1 参数设置
自测测试所需的参数如下表：
表2.6 自测测试参数
参数 描述
测试电流 需要装置输出的电流，有效值范围：1mA~5A
测试电压 需要装置输出的电压，有效值范围：1V~100V
测试频率 需要装置输出电压或电流的频率，范围：0~50Hz
测试电流或测试电压设置后，设置测试频率，装置将输出对应频率的电压或电流，并显示检测到的实际电压或电流。在选择电压后，如果负载太小，导致实际电流有效值大于5A，则显示过载信息。在选择电流后，如果负载太大，导致实际测试电压有效值大于100V，则也会显示过载信息。
2.4.2 接线方法
选择电压测试时，将S1短接另一个M1，S2短接另一个M2。用万用表电压档测量S1和S2之间的电压，若与实际电压相符，说明设备能够输出电压且电压测量环节正常。
电流测试时，将电源输出的S1、S2端子短接。电压回测的M1、M2不接。可在输出的S1和S2之间串入万用表电流档，若万用表测量的电流与实际电流相符，说明设备能够正常输出电流且电流测量环节正常。
ZSDW-5A大型地网接地电阻测试仪是大家在做高压电力试验，尤其是在野外进行试验的是，经常需要用到的设备，因此不论是在选择设备，还是在使用设备的时候，都需要格外注意。
功能按钮
2.5.1 参数页功能按钮
(1)．打开报告
报告界面，如图2.12。选择打开某个试验报告，该报告的参数信息和数据会显示到各个页的对应栏目中。
图2.13 保存试验报告界面
(3)．系统工具
系统工具界面，如图2.14。在该界面中可以进行时间校对、系统升级等操作。其中：调试用于出厂调试，升级用于软件界面的升级。
图2.15 帮助界面
（5）打印
用户可以打印当前报告，此报告可做为现场试验的原始记录。
2.5.2 结果页功能按钮
(1)、误差数据
选择误差数据将显示5%和10%误差情况下，额定一次电流倍数与最大负荷之间的关系数据界面，如图2.16。界面中给出的数据是根据实际励磁测试数据计算得到的。计算方法见附录B。
图2.16 5%误差数据界面
(2)、误差曲线
选择误差曲线，将显示10%（或5%）误差情况下，额定一次电流倍数与最大负荷之间的关系曲线界面，如图2.17。界面中横坐标为额定一次电流倍数，纵坐标为允许的最大负荷。
图2.17 10%误差曲线界面
(3)、励磁数据
选择励磁数据将显示励磁数据界面，如图2.18，界面中给出了自动计算出来的拐点电压和拐点电流。
图2.18 励磁数据界面
(4)、励磁曲线
选择励磁曲线将显示励磁曲线界面，如图2.19，界面中给出拐点电压和拐点电流。
图2.19 励磁曲线界面
(5)、比值差表
选择比值差表将显示不同额定电流百分比和不同负荷值情况下被测CT的比值差表，如图2.20：
图2.20 比值差表界面
(6)、相位差表
选择相位差表将显示不同额定电流百分比和不同负荷值情况下被测CT的相位差表如图2.21：
图2.21 相位差表界面
第三章 PC机操作软件使用说明
对于ZSCPT-220P 变频互感器综合特性测试仪的试验报告，可以通过PC机操作软件来完成对试验源数据文件的分析和生成WORD报告。
3.1 界面说明
PC机操作软件界面如图3.1。
如发现上述异常现象，首先应仔细观察，并通过仪表指示等判断引起声音异常或铁芯过热的原因，如果是过负荷引起的应采取降低负荷，至额定值以下并观察其运行。如果是二次回路造成的，则应立即停止运行(或将负荷减小至最低限度)，处理过程中采取必要的安全措施以防止触电。如果因其绝缘破坏造成放电，则应予以更换。
二.电压互感器
故障现象：运行中的电压互感器一次侧熔丝熔断。
(1)由于电压器感器内部发生匝间、层间或相间短路以及一相接地等故障，都有可能造成熔丝熔断。
(2)二次回路故障，也就是互感器二次侧故障时二次侧熔丝选配过大而造成一次侧熔器熔断。
(3)10千伏统一相接地。10千伏系统一相接地时，其他两相的对地电压升高根号三倍，对于Y0/Y0接线的电压互感器，其正常的两相对地电压将变成线电压，由于电压升高引起电流增加，可能会熔断熔丝。
(4)电力系统发生铁磁谐振。近年来来由于配电线路、电缆及用户的大量增加，使10千伏配电系统的电气参数发生了很大变化，逐渐形成了谐振条件，加之有些电压互感器励磁特性不好，因此，铁磁谐振过电压经常发生，电力系统谐振时在电压互感器上将产生过电流，除造成一次侧熔丝断外，还经常导致电压互感器烧毁事故。
分析处理：当发生电压互感器一次侧熔丝熔断后，应当拉开电压互感器隔离开关，并取下二次保险，检查是否熔断，在排除电压互感器本身故障或二次故障后，可重新更换合格熔丝将电压互感器投入运行。
电子式互感器在线校验系统
（1）自愈性智能电网对电子式互感器在线校验系统的要求
