互感器校驗(yàn)裝置測試電流互感器方法介紹
全自動(dòng)互感器校驗(yàn)裝置主要用于CT、PT電流互感器及電壓互感器的批量誤差校驗(yàn)?；ジ衅餍ｒ?yàn)裝置由互感器校驗(yàn)儀、電壓電流負(fù)荷箱、電子源控制柜、12臺(tái)位互感器測試臺(tái)等幾部分組成。操作人員可通過計(jì)算機(jī)上的互感器誤差校驗(yàn)管理軟件，設(shè)定被檢互感器類型、量程、準(zhǔn)確度等級(jí)、二次負(fù)荷、功率因數(shù)、被測互感器臺(tái)位等主要參數(shù)，通過RS485傳輸和控制，一次升流即可完成12只同變比電流互感器的測量工作，全程試驗(yàn)時(shí)間僅需3～5分鐘，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的極速校驗(yàn)功能，大大提高了工作效率。
由電流互感器的等值電路及相量圖可以得出，由于激磁電流I0的存在，使實(shí)際的一次電流I1與旋轉(zhuǎn)180°并折算到一次側(cè)的二次電流－I2在數(shù)值上與相位上都不相同，因而存在比值差和相位差，其中比值差用式f=（KNI2－I1）/I1計(jì)算。KN為額定電流比，I1和I2為實(shí)際一次及二次電流有效值。另外還把旋轉(zhuǎn)180°后的二次電流相量－I2與一次電流相量I1之間的相位之差，稱為相位差，用δ表示，單位為分或厘弧度。如果－I2超前I1相位差為正；如滯后，則相位差為負(fù)，互感器的誤差還可以用復(fù)數(shù)符號(hào)表示，記為K＝I1/I2及ε＝f+jδ，δ以弧度作單位。在計(jì)算測量結(jié)果的綜合誤差時(shí)，復(fù)數(shù)符號(hào)法是十分有用的工具。根據(jù)電流互感器誤差的定義，電流互感器的比值差就是誤差電流I0在I1相量上的投影與I1之比，相位差就是δ角。由于δ角很小，它與ψ及α角相比可以忽略。因此I0與I1的夾角可認(rèn)為是90°-ψ-α，并且δ角的弧度值可以用δ角的正弦函數(shù)值代替，zui后得到:
f=-(100I0/I1)sin(ψ+α) （%） （圖1）
δ=(3438I0/I1)cos(ψ+α)（ˊ） （圖2）
上述式子表明，電流互感器的比值差，相位差與激磁電流I0和I1的比值及ψ角大小有關(guān)，也與二次回路阻抗角α的大小有關(guān)。
圖1 電流互感器的電流特性曲線圖
電流互感器的誤差與一次電流的關(guān)系稱為電流特性，如圖1所示。在小電流區(qū)，由于鐵芯磁密低（數(shù)十毫特），I0/I1的值比較大，ψ角比較小（30°-40°），比值差偏負(fù)，相位差偏正。隨著一次電流增加，鐵芯磁密增加（數(shù)百毫特），此時(shí)I0/I1減少，ψ角變大（50°－60°），比差向正方向變化，角差向負(fù)方向變化。
圖2 電流互感器的負(fù)荷特性曲線圖
互感器校驗(yàn)裝置的電流互感器誤差與二次負(fù)荷的關(guān)系稱為負(fù)荷特性。曲型的負(fù)荷特性曲線如圖2所示，隨著二次負(fù)荷的增加，I0/I的值也增加電流互感器的比差向負(fù)方向變化，角差向正方向變化。當(dāng)二次負(fù)荷的功率因數(shù)減少時(shí)，隨著δ角增加，電流互感器的比差和角差都向負(fù)方向變化。
圖3 電流互感器的誤差測量檢定接線圖
電流互感器可以認(rèn)為是用電流源激勵(lì)的電力設(shè)備，它的輸出電壓取決于二次負(fù)荷的大小。因此，使用中的電流互感器不允許二次側(cè)開路，如果二次線圈開路，一次電流I1變成激磁電流，其數(shù)值比正常時(shí)的I0增加數(shù)百倍，鐵芯中的磁通Φ0由正常時(shí)的數(shù)十毫特斯拉劇增到飽和時(shí)的1.4到1.8特斯拉，感應(yīng)電壓峰值可達(dá)幾千伏，危及設(shè)備與人身安全。另外，磁密太高會(huì)使鐵芯嚴(yán)重發(fā)熱，互感器容易燒壞，同時(shí)鐵芯還容易產(chǎn)生剩磁，造成電流互感器超差。互感器校驗(yàn)裝置的電流互感器鐵芯如果有剩磁，其平均磁化曲線就不再過原點(diǎn)，這時(shí)產(chǎn)生諧波失真，使比值差向負(fù)方向變化，相位差的變化方向與鐵芯磁特性有關(guān)。通常情況下，鐵鎳合金鐵芯向負(fù)方向變化，硅鋼片鐵芯向正方向變化。
