一章  SHHZFA-V變頻互感器測(cè)試儀裝置特點(diǎn)與參數(shù)

     SHHZFA-V變頻互感器測(cè)試儀是在傳統(tǒng)基于調(diào)壓器,、升壓器,、升流器的互感器伏安特性變比極性綜合測(cè)試儀基礎(chǔ)上，廣泛聽(tīng)取用戶意見(jiàn),、經(jīng)過(guò)大量的市場(chǎng)調(diào)研,、深入進(jìn)行理論研究之后研發(fā)的新一代革新型CT、PT測(cè)試儀器,。裝置采用高性能DSP和FPGA,、*的制造工藝，保證了產(chǎn)品性能穩(wěn)定可靠,、功能完備,、自動(dòng)化程度高、測(cè)試效率高,、在國(guó)內(nèi)處于水平,，是電力行業(yè)用于互感器的專業(yè)測(cè)試儀器。

1.1 主要技術(shù)特點(diǎn)

功能全面,，既滿足各類CT（如：保護(hù)類,、計(jì)量類、TP類）的勵(lì)磁特性（即伏安特性）,、變比,、極性、二次繞組電阻,、二次負(fù)荷,、比差以及角差等測(cè)試要求，又可用于各類PT電磁單元的勵(lì)磁特性,、變比,、極性,、二次繞組電阻,、比差等測(cè)試。

現(xiàn)場(chǎng)檢定電流互感器無(wú)需標(biāo)準(zhǔn)電流互感器,、升流器、負(fù)載箱,、調(diào)壓控制箱以及大電流導(dǎo)線,，使用極為簡(jiǎn)單的測(cè)試接線和操作實(shí)現(xiàn)電流互感器的檢定，降低了工作強(qiáng)度和提高了工作效率,，方便現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展互感器現(xiàn)場(chǎng)檢定工作,。

可準(zhǔn)確測(cè)量變比差與角差，比差大允許誤差±0.05%,，角差大允許誤差±2min,，能夠進(jìn)行0.2S級(jí)電流互感器的測(cè)量，變比測(cè)量范圍為1~40000,。

基于*的變頻法測(cè)試CT/PT伏安特性曲線和10%誤差曲線,輸出大僅180V的交流電壓和12Arms(36A峰值)的交流電流,，卻能應(yīng)對(duì)拐點(diǎn)高達(dá)60KV的CT測(cè)試。

自動(dòng)給出拐點(diǎn)電壓/電流,、10%(5%)誤差曲線,、準(zhǔn)確限值系數(shù)（ALF）、儀表保安系數(shù)（FS）,、二次時(shí)間常數(shù)(Ts),、剩磁系數(shù)(Kr)、飽和及不飽和電感等CT,、PT參數(shù),。

測(cè)試滿足GB1208（IEC60044-1）、GB16847(IEC60044-6) ,、GB1207等各類互感器標(biāo)準(zhǔn),，并依照互感器類型和級(jí)別自動(dòng)選擇何種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。

測(cè)試簡(jiǎn)單方便,，一鍵完成CT直阻,、勵(lì)磁、變比和極性測(cè)試,，而且除了負(fù)荷測(cè)試外,，CT其他各項(xiàng)測(cè)試都是采用同一種接線方式。

全中文動(dòng)態(tài)圖形界面,，無(wú)需參考說(shuō)明書即可完成接線,、設(shè)置參數(shù)：動(dòng)態(tài)顯示參數(shù)設(shè)置，根據(jù)當(dāng)前所選的試驗(yàn)項(xiàng)目自動(dòng)顯示其相關(guān)參數(shù),；動(dòng)態(tài)顯示幫助接線圖,，根據(jù)當(dāng)前所選試驗(yàn)項(xiàng)目,，顯示對(duì)應(yīng)的接線圖。

