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电力技术
35KV变频式电压电流互感器分析实验仪
时间:2023-03-08
中试控股技术研究院鲁工为您讲解: 35KV变频式电压电流互感器分析实验仪
ZSCTP-220P变频互感器综合特性测试仪
参考标准:GB20840.1,GB20840.2,GB20840.3

ZSCTP-220P变频互感器综合特性测试仪精度0.05%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,在国内处于领先水平。

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-220P变频互感器综合特性测试仪精度0.05%功能介绍
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-220P变频互感器综合特性测试仪精度0.05%技术特点
1、低频法测试CT/PT励磁曲线和10%/5%误差曲线
2、电压法测试CT/PT变比、极性,CT角差、比差
3、适用于各类CT/PT的测试(含套管CT、暂态CT、GIS组合CT)
4、自动记录饱和磁滞曲线
5、CT二次外回路负荷
6、支持多通道扩展箱
7、支持150A外接升流器,通流加量、变比验证
8、5.7”图形透反式LCD,阳光下可视
9、采用旋转光电鼠标操作,面板自带打印机
10、装置可存储3000组测试数据,掉电不丢失
11、测试方便,轻小便携,仅重9kg

ZSCPT-220P变频互感器综合特性测试仪精度0.05%技术参数
输出电压:0~180V (RMS)
输出电流:0~12A(RMS),峰值36A
电压测量:准确度±0.05%
CT变比测量范围:1~30000
PT变比测量范围:1~10000
变比测量准确度:±0.05%
相位测量:准确度±2’,分辨率: 0.2’
二次绕组电阻测量:范围 0.1~300Ω,分辨率:0.1mΩ
升流电流输出:0~150A
输入电源电压:AC220V±20%,50HZ
工作条件:温度  -10℃~50℃,  湿度  ≤90%


ZSCPT-220P变频互感器综合特性测试仪精度0.05%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-220P变频互感器综合特性测试仪精度0.05%

互感器的作用是什么?
(1)与测量仪表配合,对线路的电压、电流、电能进行测量,与继电保护装置配合  对电力系统和设备进行保护。
(2)使测量仪表、继电保护装置与线路高压隔离,保证运行人员和二次装置的安全。
(3)将线路电压与电流变换成统一的标准值,以利仪表和继电保护装置的标准化。
电容式电压互感器是如何构成的?
单相油浸式由电容分压器和电磁单元构成,高压电容器可兼作载波耦合电容器使用,只能设计成接地型。分离式的电容器分压器和电磁单元分装成两个独立的整体,两部分仅有电气上的联系,检修方便,结构上比较松散,单柱式的电容分压器迭装在电磁单元之上,结构紧凑,检修比较困难。 
配套用气体绝缘式电磁式电压互感器有什么特点?
配套用气体绝缘式电磁式电压互感器采用SF6气体绝缘,误差稳定,只生产接地型。单相式用于分相全封闭组合电器;三相式由三台单相互感器构成,用于三相共箱全封闭组合电器。
带电子装置的电容式电压互感器有什么特点?
带电子装置的电容式电压互感器由电容分压器和电子放大器构成,高压电容器的电容量很小,电容分压器只输出信号,用于全封闭组合电器。
零序电流互感器的分类及作用是什么?
零序电流互感器有电缆式和母线式之分,与电流继电器或与接地型电压互感器的剩余电压回路和功率方向继电器构成中性点绝缘系统的单相接地保护装置,这种保护装置有选择性,不需要进行选线操作,避免了非故障线路的停电和较长时间的寻找故障的操作过程。
直流互感器有几种?
直流电流互感器实质上是利用安匝相等原理工作的饱和电抗器,直流电压互感器是将直流电流互感器与高压线性电阻串联接至高压直流线路两端,使流经直流电流互感器的电流与电压成正比。直流互感器有油浸式或干式两种:高压直流互感器为油浸式,用于直流输电线路;低压直流互感器为干式,用于测量直流强电流。
配套用气体绝缘式电磁式电压互感器有什么特点?
配套用气体绝缘式电磁式电压互感器采用SF6气体绝缘,误差稳定,只生产接地型。单相式用于分相全封闭组合电器;三相式由三台单相互感器构成,用于三相共箱全封闭组合电器。
电容式电压互感器是如何构成的?
单相油浸式由电容分压器和电磁单元构成,高压电容器可兼作载波耦合电容器使用,只能设计成接地型。分离式的电容器分压器和电磁单元分装成两个独立的整体,两部分仅有电气上的联系,检修方便,结构上比较松散,单柱式的电容分压器迭装在电磁单元之上,结构紧凑,检修比较困难。

