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電力技術
CT二次繞組電阻測量試驗儀（西門子技術）
時間：2023-03-05
中試控股技術研究院魯工為您講解： CT二次繞組電阻測量試驗儀（西門子技術）
ZSCPT-120P變頻互感器綜合特性測試儀
參考標準：GB20840.1，GB20840.2，GB20840.3
3 結論
①隨著特高壓、大容量、超大規模電網的逐步形成，為保證電網的安全、穩定、可靠運行，研發智能電網和進行示范工程是急迫及至關重要的任務。
②為保證智能電網實現自愈性，要求研制和生產高速及高準確度的電子式互感器在線校驗系統。
③研制新型的傳感器、在線檢測裝置是實現智能電網所需的智能代理器的基礎。
容量和準確等級（包括電壓互感器的剩余繞組）應滿足測量儀表、保護裝置和自動裝置的要求 。
結合學習《設計手冊》有關章節：2、按準確級和容量選擇電壓互感器：
Ⅰ、按準確級：即對于各種測量表計，應按下列規定選擇電壓互感器：〈1〉裝設在發電機、電力變壓器、調相機、廠用（或所用）饋線、出線等回路中的電度表用電壓互感器為0.5級，供計算電費的電度表專用電壓互感器，其準確等級應不低于0.2級。〈2〉供作運行監視、估算電度表、發電廠中的功率表和電壓繼電器的電壓互感器，其準確等級選用1級。〈3〉供用于估計被測量數值的表計（如電壓表和只有一只線圈的電壓繼電器）用電壓互感器，其準確級為3級。〈4〉對于接于三相系統相與地之間的單相電壓互感器，且需要同時向保護、知道裝置、測量一般和計量裝置提高電壓量時，一般應具有二個二次繞組和一個剩余電壓繞組，其準確級組合為0.2、0.5、3P和6P的組合。〈5〉對于接于三相系統的單相互感器，一般應具有兩個二次繞組，其準確級組合應分別滿足所接最高準確等級負荷要求 的0.2、0.5、3P和6P組合。〈6〉對于接于三相系統相與地之間的計量專用電壓互感器，一般應具有準確級組合為0.2/0.5或0.5/0.5的二個二次繞組。
Ⅱ、按二次負荷選擇：電壓互感器的準確級和二次負荷大小有關，并且以負荷最重的一相來判別它的準確級是否能達到要求。
對負荷不太大的，一般于按負荷估算而確定電壓互感器的容量
據當前各類繼電保護（數字式微機等），測量儀表和計量裝置的廠家技術資料和現場實測，每個元件（線路、變壓器等），每個電壓等級的功率消耗一般不超過下述范圍：
繼電保護3~5VA（數字式微機保護RCS-9000系列，查說明書只有0.5VA/相）；測量儀表：2~4VA；計量裝置：4~6VA（110kV及以下電壓等級）。按照上述估計數據，母線用電壓互感器二次相負荷每繞組不超過50VA，總容量不超過100VA；線路用電壓互感器相負荷每繞組不超過10VA，總容量不超過30VA。
對于較復雜的大型變電所，而要求精確計算出電壓互感器的實際負載時，則應按設計手冊中的表20~25和表20~26中規定的公式進行驗算。
Ⅲ、用估計法對電壓互感器容量選擇例舉：、
設某變電所10kⅠ段Ⅱ段母線各有出線7條，所設保護、測量、計量裝置類型均同，試確定10kVⅠ段Ⅱ段母線電壓互感器容量
顯然：Ⅰ段Ⅱ段母線電壓互感器容量相同。
每臺總容量估算：
=（5+4+6+2）*8=144VA
考慮導線接觸電阻和適當浴度，可選150VA
每組二次繞組的容量可以是50VA（次級為三繞組）
而現在保護裝置和計量均為電子化，實際負載遠小于上述，即接
S=（0.5+2+4+2）*8=8.5*8=68VA