5.7寸圖形透反式LCD,，陽(yáng)光下清晰可視,。

采用旋轉(zhuǎn)光電鼠標(biāo)操作，操作簡(jiǎn)單,，快捷方便,，極易掌握。

面板自帶打印機(jī),，可自動(dòng)打印生成的試驗(yàn)報(bào)告,。

測(cè)試結(jié)果可用U盤導(dǎo)出，程序可用U盤升級(jí),，方便快捷,。

裝置可存儲(chǔ)1000組測(cè)試數(shù)據(jù),，掉電不丟失,。

配有后臺(tái)分析軟件，方便測(cè)試報(bào)告的保存,、轉(zhuǎn)換,、分析，可以用于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比,、判斷與評(píng)估,。

易于攜帶，裝置重量<9Kg,。

1.2 裝置面板說(shuō)明

裝置面板結(jié)構(gòu)如右圖接線端子從左向右：

·紅黑S1,、S2端子：試驗(yàn)電源輸出

·紅黑S1、S2端子：輸出電壓回測(cè)

·紅黑P1,、P2端子：感應(yīng)電壓測(cè)量端子

·液晶顯示屏：中文顯示界面

·微型打印機(jī)：打印測(cè)試數(shù)據(jù),、曲線

·旋轉(zhuǎn)鼠標(biāo)：輸入數(shù)值和操作命令

1.3 主要技術(shù)參數(shù)

第二章  用戶接口和操作方法

2.1 電流互感器試驗(yàn)

在參數(shù)界面，用 旋轉(zhuǎn)鼠標(biāo)切換光標(biāo)到類型欄,，選擇互感器類型為CT,。

2.1.1 試驗(yàn)接線

試驗(yàn)接線步驟如下：

一步：根據(jù)表2.1描述的CT試驗(yàn)項(xiàng)目說(shuō)明，依照?qǐng)D2.1或圖2.2進(jìn)行接線（對(duì)于各種結(jié)構(gòu)的CT,，可參考附錄D描述的實(shí)際接線方式）,。

表2.1  CT試驗(yàn)項(xiàng)目說(shuō)明

二步：同一CT其他繞組開(kāi)路,，CT的一次側(cè)一端要接地,，設(shè)備也要接地。

三步：接通電源,，準(zhǔn)備參數(shù)設(shè)置,。

2.1.2 參數(shù)設(shè)置

試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置界面如圖2.3。

參數(shù)設(shè)置步驟如下：

用 旋轉(zhuǎn)鼠標(biāo) 切換光標(biāo),，選擇要進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目,，當(dāng)光標(biāo)停留在某個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目時(shí)，屏幕顯示與該試驗(yàn)項(xiàng)目相關(guān)的參數(shù)設(shè)置,；當(dāng)光標(biāo)離開(kāi)試驗(yàn)項(xiàng)目時(shí),，屏幕顯示所選試驗(yàn)項(xiàng)目所對(duì)應(yīng)的接線圖。

可設(shè)置的參數(shù)如下：

（1）編號(hào)：輸入本次試驗(yàn)的編號(hào),，便于打印,、保存的管理與查找。

（2）額定二次電流：電流互感器二次側(cè)的額定電流,，一般為1A和5A,。

（3）級(jí)別：被測(cè)繞組的級(jí)別，對(duì)于CT,，有P,、TPY、計(jì)量,、PR,、PX、TPS,、TPX,、TPZ等8個(gè)選項(xiàng)。

（4）當(dāng)前溫度：測(cè)試時(shí)繞組溫度,，一般可輸入測(cè)試時(shí)的氣溫,。

（5）額定頻率：可選值為：50Hz或60Hz。

（6）大測(cè)試電流：一般可設(shè)為額定二次電流值,，對(duì)于TPY級(jí)CT,，一般可設(shè)為2倍的額定二次電流值,。對(duì)于P級(jí)CT，假設(shè)其為5P40,，額定二次電流為1A,，那么大測(cè)試電流應(yīng)設(shè)5%*40*1A=2A；假設(shè)其為10P15,，額定二次電流為5A,，那么大測(cè)試電流應(yīng)設(shè)10%*15*5A=7.5A。