自愈性智能电网要求高速和高准确度的PMU，这样才能高准确度进行电网运行参数（如I、δI、U、δU、cosφ、f、 P、 Q ）的测量, 监控电网的运行。目前常规电磁式电流互感器铁芯在电力系统故障状态下的铁芯饱和及磁滞回线，会引起电流测量极其不准确。从而使PMU/ WAMS的测量也不准确，严重威胁现代化电网的安全稳定运行，增加了继保装置的复杂性；抗电磁干扰能力减弱；绝缘技术、体积、质量都随电压等级的升高而越来越大；运输、安装和维护困难；量测受频率影响；变电站占地大，成本高等。为此，有必要研发能克服上述缺点并满足智能电网要求的新型电子式电流互感器。
这种新型电子式电流互感器要求既快速又高度准确，并将为现代化大电网的安全可靠和经济运行提供关键的基础。它也是电力二次、二次设备的完美结合，解决了电网自动化发展的“瓶颈”。现代化大电网的安全稳定控制技术也急需满足要求的电子式互感器在线校验系统的出现。因此电子式互感器在线校验系统不是二般的对电磁式互感器的升级换代，而是现代化大电网安全稳定运行的需求。
电网的安全运行要求电力设备安全可靠。而据统计，电网中的电力设备平均每年有1/3的事故都是因为互感器所致，如雷电季节，打雷或闪电都有可能导致互感器爆炸或燃烧。电子式互感器在线校验系统的使用将大大减少这方面的事故。
电子式互感器在线校验系统是电网二次的重要主设备，它们担负着电网的精确“测量和计量”，以及故障“监测”的作用。要求量测的电网运行参数高度精确；装置本身应具有相当的可靠性。它是为智能电网、数字化继电保护、电网实时PMU、WAMS、电网快速状态估计、电网暂态稳定监控、特高压输电线路的电晕测量、电网实时经济调度、谐波在电网中的应用、电网输电阻塞的缓解（美国）、解决输电走廊问题的分相输电技术、实现准确的故障测距和紧凑型二次智能设备等提供可靠保证。对现代电网运行和设备革命发挥重要的作用。因此，要求它必须具有高准确性、快速数据传输的高性能。
（2）电子式互感器在线校验系统的国际标准和国家标准
国际电工委员会和国内标准化组织近年来也相应颁布了有关协议和标准以作为指导。IEC61850协议是变电站自动化系统建设的依据。完全符合IEC61850协议的二次和二次数字化设备的研制和产品化是建设智能电网的坚实基础。IEC 61850-5-13规定了变电站内智能电子设备（IED， Intelligent Electronic Device）的同步标准以及电力系统有关参数值的指标，是变电站自动化系统的设计，电子式互感器在线校验系统及IED的性能研制和生产以及电力部门招标必须依据的标准。IEC60044-7/8标准也是电子式互感器在线校验系统制造检测和招标应遵循的标准。我国于2007年1月正式颁布等同于IEC60044-7/8的国家标准GT20840-7/8，并于2007年8月1日起实施。[3]
1）根据国际标准IEC61850-5-13的要求，电子式互感器在线校验系统需为各种智能IED提供高准确度的电流I和电压U，其数据采样率必须≥12000次/s，三相同步时间应为±1μs。[3]，[4]
2）PMU与WAMS的连接 PMU与WAMS的连接应满足IEEE 37.118的准确性标准（1级）并对数据传输使用IEEE 37.118标准。 要求PMU的数据采样率≥12000次/s，测量频率的绝对准确度为± 1 mHz，绝对相角准确度为± 0.02度，时间准确度为 ± 1 μs。数据传输率为50/60 Hz。要达到此要求，提供给PMU和WAMS原始数据的电子式互感器在线校验系统对I、U的测量准确度应小于0.2%, 三相同步时间为± 1 μs，相位移应满足IEC60044－7/8的要求。[3]
3）IEC61850-9-1对以太网物理层传输速率的要求
电子式互感器在线校验系统的综合单元对保护、测量等IED的输出传输速率应与IED的采样率匹配。根据IEC61850-5-13的规定：保护装置IED的采样率为480、960和1920次/s；测量仪表的IED采样率为1500、4000和12000次/s。
IEC61850-9-1规定：电子式电流/电压互感器的综合单元对保护、测量等IED的输出传输速率应与IED的采样率匹配。[3]，[5]
电力二次设备在线监测对坚强智能电网的作用
智能电网的自愈控制是在事故影响电网之前就从本地或局部地区对事故进行处理后，从而达到自愈的效果。由此可见，电力二次设备的在线安全监测装置就是智能电网实现自愈控制的智能代理器最基础部分。电力二次设备的在线安全监测装置最初是为了对二次设备进行常规诊断，后来实现状态检修，以代替传统的计划检修。当然，目前的在线安全监测，还不是实时的在线监测。在此基础上，若状态监测的可信度大大提高，并加快对设备状态的监测频率，就可逐步成为自愈智能电网的智能代理器。这样，当新型的传感器、在线监测装置和执行机构研制出来后就可形成智能代理器，从而加强电网的自适应和重组控制能力。
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