ct测试仪(互感器多功能综合测试仪)应用技术方案详解

互感器多功能综合测试仪应用技术方案

作者：陈前臣

电流互感器是电力系统一次设备中的基础环节，其性能质量的好坏直接影响到电力系统的安全运行以及继电保护的正确动作。系统中每当新的线路或新设备投产时，都必须对CT进行严格测试。根据规程规定，对于保护型CT必须测试如下项目：CT伏安特性曲线、10%误差曲线、变比；对测量型CT必须测试如下项目：CT变比、极性、在各种工作电流情况和各种二次负载情况下的比差、角差。

一、传统的手动型测试CT伏安特性和变比的方法

国内传统的保护CT伏安特性的测试方法主要是手动测量方式，测试原理见下图。采用手动调节的自耦升压调压器输出电压，加到CT付方，用普通电压、电流表进行读数。两人操作，一人操作调压器，另一人读数。当手调升压器到某一数值时同时读取电压、电流数据，然后手工描绘伏安特性曲线。

变比测量原理见下图。通过手动调整输出大电流加到CT原方，测量付方电流，计算原付方电流之比，即可计算变比值。

传统方法的主要缺点是接线复杂，耗费大量人工，速度慢，测量精度差，而且任意出错，测试伏安特性时有时需要加到高达2000V电压，因而人工操作安全性极差。传统方法显而易见非常落后，亟待改进。

二、对CT的测试方法以及测试仪器主要经历了三个阶段的变化

1、第一代测试仪器：半自动（手动调压、自动测量）型CT伏安特性特性测试仪器

基于传统直接测量方法的基本原理，开发的一种数字记录方法的测量装置。将手调升压调压器和数字电压电流表头以及单片机电路装在同一装置内，手动调节升电压，单片机记录数据，描绘伏安特性曲线。这种方法比全手动测试方法有了一点技术进步，但操作不方便，安全性和可靠型仍然不高。

主要缺点：

●人工操作，速度慢，

●测量精度差不高，

●由于人工直接调节，操作安全性极差。

●直接产生大电压电流进行测量，因而体积和重量均很大

2、第二代测试仪器：全自动型，自动升压法测试CT伏安特性，直接升流法测试CT变比极性的测试仪器

微处理器控制的全自动型测试装置。内置步进电机控制的全自动升压器产生电压，自动测量、描绘伏安特性曲线，计算10%误差曲线；内置自动升流器测量CT变比、极性。测试原理见下图。

主要特点：

●全自动测试：可以自动完成对CT的伏安特性、变比、极性、二次负载、10%误差曲线的测试，最大程度简化试验接线，测试效率高。

●高精度测量：彻底消除人工读数及手动处理所带来的测量误差。

●安全性高：接线简单，测试过程全自动，不需人工接触，可以保证很高的安全性。

●测量结果的自动处理：实时显示测试数据并描绘曲线，计算拐点，自动存储和打印，上传电脑存档等。

典型代表：FA-102型CT伏安变比极性综合测试仪

后来在此型基础上推出了可以兼容测量PT伏安特性、变比、极性的互感器特性综合测试仪。典型代表：FA-103、FA-105型CT伏安变比极性综合测试仪

主要缺点：

●仍属于工频直接测量法，需要产生高电压和大电流进行测试

●由于使用大调压升压器和升流器，体积重量大

●由于需测量的电压和电流范围大，故而测量精度无法保证高，因此只能用来测试保护型CT，无法测试测量型CT

3、第三代测试仪器：低频法测试伏安特性，间接法测试变比和极性，可以涵盖保护CT和测量CT 的完整测试装置

低频法测试伏安特性：CT的励磁电感相同的情况下，励磁阻抗值与频率成正比。因此，使励磁电感达到相同饱和，所施加电压的频率越低则电压的幅值越低，这就是低频法测试伏安特性的基本原理。低频法测量可以降低所加电压量值，从而实现体积小重量轻，并且测量精度大大提高，即可用于保护CT的伏安特性也可用于测量CT的比差角差测量，实现对所有CT的完整测试。

间接法测量变比基本原理：在CT二次绕组上施加交流电压，在原方将会产生感应电压，二次绕组铁心上的交流电压与一次侧感应电压幅值之比理论上等于匝比，与在一次侧通大电流的直接法相比，这种变比和极性测试方法不需要大电流，具有测试设备容量小、安全等特点，称这种CT测试方法为间接法。

主要特点：

●功能全面：可用于各种型号CT（含TP类）的伏安特性、10%误差曲线、变比、相位、极性、二次绕组电阻、二次回路负荷、比差以及角差以及在不同工作电流、不同负载情况下的比差、角差等稳态或暂态特性测试，自动计算出拐点电压/电流、10％误差曲线、准确限值系数（ALF）、仪表保安系数（FS）、二次时间常数(Ts)、剩磁系数(Kr)、准确级、饱和及不饱和电感等CT参数。

●高精度测量：由于测量电压范围小，可以实现高测量精度，精度达0.1%

●覆盖从保护CT到测量CT的全面测试，这是直接法无法比拟的技术和应用优势

●体积小，重量轻，轻小便携

●测量结果的自动处理：实时显示测试数据并描绘曲线，自动存储和打印。并可上传电脑管理和存档。

典型代表：CTY-200型CT综合测试仪

主要缺点：

●由于采用直接法测量，不输出大电流，因而不能作为大电流源顺便供现场常需要的大电流使用

●有些厂家生产的仪器并无高精度测量功能，因而主要只能用于保护CT的伏安特性较粗略测试，无法用于比差、角差测试，更无法用于测量CT的测试

三、各型CT特性测试仪的测试方案

1、FA-102 CT伏安变比极性综合测试仪

基于传统直接测量法，武汉豪迈公司于2003年在国内首创推出的“FA-102 CT伏安变比极性综合测试仪”，实现了对保护CT的全自动测试，把试验人员从繁重的人工测试中解脱出来。

（1）．该装置主要功能和特点：

●可以以更高的精度自动完成过去人工测试的所有项目，即可以自动完成对CT的伏安特性、变比、极性、二次负载、10%误差曲线等内容的测试。彻底消除人工读数及手动处理所带来的测量误差。

●取消常规测量仪表，内置升流器、调压器等设备，最大程度简化试验接线，以提高测试工作效率。

●测量结果的自动处理：包括测试数据的实时显示及自动存储、伏安特性曲线的绘制与打印、测试后数据的集中上传与管理，以及自动判断互感器的精确度等级。

●友好的人机界面：采用LCD图形技术、汉字界面菜单、无键盘操作方式等等。

●完善的内部故障自诊断及掉电保护等功能。

l 伏安特性试验

单机试验接线如下左图，外部升压器试验接线如下右。试验过程如下：

试验中，仪器在被测CT二次侧施加电压，并得到相应电流，仪器不断的自动升压，测得一组电流电压数据，在U－I坐标上自动描绘被测CT的伏安特性曲线；若再输入CT二次侧阻抗值可进一步得到被测CT的5%或10%误差曲线。

●变比极性试验

试验接线如下图，试验过程如下：

在被测CT一次侧施加设定的大电流，CT二次侧电流送回仪器进行测量，测得被测CT的一次侧、二次测电流及相应的相位，可计算出被测CT的实际变比和极性。