考慮裕度和接觸電阻選用100VA即可。一般10kV單母線上出線超過7條，按一次設計有關規定即要分母。以一次系統設計圖而定線路數和元件。
同理35kV母線、110母線用電壓互感器容量估算，也可根據一次系統設計，視其出線條數和元件（變壓器）定數，在視所用保護、測量、計量裝置類型，直接查照該裝置提供的交流電壓回路消耗的功率或參照上述數據，代入計算。
110kV以上電壓等級的（220kV~500kV），按超高壓系統對電壓互感器要求而選型。需再進一步學習和探討。
不管是老標準還是新規程，都把電流互感器交接時和更換繞組后的現場變比檢查試驗列為重要試驗項目。雖然電流互感器變比的準確度應由制造部門保證，但由于種種原因，現場試驗時偶而也能檢查出錯誤(大多是抽頭引錯)。因此現場變比檢查試驗成為多年不變的項目。
電流互感器工作原理大致與變壓器相同，不同的是變壓器鐵心內的交變主磁通是由一次線圈兩端交流電壓所產生，而電流互感器鐵心內的交變主磁通是由一次線圈內電流所產生，一次主磁通在二次線圈中感應出二次電勢而產生二次電流。
從電流互感器工作原理可知：決定電流互感器變比的是一次線圈匝數與二次線圈匝數之比，影響電流互感器變比誤差的主要原因有：(1)電流的大小，比差和角差隨二次電流減小而增大；(2) 二次負荷的大小，比差和角差隨二次負荷減小而減小；(3)二次負荷功率因數，隨著二次負荷功率因數的增大，比差減小而角差增大；(4) 電源頻率的影響；(5)其它因素。電流互感器內部參數也可能引起變比誤差，如二次線圈內阻抗、鐵心截面、鐵心材料、二次線圈匝數等，但這是由設計和制造決定的。
電流互感器變化的誤差試驗應由制造廠在出廠試驗時完成或在試驗室進行。而電流互感器變比現場試驗屬于檢查性質，即不考慮上述影響電流互感器變比誤差的原因而重點檢查匝數比。根據電工原理，匝數比等于電壓比或電流比之倒數。因此測量電壓比和測量電流比都可以計算出匝數比。
1 試驗方法分析
現根據試驗接線圖和等值電路圖分別討論電壓法和電流法檢查電流互感器變化試驗的原理和特點。
1.1 電流法
1.1.1 試驗原理
電流法檢查電流互感器變比試驗接線圖
——電流源包括 1 臺調壓器、1 臺升流器；L1、L2——電流互感器一次線圈2 個端子；K1、K2——電流互感器二次線圈2個端子；A1——電流表(測量電流互感器一次電流)；A2——電流表(測量電流互感器二次電流)
電流法檢查電流互感器變比等值
——電流源；A——電流表；I1——電流互感器的一次電流；I2′——折算到一次側的電流互感器二次電流；r1、x1——電流互感器一次線圈電阻、漏抗；r2′、x2′——折算到
一次的電流互感器二次線圈電阻、漏抗；Zm——電流互感器激磁阻抗
當電流互感器正常運行時二次線圈處于短路狀態，鐵心磁密很低，即Zm很大。從等值電路圖可知，當Zm很大時，I1＝I2′。
ZSCPT-120P變頻互感器綜合特性測試儀
參考標準：GB20840.1，GB20840.2，GB20840.3
ZSCPT-120P變頻互感器綜合特性測試儀是由本中試控股在廣泛聽取用戶意見、經過大量的市場調研、深入進行理論研究之后研發的新一代的電流、電壓互感器測試儀器。裝置采用高性能DSP和ARM、先進的制造工藝。用于保護類電流互感器（CT）及電壓互感器（PT）多種參數的高精度測量。滿足各類CT（如：保護類、計量類、TP類）的勵磁特性（即伏安特性）、變比、極性、二次繞組電阻、二次負荷、比差以及角差等測試要求，滿足各類PT電磁單元的勵磁特性、變比、極性、二次繞組電阻、比差以及角差等測試。可實現一鍵完成CT直阻、勵磁、變比和極性測試功能，自動化程度高、穩定可靠，在國內處于領先水
