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电力技术
保护类互感器励磁特性仪
时间：2023-03-09
中试控股技术研究院鲁工为您讲解： 保护类互感器励磁特性仪
ZSCTP-220P变频互感器综合特性测试仪
参考标准：GB20840.1，GB20840.2，GB20840.3
主要缺点：
●人工操作，速度慢
●测量精度差不高
●由于人工直接调节，操作安全性极差
●直接产生大电压电流进行测量，采用大调压升压器和升流器，因而笨拙粗重。
2、第二代仪器：全自动型，自动升压法测试CT伏安特性，自动升流法测试CT变比极性
微处理器控制的全自动型测试装置。内置步进电机控制的全自动升压器产生电压，自动测量、描绘伏安特性曲线，计算10%误差曲线；内置自动升流器测量CT变比、极性。测试原理见下图。
主要特点：
●全自动测试：可以自动完成对CT的伏安特性、变比、极性、二次负载、10%误差曲线的测试，简化了试验接线，测试效率高。
●较高精度测量：消除人工读数及手动处理所带来的测量误差。
●安全性高：接线简单，测试过程全自动，不需人工接触，保证很高的安全性。
●测量结果的自动处理：实时显示测试数据并描绘曲线，计算拐点，自动存储和打印，上传电脑存档等。
主要缺点：
●仍属于工频直接测量法，需要产生高电压和大电流进行测试
●由于使用大调压升压器和升流器，体积重量大
●由于需测量的电压和电流范围宽，因而测量精度无法做到很高，因此只能用来测试保护型CT，无法测试测量型CT
典型代表：ZSFA-Ⅳ CT伏安变比极性综合测试仪
3、第三代仪器： 低频法测试伏安特性，电压法测试变比和极性，可以涵盖保护CT和计量CT的完整通用测试
低频法测试伏安特性的原理：在CT的励磁电感相同的情况下，励磁阻抗值与频率成正比。因此，要使励磁电感达到相同饱和，所施加电压的频率越低则电压的幅值越低，这就是低频法测试伏安特性的基本原理。低频法测量可以降低所加电压幅值（即降低所加电压的功率），从而实现体积小重量轻，并且测量精度大大提高，既可用于保护CT的伏安特性也可用于计量CT的比差角差测量。该法可以实现对所有CT的全面完整测试。
电压法测量变比的原理：在CT二次绕组上施加交流电压，在原方将会产生感应电压，二次绕组铁心上的交流电压与一次侧感应电压幅值之比理论上等于匝比，与在一次侧通大电流的直接法相比，这种变比测试方法不需要大电流，具有测试设备容量小、安全可靠等特点。这种CT变比测试方法也被称为间接法。
主要特点：
●功能全面：可用于各种型号CT（含TP类）的伏安特性、10%误差曲线、变比、相位、极性、二次绕组电阻、二次回路负荷、比差以及角差以及在不同工作电流、不同负载情况下的比差、角差等稳态或暂态特性测试
●测量校核各种型号的CT，包括保护CT、计量CT、TP级暂态CT、励磁饱和电压达到30KV的CT、变压器套管CT
●覆盖从保护CT、计量CT的全面通用测试，包括TP级暂态CT、饱和电压高达数万伏的CT、变压器套管CT等。这是工频直接法无法比拟的技术和应用优势
●高精度测量：由于测量电压范围小，可以实现高测量精度，精度达0.05%
●仅需输出较小电压和功率，因而体积小，重量轻，轻小便携
●测量结果的自动处理：实时显示测试数据并描绘曲线，自动存储和打印。并可上传电脑管理和存档。
主要缺点：
●由于采用直接法测量，不输出大电流，因而不能作为大电流源顺便供现场输出大电流使用
有些类型的仪器并无高精度测量功能，因而主要只能用于保护CT的伏安特性和变比极性等的较简单测试，无法用于比差、角差测试，更无法用于计量CT的测试
典型代表： ZSCT-300 CT 参数分析仪
三、变频测量法的基本原理
CT伏安特性测量的原理电路如下图：CT一次侧开路，从二次侧施加电压，测量所加电压V与输入电流I的关系曲线。此曲线近似CT的励磁电势E与励磁电流I的关系曲线。