ZSCTP-220P变频互感器综合特性测试仪精度0.05%

变压器差动保护用的电流互感器在很大越性短路电流时,其误差超过10%,应采取哪些措施?
①适当增加电流互感器的变比。
②两组电流互感器按相串联使用。
③减小电流互感器二次回路负荷。
④满足灵敏度要求的前提下适当提高保护动作电流。
 电压互感器的额定电压比怎么表示?
额定电压比Kn—Uin/U2n,与变压器的定义是一致的。由于一、二次额定电压已确定,所以额定电压比KN也是一定的。在实际应用中电压互感器的电压比都采用铭牌上标出的一、二次额定电压的比式,用分数形式表示,分子为额定一次电压,分母为额定二次电压。
在带电的电流互感器二次回路上工作时,应采取的安全措施有哪些?
(1)严禁将电流互感器二次侧开路。
(2)短路电流互感器二次侧绕组,必须使用短路片或短路线,短路应妥善可靠,严禁用导线缠绕。
(3)严禁在电流互感器与短路端子之间的回路和导线上进行任何工作。
(4)工作必须认真、谨慎,不得将回路的永久接地点断开。
(5)工作时,必须有专人监护,使用绝缘工具,并站在绝缘垫上。
电压互感器的额定一次电压技术数据有哪些?
电压互感器在规定的使用环境和运行条件下,其主要技术数据的规定为:电压互感器的额定一次电压(kV)与所连接电力系统母线的额定电压应该相同,按我国的标准电压等级可分为0.38、3、6、10、15、20、35、60、l10、154、220、330、350。对三相电压互感器和相间连接用的单相电压互感器,额定一次电压是指电压。对供相地间连接用的三相电压互感器,额定一次电压取上列数值的1√3。
电压互感器的额定二次电压是怎么规定的?
电压互感器的额定二次电压,曾称互感器二次绕组的额定电压。对三相电压互感器和供相间连接用的单相电压互感器,二次电压为100V。对供相地间连接用的单相电压互感器的二次电压为100√3V.
零序电压绕组(IEC称剩余电压绕组)的额定电压,对中性点有效接地(死接地)系统用的电压互感器为10OV,对中性点非有效接地(不死接地)系统用的电压互感器为100√3V。这样选用的目的是使系统发生单相接地时,开口三角端子间出现100V电压。
电压互感器产品型号中把所有的特征均表达出来,由3~4个拼音字母及数字组成,表示出电压互感器的绕组形式、绝缘种类、铁芯结构及使用场所等。字母后面的数字,表示出电压等级(kV)。
    型号中的字母及数字的含义如下:
    第一位:类别(J一电压互感器)o
    第二位:相数和组合方式(D一单相;S一三相;C一串级式)。
    第三位:结构特征(J一油浸式;C-一瓷箱式;Z-一浇注式;G一千式;R-一电容分压式)o
    第四位:结构特征和用途(B一三相带补偿绕组;W--三绕组三相五柱铁芯;J一接地保护)。
    第五位:设计序号(1、2,、3...)
    第六位:额定电压等级(kV)。 




电磁式电压互感器的励磁曲线测量一般用互感器伏安特性测试仪来进行试验,应符合下列要求:



1.用于励磁曲线测量的伏安特性测试仪应为方均根值表,若发生测量结果与出厂试验报告和型式试验报告有较大出入(>30%)时,应核对使用的仪表种类是否正确。


2.一般情况下,励磁曲线测量点为额定电压的20% 、50%、80%、100%和120%。对于中性点直接接地的电压互感器(N端接地),电压等级35kV及以上的电压互感器高测量点为150%。


3.对于额定电压测量点(100%),励磁电流不宜大于其出厂试验报告和型式试验报告的测量值的30%,同批次、同型号、同规格电压互感器此点的励磁电流不宜相差30%。DL/T393-2010


DL/T393-2010关于励磁特性试验的要求如下:


