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HDHG-1000变频式互感器伏安特性测试仪低频法测试原理

时间:2019-1-13阅读:552
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IEC60044-6标准(对应国家标准GB16847-1977)声称,CT的测试可以在比额定频率低的情况下进行,避免绕组和二次端子承受不能容许的电压。

HDHG-1000变频式互感器伏安特性测试仪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 = 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数学模型进行完整的理论计算。

 B. 10%误差曲线计算和应用方法

电流互感器的误差主要是由于励磁电流的存在,它使二次电流与换算到二次侧后的一次电流不但在数值上不相等,而且相位也不相同,这就造成了电流互感器的误差。

电流互感器的比值差定义为:

                         (B.1)

继电保护要求电流互感器的一次电流等于大短路电流时,其比值差小于或等于10%。在比值差等于10%时,二次电流、与换算到二次侧后的一次电流以及励磁电流之间满足下述关系:

                                                          (B.2)

                                                            (B.3)

       定义M为一次侧大短路电流倍数,K为电流互感器的变比,则有

                             (B.4)

其中:为一次侧大短路电流

为一次侧额定电流

为二次侧额定电流

10%比值差时,允许的大负荷阻抗的计算公式为:

                                 (B.5)

式中:为电流互感器二次绕组阻抗

为电流互感器二次绕组感应电动势,和的关系由励磁特性曲线描述。

根据上述算式,后可以得到用大短路电流倍数和允许的大负荷阻抗描述的10%误差曲线(见图2.29)。

HDHG-1000变频式互感器伏安特性测试仪10%误差曲线的应用方法:

得出某一CT的10%误差曲线后,还必须查阅流经该CT的大短路电流和该CT二次侧所带回路的阻抗。大短路电流往往在整定计算时得出,是该CT所在线路的大运行方式下严重短路时的短路电流,大电流倍数(额定电流)。二次回路阻抗可以用CTP装置测量得到。

得到和后查阅10%误差曲线,若点(,)在曲线下方,则满足要求,说明在严重短路情况下CT的电流变换误差小于10%。否则将大于10%。

HDHG-1000变频式互感器伏安特性测试仪用于各种CT的实际接线方式

用于CT测试的基本接线步骤(参见图C.1)如下:

(1)用4mm2线将测试仪左侧的接地端子连接到保护地。

(2)连接CT一次侧的一个端子和二次侧的一个端子到保护地。

(3)确保CT的其他端子全部从输电线上断开,其他绕组全部开路。

(4)用2.5mm2红线和黑线将CT的二次侧连接到测试仪“Output”S1和S2插孔,用1.2mm2黄线和黑线将CT的二次侧连接到测试仪“Sec”的S1和S2插孔,注意两根黑线连在CT二次侧已接保护地的同一端子上。

(5)用1.2mm2绿线和黑线将CT的一次侧连接到测试仪的“Prim”的P1和P2端子上,P2通过黑线与CT一次侧连接到保护地的那个端子相连。

(6)检查接线无误,开始测试。

图C.1  典型接线方式

1.测试仪在三角形接法变压器上进行CT测试的接线方式如图C.2所示。

图C.2  测试仪在三角形接法变压器上进行测试时的接线方式

2.测试仪进行变压器套管CT测试时的接线方式如图C.3所示。

注意:一次端子H1不能接地,否则一次侧都接地了,则测试仪不能获取正确结果。

图C.3  测试仪对变压器上套管CT进行测试时的接线方式

4.测试仪在对GIS(SF6)开关上的CT测试时的接线方式如图C.4所示。

注意:断开与母线连接的所有开关,合上接地刀闸。

图C.4  测试仪对GIS(SF6)开关上的CT测试时的接线方式

D. 四端法接线的测量原理

施加输出一个电压源信号Vs到一个阻抗R上,将产生一电流I,如图D.1。

图D.1                                 图D.2                                                      图D.3

若需测量该阻抗值,需测量该阻抗上的电压V:

                   

由于从电压源到被测阻抗有一段导线,导线有电阻r,导致V=Vs,所以若要测量阻抗R,不可以简单地用电源电压Vs代替V。

阻抗R的测量电路应采用图D.2 的接线方法,测量电压的电压表必须单独用导线从R两端连线才能测量R的电压值V。因R两端是采用4根导线接线,故称为4端法接线。图D.3的接线方法是错误的。

采用CTP测量互感器的电阻、变比、励磁时,需采用4端法接线,如图D.4。

                                                    图D.4

四端法接线必须注意被测绕组的端子接法。图D.5的接法是正确接法,图D.6、7均是错误接法

 

技术参数

 

HDHG-1000

测试用途

CT, PT

输出

0~180Vrms,12Arms,36A(峰值)

电压测量精度

±0.1%

CT变比

测量

范围

1~40000

精度

±0.05%

PT变比

测量

范围

1~40000

精度

±0.05%

相位测量

精度

±2min

分辨率

0.5min

二次绕组电阻测量

范围

0~300Ω

精度

0.2%±2mΩ

交流负载测量

范围

0~1000VA

精度

0.2%±0.02VA

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365 mm×290 mm×153mm      重量<10kg

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