如果用戶希望看到以下結(jié)果,，需要準(zhǔn)確設(shè)置基本參數(shù)（建議用戶設(shè)置）,。

（1）匝比誤差、比值差和相位差

（2）準(zhǔn)確計(jì)算的極限電動(dòng)勢(shì)及其對(duì)應(yīng)的復(fù)合誤差

（3）實(shí)測(cè)的準(zhǔn)確限值系數(shù),、儀表保安系數(shù)和對(duì)稱短路電流倍數(shù)

（4）實(shí)測(cè)的暫態(tài)面積系數(shù),、峰瞬誤差、二次時(shí)間常數(shù)對(duì)于不同級(jí)別的CT,，參數(shù)的設(shè)置也不同,，見(jiàn)表2.2。

表2.2  CT參數(shù)描述

第五步： 選擇右邊的開(kāi)始按鈕進(jìn)行試驗(yàn)。

2.1.3 試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果頁(yè),，界面分別如圖2.4,。

對(duì)于不同級(jí)別的CT和所選的試驗(yàn)項(xiàng)目，試驗(yàn)結(jié)果也不同,，見(jiàn)表2.3,。

表2.3  CT試驗(yàn)結(jié)果描述

2.2 電壓互感器試驗(yàn)

在參數(shù)界面,，用 旋轉(zhuǎn)鼠標(biāo)切換光標(biāo)到類型欄，選擇互感器類型為PT,。

2.2.1 試驗(yàn)接線

試驗(yàn)接線步驟如下：

一步：根據(jù)表2.4描述的PT試驗(yàn)項(xiàng)目說(shuō)明,，依照?qǐng)D2.7或圖2.8進(jìn)行接線。

表2.4  PT試驗(yàn)項(xiàng)目說(shuō)明

第二步：同一PT其他繞組開(kāi)路,。

第三步：接通電源，準(zhǔn)備參數(shù)設(shè)置,。

2.2.2 參數(shù)設(shè)置

PT的試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置界面如圖2.5,。

參數(shù)設(shè)置步驟如下：

用 旋轉(zhuǎn)鼠標(biāo) 切換光標(biāo)，選擇要進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目,，當(dāng)光標(biāo)停留在某個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目時(shí),，屏幕顯示與該試驗(yàn)項(xiàng)目相關(guān)的參數(shù)設(shè)置；當(dāng)光標(biāo)離開(kāi)試驗(yàn)項(xiàng)目時(shí),，屏幕顯示所選試驗(yàn)項(xiàng)目所對(duì)應(yīng)的接線圖,。

可設(shè)置的參數(shù)如下：

（1）編號(hào)：輸入試驗(yàn)試驗(yàn)編號(hào)。

（2）額定二次電壓：電壓互感器二次側(cè)的額定電壓,。

（3）級(jí)別：被測(cè)繞組的級(jí)別,，有P、計(jì)量等2個(gè)選項(xiàng)。

（4）當(dāng)前溫度：測(cè)試時(shí)繞組溫度,，一般可輸入當(dāng)時(shí)的氣溫,。

（5）額定頻率：可選值為：50Hz或60Hz。

（6）大測(cè)試電壓：試驗(yàn)時(shí)設(shè)備輸出的大工頻等效電壓,。

（7）大測(cè)試電流：試驗(yàn)時(shí)設(shè)備輸出的大交流電流,。

第四步： 選擇右邊的開(kāi)始按鈕進(jìn)行試驗(yàn)。

2.2.3 試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果頁(yè),，如圖2.6,。

對(duì)于不同級(jí)別的PT和所選的試驗(yàn)項(xiàng)目，試驗(yàn)結(jié)果也不同,，見(jiàn)表2.5,。

表2.5  PT試驗(yàn)結(jié)果描述

2.3自檢頁(yè)

自測(cè)界面如圖2.8,。在萬(wàn)用表幫助下，自測(cè)功能可用于檢查設(shè)備是否損壞,，測(cè)量電路是否正常,。

2.3.1 參數(shù)設(shè)置

自測(cè)測(cè)試所需的參數(shù)如下表：

表2.6  自檢測(cè)試參數(shù)