中試控股始于1986年 ? 30多年專業制造 ? 國家電網.南方電網.內蒙電網.入圍合格供應商
ZSCPT-120P變頻互感器綜合特性測試儀
ZSCPT-120P變頻互感器綜合特性測試儀技術特點
1、功能全面，既滿足各類CT（如：保護類、計量類、TP類）的勵磁特性（即伏安特性）、變比、極性、二次繞組電阻、二次負荷、比差以及角差等測試要求，又可用于各類PT電磁單元的勵磁特性、變比、極性、二次繞組電阻、比差以及角差等測試。
2、自動給出拐點電壓/電流、10%(5%)誤差曲線、準確限值系數（ALF）、儀表保安系數（FS）、二次時間常數(Ts)、剩磁系數(Kr)、飽和及不飽和電感等CT、PT參數。
3、測試滿足GB20840.1，GB20840.2 GB20840.3等各類互感器標準，并依照互感器類型和級別自動選擇何種標準進行測試。
4、基于先進的低頻法測試原理，能應對拐點高達45KV的CT測試。
5、界面友好美觀，全中文圖形界面。
6、裝置可存儲2000組測試數據，掉電不丟失。試驗完畢后用U盤存入PC機，用軟件進行數據分析，并生成WORD報告。
7、測試簡單方便，一鍵完成CT直阻、勵磁、變比和極性測試，而且除了負荷測試外，CT其他各項測試都是采用同一種接線方式。
8、易于攜帶，裝置重量<9Kg。
ZSCPT-120P變頻互感器綜合特性測試儀技術參數
測試用途:保護類CT，保護類PT
輸出0~180Vrms，12Arms，18A（峰值）
CT變比測量范圍：1~40000，精度： ±0.2%
PT變比測量范圍：1~40000，精度： ±0.2%
相位測量精度:±5min
分辨率：0.5min
二次繞組電阻測量:范圍0~300Ω,精度:2%±2mΩ
交流負載測量:范圍0~1000VA,精度:2%±0.2VA
輸入電源電壓:AC220V±10%，50Hz
工作環境溫度：-10οC~50οC，濕度：≤90%
尺寸、重量:尺寸340mm x 300mm x 150mm重量<9kg
選擇右邊的開始按鈕進行試驗。
2.1.3試驗結果
試驗結果頁，界面分別如圖2.6。
圖2.7 PT直阻、勵磁試驗接線方
圖2.8 PT變比、極性試驗接線方式
第二步：同一PT其他繞組開路。
第三步：接通電源，準備參數設置。
2.2.2參數設置
PT的試驗參數設置界面如圖2.9。
圖2.9 PT參數設置界面
參數設置步驟如下：
用旋轉鼠標切換光標到要設置的參數位置。
（1）線路號、相別、PT編號、繞組號可輸入字母和數字。
（2）額定二次電壓 ：電壓互感器二次側的額定電壓。
（3）級別：被測繞組的級別，有P、計量等2個選項。
（4）當前溫度：測試時繞組溫度，一般可輸入當時的氣溫。
（5）額定頻率：可選值為：50Hz或60Hz。
（6）最大測試電壓：試驗時設備輸出的最大工頻等效電壓。
（7）最大測試電流：試驗時設備輸出的最大交流電流。
第四步：選擇右邊的開始按鈕進行試驗。
2.2.3試驗結果
試驗結果頁，如圖2.10。
圖2.10 P級PT的試驗結果界面
對于不同級別的PT和所選的試驗項目，試驗結果也不同，見表2.5。
表2.5 PT試驗結果描述
試驗結果 描述 P 計量
電阻 電阻（25℃）
單位：Ω，當前溫度下的電阻 有 有
電阻（75℃）
單位：Ω，參考溫度下的電阻值，溫度可修改 有 有
勵磁 拐點電壓和拐點電流 單位：分別為V和A，根據標準定義，拐點電壓增加10%時，拐點電流增加50%。 有 有
