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电力技术
剩磁通与饱和磁通比值测量试验仪（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： 剩磁通与饱和磁通比值测量试验仪（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
1.现有CT二次开路保护装置现有CT二次开路保护装置大多都采用过电压保护装置,根据设计分为以下2大类。
（1）电子电路式电子电路式CT二次开路保护装置其内部包括电压测量电路、限压电路、放大电路、逻辑判断电路、执行电路、显示电路、自动上电复位电路、手动复位电路等若干部分组成。当CT的二次侧电压峰值≤360V时,流入CT开路保护装置的每路漏电流≤20μA。它远远小于二次侧满刻度电流5A。因而在正常工作状态下,不影响测量、继电保护装置的工作。在电流互感器开路、副边电压峰值≥360V时,出口继电器接点将CT的相应二次绕组短接,从而消除过电压,同时装置面板上相应的发光二极管点亮,告知运行人员CT的开路信息。
（2）避雷器式氧化锌避雷器利用氧化锌良好的非线性伏安特性,在正常工作电压时流过避雷器的电流极小(微安或毫安级);当过电压作用时,电阻急剧下降,泄放过电压的能量,从而达到过电压保护的效果。实际采用氧化锌阀式避雷器应用效果不好,现场经常发现击穿后短路,影响到测量、计量的正确采样以及保护动作的正确性。
三、设计安装缺点“电子电路式”和“避雷器式”2种CT二次开路保护装置在设计与安装方面都存在着保护死区,这主要与CT开路保护装置CT二次接线位置有关(一般情况下开路装置保护的CT二次接线从开关柜端子排处引线)。若CT开路发生在图1所示的2处(如开关柜端子排CT二次开路保护装置CT二次接线与保护、测控、计量装置之间),这时上述2种CT二次开路保护装置能正常动作,将CT短接,防止高压危及人身、设备安全。
电压互感器(CT)二次开路怎么解决？
四、微机测控一体化保护装置微机测控一体化装置的CT二次开路判断方法不存在“电子电路式”与“避雷器式”所涉及的问题,可以无死区判断CT二次开路。微机测控保护一体化装置有2组不同CT二次绕组采样,可以将保护CT、测量CT同相电流采样值进行比较,不管在何处发生CT二次开路,CT二次开路处有没有电流,只要另一组CT二次采样正常,就能准确判断出CT开路,不存在保护死区。利用微机测控保护一体化装置的CT开路功能,还可以实现保护跳闸,告知检修人员安全处理,减少检修人员在运行中处理CT开路时可能造成的人身触电事故。
五、微机测控一体化保护装置解决方案该装置有2组CT二次采样,分别是保护CT采样、测量CT采样,可以用程序计算出同名相2组CT采样差,就可以判断出CT开路与否以及哪一组开路。该程序还需要考虑以下状况:
1.CT组别准确等级及负荷电流大小影响。
2.一次故障不会误判CT开路,不影响到保护正确动作。保护CT用的是P级,而测量用的是0?5级甚至是0?2级(测量、计量有的地方可能串接公用一组CT二次绕组)。在一次发生比较严重短路故障情况即一次电流较大时(相间短路),保护CT没有饱和,而由于测量CT已经远远大于其额定电流,已经饱和,两者在没有开路的情况下,电流差别很大,有可能会误判CT二次开路。但是由于CT二次开路时电流是减小的(故障时再出现CT二次开路,最终电流也是减小的),相间短路时电流是增大的,也就是突变量增、减不同,可以区分是一次故障还是CT二次开路。
3.保护可以增加该CT二次断线跳闸控制字,以方便运行要求。
CT开路保护装置不但应采用过电压保护装置,还要利用微机测控保护一体化的CT二次开路保护原理,这样才能更全面防止CT二次开路,使系统更加安全可靠运行。
开关柜设计中如何合理选用零序电流互感器？
开关柜设计中如何合理选用零序电流互感器？ 开关柜设计中如何合理选用零序电流互感器，这一困扰开关柜设计人员的难题，在这里通过零序电流互感器特性、分类、选型进一步说明。
开关柜设计中如何合理选用零序电流互感器？
一、零序电流互感器特性及分类
1.零序电流互感器及其特性：
零序电流互感器是用来检测零序电流的，因此可以称之为零序电流过滤器，它的构造与普通穿心式电流互感器相仿，只是它的一次绕组是被保护系统的3个相的导线(3个相的导线一起穿过互感器环形铁心)，二次绕组反应一次系统的零序电流。在中性点不直接接地系统中，零序电流互感器与接地继电器等构成单相接地保护装置。系统正常运行时，通过零序电流互感器一次侧三相电流的矢量和为零。此时零序电流互感器处于非工作状态，当发生单相接地故障(如A相)时。等于B相和C相的对地电容电流的向量和，铁心中出现零序磁通，该磁通在二次绕组感应出电动势，二次电流流过接地继电器使之动作。