对核心部件或主题进行阶解体性检修之后或计量要求时进行本项目。试验是电压施加在二次端子上,电压波形为标准正弦波,测量点至少包括额定电压的0.2/0.5/0.8/1.0/1.2倍,测量出对应的励磁电流,与出厂值相比应无显著改变;与同批次、同型号、同规格电压互感器相比,彼此差异不应大于30%。DL/T 596-1996


DL/T 596-1996关于空载电流测量需在大修后或必要时进行试验,要求如下:


1.额定电压下,空载电流与出厂数值比较无明显差别。


2.在下列试验电压下,空载电流不应大于最大允许电流:1)中性点非有效解析系统1.9Un/√3;2)中性点接地系统1.5Un/√3。
预防性试验是电力设备运行和维护工作中一个重要环节,是保证电力设备安全运行的有效手段之一。


为了确保电压互感器各项指标均合格,在正式进行投运之前,电力施工单位会对互感器进行预防性试验,这对保证电站安全运行有着重大意义。
一、测量绕组的绝缘电阻
测量绕组绝缘电阻的主要目的是检测其绝缘是否有整体受潮或劣化的现象。测量时一次绕组用2500V兆欧表,二次绕组用1000V或2500V兆欧表,而且非被测绕组应接地。测量时还应考虑空气湿度、套管表面脏污对绕组绝缘电阻的影响。必要时将套管表面屏蔽,以消除表面泄露的影响。温度的变化对绝缘电阻影响很大,测量时应记下准确温度,比便比较。为减小温度的影响,好在绕组温度稳定后进行测试。
二、测量绕组的介质损耗因数tgδ
测量20KV及以上电压互感器一次绕组连同套管的介质损耗因数tgδ,能够灵敏地发现绝缘受潮、劣化及套管损坏等缺陷。由于电压互感器的绝缘方式分为全绝缘和分级绝缘两种,而绝缘方式不同测量方法和接线也不相同,故分别加以叙述。
三、油中溶解气体色谱分析
电压互感器绝缘油中溶解色谱分析对诊断放电性缺陷具有重要作用。其注意值为:总烃100pm;氢150pm;乙炔2ppm。对新投放的电压互感器,其油中不应含有乙炔。可见乙炔含量仍有重要指标。乙炔含量异常,一般由两种情况:一是穿芯螺丝悬浮电位放电,二是绕组绝缘有放电性缺陷。现场实例表明,在三倍频感应耐压试验中,被击穿的电压互感器绝缘油中的乙炔含量一般可达数十ppm。所以当乙炔含量超过注意值时应跟踪试验,对有增长趋势者,应进行其他检查性试验,如局部放电,感应耐压试验等,直至吊芯检查,找出乙炔气体产生的原因。


四,交流耐压试验


电磁式电压互感器的交流耐压试验有两种加压方式。一种是外施工频试验电压的方式,适用于额定电压为35kv及以下的全绝缘电压互感器的交流耐压试验,试验接线和方法与电流互感器的交流耐压试验相同。对于110kv及以上的串级式或分级绝缘式的电压互感器,《规程》推荐采用倍频感应耐压的方式。


五、局部放电试验


根据国家标准《互感器局部放电测量》(GB5583-85)知,对于互感器进行局部放电测量时,加在被试互感器高压端上的预加电压高达其正常运行电压的2倍以上。这对电流互感器来说是允许的。然而对于电磁式电压互感器,在额定频率的额定电压下,铁芯已经开始饱和,对于JCC2-220型互感器,甚至在额定电压的80%以下铁芯就开始饱和。
1.试验原理及方法


电压互感器进行交流感应耐压试验,也即是在互感器低压侧加上约为三倍额定电压。在一次侧感应出相应的高压来进行试验。为了防止铁芯过分饱和,应该提高电源电压的频率,采用150Hz电源进行试验。当频率超过100Hz时,为避免提高频率后对绝缘的考验加重,所以应相应地减少耐压时间,耐压时间t(s)由下式确定


t=60×100/f


用于串级式互感器耐压的150Hz电压发生器,主要有以下几种方法。


2.单相变压器组二次侧开口输出电源


利用三台单相变压器,一次侧接成星形,二次侧接成开口三角形,如图1所示。


由三台单相变压器构成三倍频发生器原理图
图1:由三台单相变压器构成三倍频发生器原理图
当在一次侧加压,使变压器的铁芯过励磁时,由于是星形接法,则一次侧没有三次谐波电流,此时中性点必须悬浮不能接地,否则一次侧有三次谐波电流,会使磁通波形的三次谐波分量减小。由于铁芯中有三次谐波磁通,每相绕组便感应出三次谐波电动势,当励磁电流为正弦波,在铁芯饱和情况下,主磁通的波形是平顶波,这样,在主磁通波中包含了较大的三次谐波,见图2所示。