變比 變比 額定負荷或實際負荷下的實際電流比 有 有
匝數比 被測試的二次繞組與一次繞組的實際匝比 有 有
比值差 額定負荷或實際負荷下的電流誤差 有 有
相位差 額定負荷或實際負荷下的相位差 有 有
極性 PT一次和二次的極性關系，有同極性/－（減極性）和反極性/+（加極性）兩種 有 有
2.3 升流頁
用于CT的一次通流，以及變比、極性檢查。整個測試需要使用原廠附件-S1型升流器。
圖2.7 升流試驗界面
2.3.1 參數設置
測試所需的參數如下表：
表2.6 升流測試參數
參數 描述
給定一次電流 需要裝置輸出的電流，有效值范圍：5A~150A
額定一次電流 CT的額定一次電流
額定頻率 需要裝置輸出電壓或電流的頻率，范圍：0~50Hz
通流時間 裝置輸出電流時間，5～120s
ZSCPT-120P變頻互感器綜合特性測試儀時功能全面，既滿足各類CT（如：保護類、計量類、TP類）的勵磁特性（即伏安特性）、變比、極性、二次繞組電阻、二次負荷、比差以及角差等測試要求，又可用于各類PT電磁單元的勵磁特性、變比、極性、二次繞組電阻、比差以及角差等測試。
ZSCPT-120P 變頻互感器綜合特性測試儀
接線方法
參照升流器面板上的接線圖。
2.4自測頁
自測界面如圖2.11。在萬用表幫助下，自測功能可用于檢查設備是否損壞，測量電路是否正常。
圖2.11 自測測試界面
2.4.1 參數設置
自測測試所需的參數如下表：
表2.6 自測測試參數
參數 描述
測試電流 需要裝置輸出的電流，有效值范圍：1mA~5A
測試電壓 需要裝置輸出的電壓，有效值范圍：1V~100V
測試頻率 需要裝置輸出電壓或電流的頻率，范圍：0~50Hz
測試電流或測試電壓設置后，設置測試頻率，裝置將輸出對應頻率的電壓或電流，并顯示檢測到的實際電壓或電流。在選擇電壓后，如果負載太小，導致實際電流有效值大于5A，則顯示過載信息。在選擇電流后，如果負載太大，導致實際測試電壓有效值大于100V，則也會顯示過載信息。
2.4.2 接線方法
選擇電壓測試時，將S1短接另一個M1，S2短接另一個M2。用萬用表電壓檔測量S1和S2之間的電壓，若與實際電壓相符，說明設備能夠輸出電壓且電壓測量環節正常。
電流測試時，將電源輸出的S1、S2端子短接。電壓回測的M1、M2不接。可在輸出的S1和S2之間串入萬用表電流檔，若萬用表測量的電流與實際電流相符，說明設備能夠正常輸出電流且電流測量環節正常。
ZSDW-5A大型地網接地電阻測試儀是大家在做高壓電力試驗，尤其是在野外進行試驗的是，經常需要用到的設備，因此不論是在選擇設備，還是在使用設備的時候，都需要格外注意。
功能按鈕
2.5.1 參數頁功能按鈕
(1)．打開報告
報告界面，如圖2.12。選擇打開某個試驗報告，該報告的參數信息和數據會顯示到各個頁的對應欄目中。
圖2.13 保存試驗報告界面
(3)．系統工具
系統工具界面，如圖2.14。在該界面中可以進行時間校對、系統升級等操作。其中：調試用于出廠調試，升級用于軟件界面的升級。
圖2.15 幫助界面
（5）打印
用戶可以打印當前報告，此報告可做為現場試驗的原始記錄。
2.5.2 結果頁功能按鈕
(1)、誤差數據
選擇誤差數據將顯示5%和10%誤差情況下，額定一次電流倍數與最大負荷之間的關系數據界面，如圖2.16。界面中給出的數據是根據實際勵磁測試數據計算得到的。計算方法見附錄B。
圖2.16 5%誤差數據界面
(2)、誤差曲線
