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  • 1 # 邳蘇

    CT伏安特性試驗

    測得的伏安特性曲線與出廠的伏安特性曲線或最近的測量伏安特性曲線比較,拐點位置電壓不應有顯著降低。若有顯著降低,應檢查二次繞組是否存在匝間短路。施加於電流互感器二次接線端子上的額定頻率的電壓,若其均方根值(有效值)增加10%,勵磁電流便增加50%,則此電壓方均根值稱為拐點位置電壓。

    其理論依據:拐點位置的CT鐵芯進入飽和狀態,此時勵磁電流幾乎全部損耗在鐵芯發熱上,由於CT直流電阻R2與CT二次繞組匝數有關,當CT二次繞組匝間短路時,造成直流電阻R降低,在CT伏安特性上表現為拐點位置電壓U有明顯的下降(在CT鐵芯飽和電流不變的情況下,拐點位置的電壓U0’=I飽和×R2),據此判斷CT二次繞組異常。

    案例分析:圖1所示為一伏安特性曲線, 其中橫軸為電流I,縱軸為U,A、B 兩點為拐點, B點電壓為1600 V、A點電壓為1878 V, B點電壓明顯低於A點電壓, 兩條曲線均為同一CT伏安特性曲線,且上方1曲線為CT出廠時的原始伏安特性曲線,下方2曲線為新近測量曲線, 根據上述分析, 可知該CT已存在缺陷, 需進一步檢查或更換。

    圖1 伏安特性曲線圖

    參考文獻:

    [1]高佔傑.CT伏安特性試驗及10%誤差曲線[J].水電廠自動化,2008,29(1):78-80.

    [2]郭耀珠,石光,劉華,劉巍.保護用電流互感器10%誤差曲線現場測試及其二次負載校核[J].電力系統保護與控制,2008,36(23):103.

    [3]DL/T 866-2004,電流互感器和電壓互感器選擇及計算導則[S].

    4 CT10%誤差曲線校驗

    10%誤差曲線是保護用電流互感器的一個重要的基本特性。繼電保護裝置反應的是一次系統的故障狀況,當一次系統故障,保護裝置動作時,電流互感器一次電流通常比正常執行時的電流大得多,因此,電流互感器的誤差也會擴大。為了使電保護裝置能夠正確反應一次系統狀況而正確動作,要求電流互感器的變比誤差小於或等於10%。不論是一次電流加大,還是二次負載阻抗增加,其結果都會引起電流互感器感應電動勢的升高,從而擴大誤差。所謂10%誤差曲線是變比誤差為10%時,一次電流(I1)與其額定電流(I1N)的比值(m = I1/ I1N)和二次負載阻抗(ZY)的關係特性曲線。也可以理解為,在不同的一次電流倍數下,為使電流互感器的變比誤差小於或等於10%而允許的最大二次負載阻抗。

    實際工作中常採用伏安特性法先測量CT的伏安特性曲線,根據CT的伏安特性曲線再繪出“CT的10%誤差曲線。根據電流互感器10%誤差的曲線得出二次迴路的最大允許阻抗ZYmax與該二次迴路的實際阻抗ZL進行比較,若ZL<ZYmax則認為該電流互感器是滿足10%誤差要求的。

    圖2 電流互感器接入負載後等值電路圖

    其理論依據:由圖2得出以下關係

    E=I2×(Z2+ZY) (2)

    m=I1/IN (3)

    當互感器誤差為10%時,有以下關係:

    I2=9I0 (4)

    I1/k=10I0 (5)

    將式(4)代入式(2)得出:

    ZY =E/9I0-Z2 (6)

    將式(5)代入式得出:

    m= I1/I1N=10I0 /5=2I0 (7)

    根據2)中計算得到的勵磁特性E- I0資料和式(6)、式(7),即可求得電流互感器的10%誤差曲線。

    案例分析:表1是對LB-220電流互感器實測及計算的資料,其最總目的是計算出二次允許負載ZYmax。圖3是根據表中資料繪製的10%誤差是ZYmax與m的函式曲線。不同的短路電流倍數時,可以查出不同的最大允許負載阻抗。假設該電流互感器使用在最大短路電流Ik=18kA處,則m=15,查出ZYmax=3.9Ω,大於實測的二次負載1.96Ω,結論是可以滿足要求的。

    圖3 10%誤差曲線

    表1 CT10%誤差曲線的測量與計算

    基本引數

    一次額定電流

    1200A

    二次額定電流

    5A

    準確等級

    10P20

    二次負載

    通入電流I

    5A

    測量電壓

    9.8V

    ZL

    1.96Ω

    試驗專案

    符號

    數值

    勵磁電流

    I0(A)

    試驗測得

    0.5

    1

    2

    4

    5

    6

    8

    10

    試驗電壓

    U0(V)

    試驗測得

    280

    290

    298

    300

    306

    308

    310

    311

    繞組內阻

    R2(Ω)

    試驗測得

    0.535

    繞組漏抗

    Z2(Ω)

    ≈2R2

    0.706

    內部電動勢

    E0(V)

    =U0-I0Z2

    279

    289

    296

    297

    302

    304

    304

    304

    允許總負載

    Z2+ZY

    =E0/9I0

    62.1

    32.1

    16.5

    8.25

    6.72

    5.63

    4.22

    3.37

    允許二次負載

    ZY(Ω)

    = E0/9I0-Z2

    61.4

    31.4

    15.9

    7.55

    6.02

    4.92

    3.52

    2.67

    短路電流倍數

    m

    2I0

    1

    2

    4

    8

    10

    12

    16

    20

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