设CT励磁绕组在某一励磁电流I时的激磁电感为L，激磁阻抗为Z，则：
V = I?Z
电感L与阻抗Z之间具有下述关系：
Z = ω?L = 2 π f L
则：V= I?2 π f L
由公式中可见在某一激磁电感L时所加电压V与频率f成正比关系。
假设当f = 50Hz时，为达到励磁电流Ix，所需施加的电压Vx为2000V
Vx = I?2 π f L= Ix?2 π f L = 2000V，
若施加不同频率：
f = 50Hz，Vx ＝ 2000V
f = 5Hz， Vx ≌ 200V
f = 0.5Hz，Vx ≌ 20V
由此可见需要使CT进入相同饱和程度，施加较低频率信号所需电压可以大幅度降低这就是变频法的基本原理。
在此必须严格注意，所需电压并非与频率呈线性比例关系，并非随着频率等比例降低，需要严格按照互感器的精确数学模型进行完整的理论计算。
（1）三相电压指示不平衡：一相降低（可为零），另两相正常，线电压不正常，或伴有声、光信号，可能是互感器高压或低压熔断器熔断；
（2）中性点非有效接地系统，三相电压指示不平衡：一相降低（可为零），另两相升高（可达线电压）或指针摆动，可能是单相接地故障或基频谐振，如三相电压同时升高，并超过线电压（指针可摆到头），则可能是分频或高频谐振；
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%）
电流互感器二次回路两点接地对继电保护装置的影响
电流二次回路两点接地的影响电力系统的安全运行的一个非常重要的保证就是公共回路。在电力系统的日常运行过程中，根据相关规定，电流互感器公共回路的一个电气连接必须要具备一个可靠的接地点，这样才能够对人员的人身安全和二次设备的安全进行保证。与此同时，还要求二次回路只能有一点接地，这样才能够保证继电保护和自动装置的正确工作。但是在变电站实际运行中，公共回路连接比较多的设备，并且能够延伸的范围也是比较广的，经常会出现连接错误的现象，导致在一个电气连接的二次回路中出现两点接地的现象，绝缘损坏是导致该现象的主要原因之一，因为电流二次回路大部分在室外，所以绝缘损坏发生的可能性非常大。当系统发生故障，地电网各点间有电流差时，将会有电流从两个接地点间流过，在电流二次回路产生电流下降，就会导致电流二次电压的准确性受到影响，导致电流二次回路两点接地的现象，最终导致大面积的停电事故。为了对接地的可靠性进行保证，严禁将电流互感器中的中性线与有可能断开的开关或者接触器进行连接，从而避免电压互 感器二次回路两点的电位差经两中线与控制室形成闭合回路的现象，在每根中性线上产生附加的电位差，影响保搞装置的正确动作。
●人工操作，速度慢
●测量精度差不高
●由于人工直接调节，操作安全性极差
●直接产生大电压电流进行测量，采用大调压升压器和升流器，因而笨拙粗重。
2、第二代仪器：全自动型，自动升压法测试CT伏安特性，自动升流法测试CT变比极性
微处理器控制的全自动型测试装置。内置步进电机控制的全自动升压器产生电压，自动测量、描绘伏安特性曲线，计算10%误差曲线；内置自动升流器测量CT变比、极性。测试原理见下图。
主要特点：
●全自动测试：可以自动完成对CT的伏安特性、变比、极性、二次负载、10%误差曲线的测试，简化了试验接线，测试效率高。
●较高精度测量：消除人工读数及手动处理所带来的测量误差。
●安全性高：接线简单，测试过程全自动，不需人工接触，保证很高的安全性。
●测量结果的自动处理：实时显示测试数据并描绘曲线，计算拐点，自动存储和打印，上传电脑存档等。
主要缺点：
●仍属于工频直接测量法，需要产生高电压和大电流进行测试
●由于使用大调压升压器和升流器，体积重量大
