電流互感器變比現場試驗的主要測量方法介紹與比較

摘 要：為保證大型水電電力系統的安全和經濟運行，需要對電力系統及其中各電力設備的相關參數進行測量，以便對其進行必需的計量、監控和保護。因此電流互感器的精確對電力系統重要性是不言而喻的，電流互感器在進現場安裝前需電氣交接試驗，現如今現場校驗電流互感器變比主要存在2種方式，目前使用較多的電壓測量法原理的儀器（例如PCT200）和常規電流法測量，此次對比兩種方法的現場測量結果，可以對比兩者之間的優勢以及劣勢。供現場試驗人員的一些參考。

關鍵詞：沐若水電站；電流互感器；電流法測量；電壓法測量PCT200

1 概述

沐若水電工程位于馬來西亞（MALAYSIA）沙撈越州（SARAWAK）境內拉讓河（RARANG RIVER）流域的上游。壩址位于木中（BELAGA）市以東約70公里的沐若（MURUM）河上，電站從上游取水，由輸水隧洞、調壓井、豎井和引水鋼管組成的地下輸水系統，安裝4臺239MW機組。該工程兼發電、防洪功能，并改善下游供水容量等其它用途。

此次所需要做的CT試驗是沐若水電站所用發電機出口及中性點CT均由大連北方互感器廠生產主要包括（表1）。

2 電流測量法基本原理

電流測量法即是在電流互感器一次側輸入一個電流，二次側通過感應一次電流產生的磁通而產生的二次電流。電流法檢查電流互感器變比原理圖如圖1所示。

試驗過程中采用調壓器T1，用來將交流電源轉變為連續可調的電壓。采用升流變壓器T2，用來將調壓器輸出的高壓小電流，轉變為低壓大電流。采用標準0.2級變比為100/1的標準電流互感器TAn，A1、A2側為便攜式0.5級標準電流表。TAx為被測CT，接線圖如圖2所示。

3 電壓測量法基本原理

電壓測量法即是在電流互感器的二次側輸入一個電壓，一次側通過測量一次的感應電壓得到變比。電壓法檢查電流互感器變比原理圖如圖3所示。

PCT200的輸出端S1和測量端S1接入被測CT二次側的一端。輸出端S2和測量端S2接入被測CT二次側的另一端。一次側測量端P1接入被測CT一次的一端，一次側P2接入被測CT一次側的另一端。測試接線圖如圖4所示。

4 測試結果

所有CT結果均由2種方法測量，結果發現LMZB3-20G3型5P30，LMZB1-20G1 0.2級這2種型號的CT在使用電壓法PCT200中的測量結果中誤差更小，誤差值基本都在0.1%范圍之內，很好的體現了儀器的精密性，而在常規的電流法中，由于現場的條件，無法做到如此精確。在LMZBT2-20G5/3型TPY在幾次的測量中PCT200測出來的誤差均小于TPY最大峰值誤差10%，而大于1%，與電流測量法的測試結果接近。在最后的LMZBT1-20G/1型TPY中的測量中PCT200對全部的8組進行測量，其中1組匝比誤差在1%以內，4組誤差在2%-6%之間，但是其中有3組經過多次測試誤差均大于10%；而同時使用常規電流法測量，所有CT的變比誤差均在3%-6%之間，表2、3是對于儀器測試的3組CT使用2種測量方法的結果。

5 測量結果分析

由于TPY型電流互感器主要是要求工作在電力系統暫態情況下的保護，要求剩磁不大于飽和磁通的10%以下，其鐵心帶有氣隙，因有氣隙產生的磁阻影響，在電流達不到50%以上的情況下，誤差允許大于額定電流值的誤差限值。廠家在TPY級互感器生產調試時，為了保證各個TPY級鐵心勵磁特性基本一致，調試鐵心時，要求在保證剩磁系數及勵磁特性一致的同時，會合理調整鐵心氣隙的大小。所以互感器在一次通過遠小于額定一次電流時，以及多匝不均勻繞制產生一次返回導體影響，鐵心因有大小不一的氣隙，會造成鐵心磁阻不一致，或大或小，通電磁原理感應的二次電流也會隨之或大或小。此時檢測的變比會出現較大偏差。

PCT200是通過電壓法的測量方法，影響范圍較多，其誤差原因包括CT內阻，漏抗和激磁阻抗等原因，且儀器輸出不可調整，因此對于部分測試數據需要使用常規電流法進行對比。

6 結束語

電流互感器作為電力系統中的重要設備，對其進行電氣性能試驗是很重要的，對于電流互感器而言，變比試驗是絕不可少的試驗項目，電流互感器變比關系到計量的準確性與保護的可靠性。在以前電流互感器變比檢驗一般采用電流法，測量的精度高，不過對于大變比電流互感器來說額定電流很難達到，現場試驗中誤差就無法避免。而使用PCT200在試驗中適用于任何變比電流互感器，操作簡單，自動計算數值結果，更適合于施工現場使用。但是在本次的測試過程中也發現PCT200在同一TPY型CT上表現相差比較大，因其根據輸入定值在儀器內部計算和測量，因此無法進行調整測試；而使用常規電流法測量，可以通過電流和一次匝數的調整可以使CT的誤差減小，同一型號測試中也相差不大，其結果也更加直觀。

作者簡介：朱健偉（1986-），男，中國水電八局機電制造安裝分局電氣工程師，主要從事水電站電氣設備安裝及調試技術工作。