电流互感器变比的测试方法
电流互感器铁芯内的交变磁通是由一次绕组线圈内的电流所产生,一次主磁通在二次线圈中感应出二次电动势,进而产生二次电流。一、二次绕组线圈的匝数比就是电流互感器变比。
《继电保护及电网安全自动装置检验条例》规定,只有证实电流互感器的变比、容量、准确度级符合设计要求后,才允许在现场安装,竣工后由继电保护试验人员 自电流互感器的一次侧通入大电流,检查工作抽头的变比是否正确。而且,在更换电流互感器绕组后,工作人员也应进行变比检查测试。因此,对电流互感器进行变 比检查测试,尤其是对新投运的电流互感器进行测试,目前已成为继电保护试验人员的重要工作之一。
两种常用测试方法
电流互感器变比的误差和准确度级测试由制造厂在出厂时完成。因此,在电流互感器变比进行现场测试时,可以不考虑电流互感器变比误差的影响因素而直接重点测试一、二次线圈的匝数比。
由电路原理我们可以知道:电力设备一、二次线圈的匝数比与电压成正比,与电流成反比,即匝数比越大,通过的电压越大,而通过的电流越小。所以,通过测试电流互感器的一、二次电压比或电流比,就可以得出电流互感器的匝数比。因此,常用的测试方法,分别是电压法和电流法。
电流法的试验原理和特点。利用电流法测试电流互感器变比时,需要将大电流发生器、由穿芯式电流互感器组成的降流电流表以及电流表等组成接线回路。其中,降流电流表测试电流互感器的一次电流,电流表则测试二次电流。
电流法的优点在于,它所构成的测试回路真实地模拟了电流互感器的实际运行状况,是一种较为准确的试验方法。
电压法的试验原理和特点。利用电压法测试电流互感器变比时,需要用电压源、电压表和毫伏表构成测试回路。其中,电压表用来测试电流互感器的二次电压,毫伏表用来测试电流互感器的一次电压。
用电压法测试电流互感器变比时,测试回路的一次线圈处于开路状态,铁芯磁密很大,极易饱和;若电压源输出稍微增加一点,励磁电流则增大很多。
电压法的优点是试验设备重量轻,非常适宜现场试验,可以大大减轻测试人员的劳动强度。只需要一只单相调压器、精度较高的电压表、毫伏表即可。
一般来说,变比较小且二次额定电流为5安的电流互感器的二次线圈电阻和漏抗一般都很小;变比较大且二次额定电流为1安的电流互感器的二次线圈电阻和漏抗 则稍大一些。利用电压法,无论是上述哪一种情况,只要在试验过程中控制励磁电流的大小,在一般情况下都能满足现场测试的精度要求。
两种测试方法对比
为了验证两种测试方法的优劣性,江苏宿迁供电公司在110千伏沭阳庙头变电站,曾采用两种方法测试了三台LB7-110W2型油浸式电流互感器。
这三台电流互感器应用电压法测试后,所得结果如下:电流互感器的二次线圈电阻和漏抗约为2欧,二次线圈施加电压60伏,一次线圈测得电压0.5伏。此 时,测得二次线圈激磁电流约为10毫安,引起测试误差的电压大小约为20毫伏。20毫伏与60伏的施加电压相比,显然微不足道。从上述分析可知,电压法测 试电流互感器变比时只要限制励磁电流为毫安级,就可以保证测试精度。
上述三台电流互感器运用电流法测试后,测得一次侧通过电流为240 安,二次侧通过电流为2安。经过计算,测试误差同样较小,结果也较为准确。但是,随着电力系统容量的不断增大,电流互感器的一次电流也大幅增大,在实际运 行中,从一次侧施加的电流甚至超过数千安培。而在利用电流法进行测试时,大电流发生器几乎不可能将其电流升至数百安培以上。减小试验电流的结果,则会增大 试验误差,从而使得试验结果不准确。
综上所述,电流法测试电流互感器变比,比较真实地模拟了电流互感器的实际工作情形,其测试结果较为准确。但现场测试用仪器体积庞大、笨重,对于大容量的电流互感器变比测试较为困难,若过多地降低一次电流,则会使测试结果的误差大大增加。
电压法测试电流互感器变比可以很好地替代电流法,所需仪器重量轻,只要方法得当可以很好地控制误差范围、满足现场测试的要求,是一种简便、轻巧、精度较为可靠的现场测试方法。