简单的说，零序电流互感器在电力系统产生零序接地电流时与继电保护装置或信号装置配合使用，使装置元件动作实现保护或监控功能。
2.零序电流互感器的分类：
按照安装方式的不同，分整体式：如LJ、LJK；开合式：如LXK两类。
按照产品结构的不同，分母线式和电缆式两类。
按照配合保护的不同，分为小电流接地选线装置用、继电器用、微机保护用三类。
二、零序电流互感器的选型：
1.安装方式方面：从检修和安装方面考虑，尽量选用LJK、LXK型开合式的零序电流互感器，拆开时的外形如图
开关柜设计中如何合理选用零序电流互感器？
开关柜设计中如何合理选用零序电流互感器？
2.产品结构方面：根据实际用途相应选用，一般大部分使用的都是电缆式(如LJ、LJK，LXK)。
3.配合保护方面：根据配合使用的保护装置相应选用。根据保护装置的不同，分为以下几种:
l)与小电流接地选线装置配套使用的零序电流互感器小电流接地先线装置本身没有整定值，零序电流只是装置的判据之一，要求零序电流互感器在一次接地电流较小时，和非金属性接地时，零序电流互感器也要有一定的输出，来满足装置启动的门坎值，进行接地选线或进行相应线路跳闸。装置本身的负载阻抗并不大，但需要通过电缆将各个零序电流互感器与装置连接起来，所以电缆的阻抗就是零序电流互感器的主要负载阻抗，这种零序电流互感器的负载阻抗一般为250左右。
2)己有保护整定值时变比选择己有保护定值，变比就很容易选择了。如定值是一次电流80A时保护动作，可选100/5或100/1，其对应的零序二次电流值为4A或0.8A，在零序过流保护二次动作的整定值为0.1一ZoA之内。
3)电阻接地系统(小电流接地系统，一般用于66kV及以下)变比的选择电阻接地系统单相接地时，流过故障点的电流由两个分量组成，一个是电容电流，另一个是中性点电阻电流，两者相差900。故障回路的零序电流等于接地点电流与本线路接地电容电流向量差，即等于所有非故障线路接地电容电流与电阻电流向量和的负值.
据以上的分析，通过零序电流互感器的安装方式、结构形式、配合保护等方面结合电力系统各种运行方式(中性点接地、中性点不接地、电阻接地、消弧线圈接地)来选择相应的零序电流互感器，以达到零序电流互感器和相应保护装置的最佳配合，起到保护电力设备的作用。
在实际的选型中，应尽量选用树脂浇注成型，外形美观、小巧、安装方便、节省安装空间的型式，仔细权衡不同零序电流互感器的比，进一步降低开关柜的设计成本，增加开关柜的市场的竞争力。
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。
1.现有CT二次开路保护装置现有CT二次开路保护装置大多都采用过电压保护装置,根据设计分为以下2大类。
（1）电子电路式电子电路式CT二次开路保护装置其内部包括电压测量电路、限压电路、放大电路、逻辑判断电路、执行电路、显示电路、自动上电复位电路、手动复位电路等若干部分组成。当CT的二次侧电压峰值≤360V时,流入CT开路保护装置的每路漏电流≤20μA。它远远小于二次侧满刻度电流5A。因而在正常工作状态下,不影响测量、继电保护装置的工作。在电流互感器开路、副边电压峰值≥360V时,出口继电器接点将CT的相应二次绕组短接,从而消除过电压,同时装置面板上相应的发光二极管点亮,告知运行人员CT的开路信息。
（2）避雷器式氧化锌避雷器利用氧化锌良好的非线性伏安特性,在正常工作电压时流过避雷器的电流极小(微安或毫安级);当过电压作用时,电阻急剧下降,泄放过电压的能量,从而达到过电压保护的效果。实际采用氧化锌阀式避雷器应用效果不好,现场经常发现击穿后短路,影响到测量、计量的正确采样以及保护动作的正确性。
三、设计安装缺点“电子电路式”和“避雷器式”2种CT二次开路保护装置在设计与安装方面都存在着保护死区,这主要与CT开路保护装置CT二次接线位置有关(一般情况下开路装置保护的CT二次接线从开关柜端子排处引线)。若CT开路发生在图1所示的2处(如开关柜端子排CT二次开路保护装置CT二次接线与保护、测控、计量装置之间),这时上述2种CT二次开路保护装置能正常动作,将CT短接,防止高压危及人身、设备安全。
电压互感器(CT)二次开路怎么解决？
四、微机测控一体化保护装置微机测控一体化装置的CT二次开路判断方法不存在“电子电路式”与“避雷器式”所涉及的问题,可以无死区判断CT二次开路。微机测控保护一体化装置有2组不同CT二次绕组采样,可以将保护CT、测量CT同相电流采样值进行比较,不管在何处发生CT二次开路,CT二次开路处有没有电流,只要另一组CT二次采样正常,就能准确判断出CT开路,不存在保护死区。利用微机测控保护一体化装置的CT开路功能,还可以实现保护跳闸,告知检修人员安全处理,减少检修人员在运行中处理CT开路时可能造成的人身触电事故。