測(cè)試電流或測(cè)試電壓設(shè)置后，設(shè)置測(cè)試頻率,，裝置將輸出對(duì)應(yīng)頻率的電壓或電流，并顯示檢測(cè)到的實(shí)際電壓或電流,。在選擇電壓后,，如果負(fù)載太小，導(dǎo)致實(shí)際電流有效值大于5A,，則顯示過(guò)載信息,。在選擇電流后，如果負(fù)載太大,，導(dǎo)致實(shí)際測(cè)試電壓有效值大于100V,，則也會(huì)顯示過(guò)載信息。

2.3.2 接線方法

·選擇電壓測(cè)試時(shí)，將S1短接另一個(gè)S1,，S2短接另一個(gè)S2,。用萬(wàn)用表電壓檔測(cè)量S1和S2之間的電壓，若與實(shí)際電壓相符,，說(shuō)明設(shè)備能夠輸出電壓且電壓測(cè)量環(huán)節(jié)正常,。

·電流測(cè)試時(shí)，將電源輸出的S1,、S2端子短接,。電壓回測(cè)的S1、S2不接,?？稍谳敵龅?/span>S1和S2之間串入萬(wàn)用表電流檔，若萬(wàn)用表測(cè)量的電流與實(shí)際電流相符,，說(shuō)明設(shè)備能夠正常輸出電流且電流測(cè)量環(huán)節(jié)正常,。

2.4功能按鈕

2.4.1 參數(shù)頁(yè)功能按鈕

 (1)．系統(tǒng)工具

       系統(tǒng)工具界面，如圖2.11,。在該界面中可以進(jìn)行時(shí)間校對(duì),、系統(tǒng)升級(jí)等操作。其中：調(diào)試用于出廠調(diào)試,，升級(jí)用于軟件界面的升級(jí),。

(2)．幫助

（3）打印

用戶可以打印當(dāng)前測(cè)試結(jié)果，此報(bào)告可做為現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的原始記錄,。

2.4.2 結(jié)果頁(yè)功能按鈕

 (1),、勵(lì)磁曲線

在圖2.4或圖2.6的測(cè)量結(jié)果頁(yè)面，選擇勵(lì)磁結(jié)果,，將出現(xiàn)勵(lì)磁曲線界面,，如圖2.13：

(2)、勵(lì)磁數(shù)據(jù)

在圖2.13的勵(lì)磁曲線頁(yè)面,，選擇勵(lì)磁數(shù)據(jù)將顯示勵(lì)磁數(shù)據(jù)界面,，如圖2.14：

在上圖中可以顯示三種形式的勵(lì)磁數(shù)據(jù)：

實(shí)測(cè)：儀器升壓過(guò)程中實(shí)際捕捉的電壓、電流序列,；

取整：對(duì)實(shí)測(cè)的勵(lì)磁數(shù)據(jù)按電流取整后的結(jié)果顯示,，10mA以下按1mA遞增、10mA~100mA以上按5mA遞增,、100mA以上按0.1A遞增,，取整的結(jié)果便于數(shù)據(jù)記錄、比對(duì),；

可以顯示任意電流點(diǎn)的勵(lì)磁數(shù)據(jù),；

(3)、5%、10%誤差曲線

只有保護(hù)級(jí)的互感器（包括暫態(tài)保護(hù)級(jí)）才有5%,、10%的誤差曲線與誤差數(shù)據(jù),；在CT設(shè)置中選定為P/PR/PX/TPx的互感器，在試驗(yàn)結(jié)果圖2.4界面中,，選擇誤差結(jié)果將顯示5%誤差曲線,，如圖2.15：

在圖2.15中，還可以選擇顯示10%的誤差曲線,。保護(hù)互感器的10%誤差曲線是10%誤差數(shù)據(jù)的圖形化顯示,，其含義是相同的，其含義為互感器復(fù)合誤差不大于10%時(shí),，其二次負(fù)荷與過(guò)流倍數(shù)的關(guān)系曲線,。5%的誤差曲線是互感器復(fù)合誤差不大于5%時(shí)，其二次負(fù)荷與過(guò)流倍數(shù)的關(guān)系曲線,。