選擇誤差曲線，將顯示10%（或5%）誤差情況下，額定一次電流倍數與最大負荷之間的關系曲線界面，如圖2.17。界面中橫坐標為額定一次電流倍數，縱坐標為允許的最大負荷。
圖2.17 10%誤差曲線界面
(3)、勵磁數據
選擇勵磁數據將顯示勵磁數據界面，如圖2.18，界面中給出了自動計算出來的拐點電壓和拐點電流。
圖2.18 勵磁數據界面
(4)、勵磁曲線
選擇勵磁曲線將顯示勵磁曲線界面，如圖2.19，界面中給出拐點電壓和拐點電流。
圖2.19 勵磁曲線界面
(5)、比值差表
選擇比值差表將顯示不同額定電流百分比和不同負荷值情況下被測CT的比值差表，如圖2.20：
圖2.20 比值差表界面
(6)、相位差表
選擇相位差表將顯示不同額定電流百分比和不同負荷值情況下被測CT的相位差表如圖2.21：
圖2.21 相位差表界面
第三章 PC機操作軟件使用說明
對于ZSCPT-220P 變頻互感器綜合特性測試儀的試驗報告，可以通過PC機操作軟件來完成對試驗源數據文件的分析和生成WORD報告。
3.1 界面說明
PC機操作軟件界面如圖3.1。
3 結論
①隨著特高壓、大容量、超大規模電網的逐步形成，為保證電網的安全、穩定、可靠運行，研發智能電網和進行示范工程是急迫及至關重要的任務。
②為保證智能電網實現自愈性，要求研制和生產高速及高準確度的電子式互感器在線校驗系統。
③研制新型的傳感器、在線檢測裝置是實現智能電網所需的智能代理器的基礎。
容量和準確等級（包括電壓互感器的剩余繞組）應滿足測量儀表、保護裝置和自動裝置的要求 。
結合學習《設計手冊》有關章節：2、按準確級和容量選擇電壓互感器：
Ⅰ、按準確級：即對于各種測量表計，應按下列規定選擇電壓互感器：〈1〉裝設在發電機、電力變壓器、調相機、廠用（或所用）饋線、出線等回路中的電度表用電壓互感器為0.5級，供計算電費的電度表專用電壓互感器，其準確等級應不低于0.2級。〈2〉供作運行監視、估算電度表、發電廠中的功率表和電壓繼電器的電壓互感器，其準確等級選用1級。〈3〉供用于估計被測量數值的表計（如電壓表和只有一只線圈的電壓繼電器）用電壓互感器，其準確級為3級。〈4〉對于接于三相系統相與地之間的單相電壓互感器，且需要同時向保護、知道裝置、測量一般和計量裝置提高電壓量時，一般應具有二個二次繞組和一個剩余電壓繞組，其準確級組合為0.2、0.5、3P和6P的組合。〈5〉對于接于三相系統的單相互感器，一般應具有兩個二次繞組，其準確級組合應分別滿足所接最高準確等級負荷要求 的0.2、0.5、3P和6P組合。〈6〉對于接于三相系統相與地之間的計量專用電壓互感器，一般應具有準確級組合為0.2/0.5或0.5/0.5的二個二次繞組。
Ⅱ、按二次負荷選擇：電壓互感器的準確級和二次負荷大小有關，并且以負荷最重的一相來判別它的準確級是否能達到要求。
對負荷不太大的，一般于按負荷估算而確定電壓互感器的容量
據當前各類繼電保護（數字式微機等），測量儀表和計量裝置的廠家技術資料和現場實測，每個元件（線路、變壓器等），每個電壓等級的功率消耗一般不超過下述范圍：
繼電保護3~5VA（數字式微機保護RCS-9000系列，查說明書只有0.5VA/相）；測量儀表：2~4VA；計量裝置：4~6VA（110kV及以下電壓等級）。按照上述估計數據，母線用電壓互感器二次相負荷每繞組不超過50VA，總容量不超過100VA；線路用電壓互感器相負荷每繞組不超過10VA，總容量不超過30VA。
對于較復雜的大型變電所，而要求精確計算出電壓互感器的實際負載時，則應按設計手冊中的表20~25和表20~26中規定的公式進行驗算。