五、微机测控一体化保护装置解决方案该装置有2组CT二次采样,分别是保护CT采样、测量CT采样,可以用程序计算出同名相2组CT采样差,就可以判断出CT开路与否以及哪一组开路。该程序还需要考虑以下状况:
1.CT组别准确等级及负荷电流大小影响。
2.一次故障不会误判CT开路,不影响到保护正确动作。保护CT用的是P级,而测量用的是0?5级甚至是0?2级(测量、计量有的地方可能串接公用一组CT二次绕组)。在一次发生比较严重短路故障情况即一次电流较大时(相间短路),保护CT没有饱和,而由于测量CT已经远远大于其额定电流,已经饱和,两者在没有开路的情况下,电流差别很大,有可能会误判CT二次开路。但是由于CT二次开路时电流是减小的(故障时再出现CT二次开路,最终电流也是减小的),相间短路时电流是增大的,也就是突变量增、减不同,可以区分是一次故障还是CT二次开路。
3.保护可以增加该CT二次断线跳闸控制字,以方便运行要求。
CT开路保护装置不但应采用过电压保护装置,还要利用微机测控保护一体化的CT二次开路保护原理,这样才能更全面防止CT二次开路,使系统更加安全可靠运行。
开关柜设计中如何合理选用零序电流互感器？
开关柜设计中如何合理选用零序电流互感器？ 开关柜设计中如何合理选用零序电流互感器，这一困扰开关柜设计人员的难题，在这里通过零序电流互感器特性、分类、选型进一步说明。
开关柜设计中如何合理选用零序电流互感器？
一、零序电流互感器特性及分类
1.零序电流互感器及其特性：
零序电流互感器是用来检测零序电流的，因此可以称之为零序电流过滤器，它的构造与普通穿心式电流互感器相仿，只是它的一次绕组是被保护系统的3个相的导线(3个相的导线一起穿过互感器环形铁心)，二次绕组反应一次系统的零序电流。在中性点不直接接地系统中，零序电流互感器与接地继电器等构成单相接地保护装置。系统正常运行时，通过零序电流互感器一次侧三相电流的矢量和为零。此时零序电流互感器处于非工作状态，当发生单相接地故障(如A相)时。等于B相和C相的对地电容电流的向量和，铁心中出现零序磁通，该磁通在二次绕组感应出电动势，二次电流流过接地继电器使之动作。
简单的说，零序电流互感器在电力系统产生零序接地电流时与继电保护装置或信号装置配合使用，使装置元件动作实现保护或监控功能。
2.零序电流互感器的分类：
按照安装方式的不同，分整体式：如LJ、LJK；开合式：如LXK两类。
按照产品结构的不同，分母线式和电缆式两类。
按照配合保护的不同，分为小电流接地选线装置用、继电器用、微机保护用三类。
二、零序电流互感器的选型：
1.安装方式方面：从检修和安装方面考虑，尽量选用LJK、LXK型开合式的零序电流互感器，拆开时的外形如图
开关柜设计中如何合理选用零序电流互感器？
开关柜设计中如何合理选用零序电流互感器？
2.产品结构方面：根据实际用途相应选用，一般大部分使用的都是电缆式(如LJ、LJK，LXK)。
3.配合保护方面：根据配合使用的保护装置相应选用。根据保护装置的不同，分为以下几种:
l)与小电流接地选线装置配套使用的零序电流互感器小电流接地先线装置本身没有整定值，零序电流只是装置的判据之一，要求零序电流互感器在一次接地电流较小时，和非金属性接地时，零序电流互感器也要有一定的输出，来满足装置启动的门坎值，进行接地选线或进行相应线路跳闸。装置本身的负载阻抗并不大，但需要通过电缆将各个零序电流互感器与装置连接起来，所以电缆的阻抗就是零序电流互感器的主要负载阻抗，这种零序电流互感器的负载阻抗一般为250左右。
2)己有保护整定值时变比选择己有保护定值，变比就很容易选择了。如定值是一次电流80A时保护动作，可选100/5或100/1，其对应的零序二次电流值为4A或0.8A，在零序过流保护二次动作的整定值为0.1一ZoA之内。
3)电阻接地系统(小电流接地系统，一般用于66kV及以下)变比的选择电阻接地系统单相接地时，流过故障点的电流由两个分量组成，一个是电容电流，另一个是中性点电阻电流，两者相差900。故障回路的零序电流等于接地点电流与本线路接地电容电流向量差，即等于所有非故障线路接地电容电流与电阻电流向量和的负值.
据以上的分析，通过零序电流互感器的安装方式、结构形式、配合保护等方面结合电力系统各种运行方式(中性点接地、中性点不接地、电阻接地、消弧线圈接地)来选择相应的零序电流互感器，以达到零序电流互感器和相应保护装置的最佳配合，起到保护电力设备的作用。
在实际的选型中，应尽量选用树脂浇注成型，外形美观、小巧、安装方便、节省安装空间的型式，仔细权衡不同零序电流互感器的比，进一步降低开关柜的设计成本，增加开关柜的市场的竞争力。
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