(4),、5%、10%誤差數(shù)據(jù)

在圖2.15中,，選擇誤差數(shù)據(jù)將顯示5%,、10%的誤差數(shù)據(jù)，如圖2.16所示：

(5),、比差,、角差表

只有測(cè)量級(jí)的互感器才有比差、角差結(jié)果表,；在CT設(shè)置中選繞組級(jí)別為“計(jì)量”的互感器,，且測(cè)試項(xiàng)目選擇了“誤差”項(xiàng)目的才會(huì)有比差、角差表,。在圖2.4 CT測(cè)試結(jié)果界面中,，選擇誤差結(jié)果，將出現(xiàn)比差,、角差表,，如圖2.17：

上圖中顯示了互感器分別在額定負(fù)荷與下限負(fù)荷下的比差、角差表,，額定負(fù)荷是在CT設(shè)置頁(yè)面中,，下限負(fù)荷規(guī)定為25%的額定負(fù)荷。

附  錄

A. 低頻法測(cè)試原理

IEC60044-6標(biāo)準(zhǔn)（對(duì)應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB16847-1977）聲稱,，CT的測(cè)試可以在比額定頻率低的情況下進(jìn)行，避免繞組和二次端子承受不能容許的電壓,。

CT伏安特性測(cè)量的原理電路如下圖：CT一次側(cè)開(kāi)路,，從二次側(cè)施加電壓，測(cè)量所加電壓V與輸入電流I的關(guān)系曲線。此曲線近似CT的勵(lì)磁電勢(shì)E與勵(lì)磁電流I的關(guān)系曲線,。

設(shè)CT勵(lì)磁繞組在某一勵(lì)磁電流I時(shí)的激磁電感為L,，激磁阻抗為Z，則：

V = I·Z

電感L與阻抗Z之間具有下述關(guān)系：

Z = ω·L = 2 π f L

則：V= I·2 π f L

由公式中可見(jiàn)在某一激磁電感L時(shí)所加電壓V與頻率f成正比關(guān)系,。

假設(shè)當(dāng)f = 50Hz時(shí),，為達(dá)到勵(lì)磁電流Ix，所需施加的電壓Vx為2000V

Vx = Ix·2 π f L = 2000V,，

若施加不同頻率：

f = 50Hz,，Vx ＝ 2000V

f = 5Hz， Vx ≌ 200V

f = 0.5Hz,，Vx ≌ 20V

由此可見(jiàn)需要使CT進(jìn)入相同飽和程度,，施加較低頻率信號(hào)所需電壓可以大幅度降低這就是變頻法的基本原理。

在此必須嚴(yán)格注意,，所需電壓并非與頻率呈線性比例關(guān)系,，并非隨著頻率等比例降低，需要嚴(yán)格按照互感器的準(zhǔn)確數(shù)學(xué)模型進(jìn)行完整的理論計(jì)算,。

B. 10％誤差曲線計(jì)算和應(yīng)用方法

電流互感器的誤差主要是由于勵(lì)磁電流的存在,，它使二次電流與換算到二次側(cè)后的一次電流不但在數(shù)值上不相等，而且相位也不相同,，這就造成了電流互感器的誤差,。

電流互感器的比值差定義為：

繼電保護(hù)要求電流互感器的一次電流等于大短路電流時(shí)，其比值差小于或等于10％,。在比值差等于10％時(shí),，二次電流、與換算到二次側(cè)后的一次電流以及勵(lì)磁電流之間滿足下述關(guān)系：

定義M為一次側(cè)大短路電流倍數(shù),，K為電流互感器的變比,，則有

其中：為一次側(cè)大短路電流

為一次側(cè)額定電流

為二次側(cè)額定電流

10％比值差時(shí)，允許的大負(fù)荷阻抗的計(jì)算公式為：

式中：為電流互感器二次繞組阻抗

為電流互感器二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),，和的關(guān)系由勵(lì)磁特性曲線描述,。