平顶波磁通产生电动势的波形
图2:平顶波磁通产生电动势的波形
(a)电流波形与磁通波形关系;(b)磁通与电动势关系


3.利用三电感过励磁构成倍频电源


当铁芯电感线圈接成星形,并施以三相电压过励磁时,则在中性点感应出三倍频电动势,其三次谐波产生原理同上所述。因磁通为平顶波,所以可分解为1l、3、5、7次等谐波,当过励磁达1.5倍时,三次谐波分量可达基波的40%。各次谐波在三相电感线圈上产生自感电动势,而正序和负序谐波在中性点之和为零,所以在中性点仅感应出三次以上的零序分量。


三电感过励磁可利用一台15kVA三相自耦调压器反加压构成,原理如图三所示。


由自耦调压器构成三倍频发生器原理图
图3:由自耦调压器构成三倍频发生器原理图
接线时,380V三相电源加到调压器输出端,即可调触头端,开始,调压器输出端调到电压最大位置,输入端开路,合上电源后将输出触点向减小输出电压方向调节,直至铁芯饱和,在中性点产生出150Hz电压。调节时注意监视输入电流的大小。


4.组合变频电源


利用可控硅变频器组合电源进行倍频耐压更为方便,变频电源原理框图见图4。


变频电源原理框图
图4:变频电源原理框图
变频电源的输出频率可从150 -200Hz由编程调节锁定,具有体积小、调压方便等优点。如使用2kW的变频电源,即可满足对110、220kV的互感器进行试验要求。


5.用三相自耦调压器构成倍频发生器进行110KV互感器试验


利用三相自耦调压器过励磁,由中性点输出三倍频电源,其试验接线如图5所示。


自耦调压器倍频发生器原理图
图5:自耦调压器倍频发生器原理图
图5中,试品TV为JCC-110型电压互感器,试验时考虑容升为5%。


试验记录:U1=154V,I1=16.5A,P=-840W,U2=270V。


在按图5进行试验时,TR1选用15kVA三相手动自耦调压器作为过励磁发生器TR2为3~5kVA单相自耦调压器。TR1合电源前,可调端子放置为高电压处,逐渐向低电压调,即增大励磁;TR2的调压端也放置在高电压处,当示波器观测到三次谐波电压时逐渐向低端调,使输出端电压上升。为了避免回路产生谐振,在adxd接2个220V、300W白炽灯,两个灯泡串联连接起阻尼作用,以防止电压过高突然烧坏灯丝使回路无阻尼。


由于过励磁产生的三倍频电源含有较大的5次、9次等高次谐波,因此测量电压的表计应采用峰值电压表。为了改善试验电压波形,有条件时可在三倍频发生器的输出端加接LC串联谐波回路,滤掉250Hz和450Hz谐波,LC值可按下式计算


f=1/2π√LC


LC=(1/2πf)2


选择滤波电容时,不应显著增加回路的无功电流,一般可进取电容值为4~8μF。


为什么要测量电流互感器的伏安特性,怎么测量 
试验目的
电流互感器的伏安特性(又称励磁特性曲线)是指一次开路,二次侧电流与所加电压的关系试验,实际上就是铁芯的磁化曲线试验,因此,伏安特性又称励磁特性曲线。进行这样试验的主要目的主要是检查电流互感器二次绕组是否有层间短路,并为继电保护提供数据。
检查对象   


在继电保护有要求时对P级绕组进行;对0.2、0.5级测量绕组一般不进行此项试验;对TPY级暂态保护绕组,由于其励磁特性曲线饱和点电压一般很高,现场检查时如进行工频试验,则在电压不超过2kV时进行检查性比较,建议创造条件进行降低频率的试验。多抽头的绕组可在使用抽头或最大抽头测量。

 

 

 

 

 

 

 

 

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