Ⅲ、用估計法對電壓互感器容量選擇例舉：、
設某變電所10kⅠ段Ⅱ段母線各有出線7條，所設保護、測量、計量裝置類型均同，試確定10kVⅠ段Ⅱ段母線電壓互感器容量
顯然：Ⅰ段Ⅱ段母線電壓互感器容量相同。
每臺總容量估算：
=（5+4+6+2）*8=144VA
考慮導線接觸電阻和適當浴度，可選150VA
每組二次繞組的容量可以是50VA（次級為三繞組）
而現在保護裝置和計量均為電子化，實際負載遠小于上述，即接
S=（0.5+2+4+2）*8=8.5*8=68VA
考慮裕度和接觸電阻選用100VA即可。一般10kV單母線上出線超過7條，按一次設計有關規定即要分母。以一次系統設計圖而定線路數和元件。
同理35kV母線、110母線用電壓互感器容量估算，也可根據一次系統設計，視其出線條數和元件（變壓器）定數，在視所用保護、測量、計量裝置類型，直接查照該裝置提供的交流電壓回路消耗的功率或參照上述數據，代入計算。
110kV以上電壓等級的（220kV~500kV），按超高壓系統對電壓互感器要求而選型。需再進一步學習和探討。
不管是老標準還是新規程，都把電流互感器交接時和更換繞組后的現場變比檢查試驗列為重要試驗項目。雖然電流互感器變比的準確度應由制造部門保證，但由于種種原因，現場試驗時偶而也能檢查出錯誤(大多是抽頭引錯)。因此現場變比檢查試驗成為多年不變的項目。
電流互感器工作原理大致與變壓器相同，不同的是變壓器鐵心內的交變主磁通是由一次線圈兩端交流電壓所產生，而電流互感器鐵心內的交變主磁通是由一次線圈內電流所產生，一次主磁通在二次線圈中感應出二次電勢而產生二次電流。
從電流互感器工作原理可知：決定電流互感器變比的是一次線圈匝數與二次線圈匝數之比，影響電流互感器變比誤差的主要原因有：(1)電流的大小，比差和角差隨二次電流減小而增大；(2) 二次負荷的大小，比差和角差隨二次負荷減小而減小；(3)二次負荷功率因數，隨著二次負荷功率因數的增大，比差減小而角差增大；(4) 電源頻率的影響；(5)其它因素。電流互感器內部參數也可能引起變比誤差，如二次線圈內阻抗、鐵心截面、鐵心材料、二次線圈匝數等，但這是由設計和制造決定的。
電流互感器變化的誤差試驗應由制造廠在出廠試驗時完成或在試驗室進行。而電流互感器變比現場試驗屬于檢查性質，即不考慮上述影響電流互感器變比誤差的原因而重點檢查匝數比。根據電工原理，匝數比等于電壓比或電流比之倒數。因此測量電壓比和測量電流比都可以計算出匝數比。
1 試驗方法分析
現根據試驗接線圖和等值電路圖分別討論電壓法和電流法檢查電流互感器變化試驗的原理和特點。
1.1 電流法
1.1.1 試驗原理
電流法檢查電流互感器變比試驗接線圖
——電流源包括 1 臺調壓器、1 臺升流器；L1、L2——電流互感器一次線圈2 個端子；K1、K2——電流互感器二次線圈2個端子；A1——電流表(測量電流互感器一次電流)；A2——電流表(測量電流互感器二次電流)
電流法檢查電流互感器變比等值
——電流源；A——電流表；I1——電流互感器的一次電流；I2′——折算到一次側的電流互感器二次電流；r1、x1——電流互感器一次線圈電阻、漏抗；r2′、x2′——折算到
一次的電流互感器二次線圈電阻、漏抗；Zm——電流互感器激磁阻抗
當電流互感器正常運行時二次線圈處于短路狀態，鐵心磁密很低，即Zm很大。從等值電路圖可知，當Zm很大時，I1＝I2′。
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