根據(jù)上述算式，后可以得到用大短路電流倍數(shù)M和允許的大負(fù)荷阻抗描述的10％誤差曲線（見(jiàn)圖2.29）,。

10％誤差曲線的應(yīng)用方法：

得出某一CT的10%誤差曲線后,，還必須查閱流經(jīng)該CT的大短路電流和該CT二次側(cè)所帶回路的阻抗。大短路電流往往在整定計(jì)算時(shí)得出,，是該CT所在線路的大運(yùn)行方式下嚴(yán)重短路時(shí)的短路電流,，大電流倍數(shù)（額定電流）。二次回路阻抗可以用CTA裝置測(cè)量得到,。

得到后查閱10%誤差曲線,，若點(diǎn)（）在曲線下方,，則滿足要求，說(shuō)明在嚴(yán)重短路情況下CT的電流變換誤差小于10%,。否則將大于10%,。

C. CTA用于各種CT的實(shí)際接線方式

CTA用于CT測(cè)試的基本接線步驟（參見(jiàn)圖C.1）如下：

（1）用4mm2線將測(cè)試儀左側(cè)的接地端子連接到保護(hù)地。

（2）連接CT一次側(cè)的一個(gè)端子和二次側(cè)的一個(gè)端子到保護(hù)地,。

（3）確保CT的其他端子全部從輸電線上斷開(kāi),，其他繞組全部開(kāi)路。

（4）用2.5mm2紅線和黑線將CT的二次側(cè)連接到測(cè)試儀“Output”S1和S2插孔,，用1.2mm2黃線和黑線將CT的二次側(cè)連接到測(cè)試儀“Sec”的S1和S2插孔,，注意兩根黑線連在CT二次側(cè)已接保護(hù)地的同一端子上。

（5）用1.2mm2綠線和黑線將CT的一次側(cè)連接到測(cè)試儀的“Prim”的P1和P2端子上,，P2通過(guò)黑線與CT一次側(cè)連接到保護(hù)地的那個(gè)端子相連,。

（6）檢查接線無(wú)誤，開(kāi)始測(cè)試,。

1．測(cè)試儀在三角形接法變壓器上進(jìn)行CT測(cè)試的接線方式如圖C.2所示,。

2．測(cè)試儀進(jìn)行變壓器套管CT測(cè)試時(shí)的接線方式如圖C.3所示。

注意：一次端子H1不能接地,，否則一次側(cè)都接地了,，則測(cè)試儀不能獲取正確結(jié)果。

4．測(cè)試儀在對(duì)GIS（SF6）開(kāi)關(guān)上的CT測(cè)試時(shí)的接線方式如圖C.4所示,。

注意：斷開(kāi)與母線連接的所有開(kāi)關(guān),，合上接地刀閘。

D. 四端法接線的測(cè)量原理

施加輸出一個(gè)電壓源信號(hào)Vs到一個(gè)阻抗R上,，將產(chǎn)生一電流I,，如圖D.1。

若需測(cè)量該阻抗值,，需測(cè)量該阻抗上的電壓V：

由于從電壓源到被測(cè)阻抗有一段導(dǎo)線,，導(dǎo)線有電阻r，導(dǎo)致V=Vs,，所以若要準(zhǔn)確測(cè)量阻抗R,，不可以簡(jiǎn)單地用電源電壓Vs代替V。

阻抗R的測(cè)量電路應(yīng)采用圖D.2 的接線方法,，測(cè)量電壓的電壓表必須單獨(dú)用導(dǎo)線從R兩端連線才能準(zhǔn)確測(cè)量R的電壓值V,。因R兩端是采用4根導(dǎo)線接線，故稱為4端法接線,。圖D.3的接線方法是錯(cuò)誤的,。

采用CTA測(cè)量互感器的電阻、變比,、勵(lì)磁時(shí),，需采用4端法接線,，如圖D.4。

四端法接線必須注意被測(cè)繞組的端子接法,。圖D.5的接法是正確接法，圖D.6,、7均是錯(cuò)誤接法,。