●由于需测量的电压和电流范围宽，因而测量精度无法做到很高，因此只能用来测试保护型CT，无法测试测量型CT
典型代表：ZSFA-Ⅳ CT伏安变比极性综合测试仪
3、第三代仪器： 低频法测试伏安特性，电压法测试变比和极性，可以涵盖保护CT和计量CT的完整通用测试
低频法测试伏安特性的原理：在CT的励磁电感相同的情况下，励磁阻抗值与频率成正比。因此，要使励磁电感达到相同饱和，所施加电压的频率越低则电压的幅值越低，这就是低频法测试伏安特性的基本原理。低频法测量可以降低所加电压幅值（即降低所加电压的功率），从而实现体积小重量轻，并且测量精度大大提高，既可用于保护CT的伏安特性也可用于计量CT的比差角差测量。该法可以实现对所有CT的全面完整测试。
电压法测量变比的原理：在CT二次绕组上施加交流电压，在原方将会产生感应电压，二次绕组铁心上的交流电压与一次侧感应电压幅值之比理论上等于匝比，与在一次侧通大电流的直接法相比，这种变比测试方法不需要大电流，具有测试设备容量小、安全可靠等特点。这种CT变比测试方法也被称为间接法。
主要特点：
●功能全面：可用于各种型号CT（含TP类）的伏安特性、10%误差曲线、变比、相位、极性、二次绕组电阻、二次回路负荷、比差以及角差以及在不同工作电流、不同负载情况下的比差、角差等稳态或暂态特性测试
●测量校核各种型号的CT，包括保护CT、计量CT、TP级暂态CT、励磁饱和电压达到30KV的CT、变压器套管CT
●覆盖从保护CT、计量CT的全面通用测试，包括TP级暂态CT、饱和电压高达数万伏的CT、变压器套管CT等。这是工频直接法无法比拟的技术和应用优势
●高精度测量：由于测量电压范围小，可以实现高测量精度，精度达0.05%
●仅需输出较小电压和功率，因而体积小，重量轻，轻小便携
●测量结果的自动处理：实时显示测试数据并描绘曲线，自动存储和打印。并可上传电脑管理和存档。
主要缺点：
●由于采用直接法测量，不输出大电流，因而不能作为大电流源顺便供现场输出大电流使用
有些类型的仪器并无高精度测量功能，因而主要只能用于保护CT的伏安特性和变比极性等的较简单测试，无法用于比差、角差测试，更无法用于计量CT的测试
典型代表： ZSCT-300 CT 参数分析仪
三、变频测量法的基本原理
CT伏安特性测量的原理电路如下图：CT一次侧开路，从二次侧施加电压，测量所加电压V与输入电流I的关系曲线。此曲线近似CT的励磁电势E与励磁电流I的关系曲线。
设CT励磁绕组在某一励磁电流I时的激磁电感为L，激磁阻抗为Z，则：
V = I?Z
电感L与阻抗Z之间具有下述关系：
Z = ω?L = 2 π f L
则：V= I?2 π f L
由公式中可见在某一激磁电感L时所加电压V与频率f成正比关系。
假设当f = 50Hz时，为达到励磁电流Ix，所需施加的电压Vx为2000V
Vx = I?2 π f L= Ix?2 π f L = 2000V，
若施加不同频率：
f = 50Hz，Vx ＝ 2000V
f = 5Hz， Vx ≌ 200V
f = 0.5Hz，Vx ≌ 20V
由此可见需要使CT进入相同饱和程度，施加较低频率信号所需电压可以大幅度降低这就是变频法的基本原理。
在此必须严格注意，所需电压并非与频率呈线性比例关系，并非随着频率等比例降低，需要严格按照互感器的精确数学模型进行完整的理论计算。
（1）三相电压指示不平衡：一相降低（可为零），另两相正常，线电压不正常，或伴有声、光信号，可能是互感器高压或低压熔断器熔断；
（2）中性点非有效接地系统，三相电压指示不平衡：一相降低（可为零），另两相升高（可达线电压）或指针摆动，可能是单相接地故障或基频谐振，如三相电压同时升高，并超过线电压（指针可摆到头），则可能是分频或高频谐振；
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