信息整理：互感器特性綜合測試儀專業(yè)生產(chǎn)廠家揚(yáng)州拓普電氣科技有限公司
由電流互感器的等值電路及相量圖可以得出，由于激磁電流I0的存在，使實(shí)際的一次電流I1與旋轉(zhuǎn)180°并折算到一次側(cè)的二次電流－I2在數(shù)值上與相位上都不相同，因而存在比值差和相位差，其中比值差用式f=（KNI2－I1）/I1計(jì)算。KN為額定電流比，I1和I2為實(shí)際一次及二次電流有效值。另外還把旋轉(zhuǎn)180°后的二次電流相量－I2與一次電流相量I1之間的相位之差，稱為相位差，用δ表示，單位為分或厘弧度。如果－I2超前I1相位差為正；如滯后，則相位差為負(fù)，互感器的誤差還可以用復(fù)數(shù)符號(hào)表示，記為K＝I1/I2及ε＝f+jδ，δ以弧度作單位。在計(jì)算測量結(jié)果的綜合誤差時(shí)，復(fù)數(shù)符號(hào)法是十分有用的工具。根據(jù)電流互感器誤差的定義，電流互感器的比值差就是誤差電流I0在I1相量上的投影與I1之比，相位差就是δ角。由于δ角很小，它與ψ及α角相比可以忽略。因此I0與I1的夾角可認(rèn)為是90°-ψ-α，并且δ角的弧度值可以用δ角的正弦函數(shù)值代替，zui后得到:
f=-(100I0/I1)sin(ψ+α) （%） （圖1）
δ=(3438I0/I1)cos(ψ+α)（ˊ） （圖2）
上述式子表明，電流互感器的比值差，相位差與激磁電流I0和I1的比值及ψ角大小有關(guān)，也與二次回路阻抗角α的大小有關(guān)。
圖1 電流互感器的電流特性曲線圖
電流互感器的誤差與一次電流的關(guān)系稱為電流特性，如圖1所示。在小電流區(qū)，由于鐵芯磁密低（數(shù)十毫特），I0/I1的值比較大，ψ角比較小（30°-40°），比值差偏負(fù)，相位差偏正。隨著一次電流增加，鐵芯磁密增加（數(shù)百毫特），此時(shí)I0/I1減少，ψ角變大（50°－60°），比差向正方向變化，角差向負(fù)方向變化。
圖2 電流互感器的負(fù)荷特性曲線圖
互感器校驗(yàn)裝置的電流互感器誤差與二次負(fù)荷的關(guān)系稱為負(fù)荷特性。曲型的負(fù)荷特性曲線如圖2所示，隨著二次負(fù)荷的增加，I0/I的值也增加電流互感器的比差向負(fù)方向變化，角差向正方向變化。當(dāng)二次負(fù)荷的功率因數(shù)減少時(shí)，隨著δ角增加，電流互感器的比差和角差都向負(fù)方向變化。
圖3 電流互感器的誤差測量檢定接線圖
電流互感器可以認(rèn)為是用電流源激勵(lì)的電力設(shè)備，它的輸出電壓取決于二次負(fù)荷的大小。因此，使用中的電流互感器不允許二次側(cè)開路，如果二次線圈開路，一次電流I1變成激磁電流，其數(shù)值比正常時(shí)的I0增加數(shù)百倍，鐵芯中的磁通Φ0由正常時(shí)的數(shù)十毫特斯拉劇增到飽和時(shí)的1.4到1.8特斯拉，感應(yīng)電壓峰值可達(dá)幾千伏，危及設(shè)備與人身安全。另外，磁密太高會(huì)使鐵芯嚴(yán)重發(fā)熱，互感器容易燒壞，同時(shí)鐵芯還容易產(chǎn)生剩磁，造成電流互感器超差。互感器校驗(yàn)裝置的電流互感器鐵芯如果有剩磁，其平均磁化曲線就不再過原點(diǎn)，這時(shí)產(chǎn)生諧波失真，使比值差向負(fù)方向變化，相位差的變化方向與鐵芯磁特性有關(guān)。通常情況下，鐵鎳合金鐵芯向負(fù)方向變化，硅鋼片鐵芯向正方向變化。
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