ct伏安特性试验及数据分析1

ct伏安特性试验及数据分析

摘要：CT电流互感器是电力设备中将强电流信号转换成二次使用的弱电流信号，用于保护、测量回路，其运行性能的好坏直接关系到保护的正常运行、测量的准确，本章对CT电流互感器伏安特性曲线测量方法、注意事项,10%误差曲线定义、画法以及数据分析及异常判别、校核方法进行解析,对新安装的互感器校验检查具有一定的指导意义。

一、CT伏安特性试验概述

所谓CT伏安特性:是指在电流互感器一次侧开路的情况下，电流互感器二次侧励磁电流与电流互感器二次侧所加电压的关系曲线，实际上就是铁芯的磁化曲线，即该曲线在初始阶段表现为线性，当铁芯磁化饱和拐点出现时，该曲线表现为非线性。

试验的主要目的：一是检查新投产互感器的铁芯质量，留下CT原始实验数据；二是运行CT停运检验维护时（通常配合机组大修时进行）通过鉴别磁化曲线的饱和程度即拐点位置，以判断运行一定时期后互感器的绕组有无匝间短路等缺陷，以便及时发现设备缺陷，确保设备安全运行。三是对差动保护CT 精度有要求的进行10%误差曲线校核。

二、原理接线

利用调压器、升压变、电流表、PT、电压表试验接线如图所示：

1）通常情况下电流互感器的电流加到额定值时，电压已达400V以上，用传统试验设备试验时，调压器无法将220V电源升到试验电压，必须使用一个升压变(其高压侧输出电流需大于电流互感器二次侧额定电流)升压，一个PT或FLUKE87型万用表读取电压。由于FLUKE87型万用表可测最高交流电压为4000V，故可用它直接读取电压而无需另接PT。

2）利用CT伏特性测试仪试验时，接线如图所示：目前生产的CT伏安特性测试仪一般电压可升至2500V，且具备数字电压、电流显示功能，部分测试仪具备数据处理功能,可直接打印出CT特性曲线.

三试验过程及注意事项

1）试验前，应将电流互感器二次绕组引线和CT接地线均应拆除，做好防止接地的可靠安全措施，即保证试验时CT各相别可靠独立于应用设备，否则可能造成设备的损坏。

2）试验时，一次侧可靠开路，从CT二次侧施加电压，参考CT额定电流预先选取几个电流点，一般取10个电流点，即每10%额定电流为一个电流点，逐点读取记录或储存相应电压值、电流值,每个点必须从零开始升压升流,以消除互感器内的剩磁,保证测量数据的准确性。

3）通入的电流或电压以不超过制造厂技术条件的规定为准，电压应不得高于CT 匝间绝缘要求电压。当电压稍微增加一点而电流增大很多时，说明铁芯已接近饱和，应极其缓慢地升压或停止试验，该点即为拐点电压。

4）试验后，根据试验数据绘出或打印伏安特性曲线，对应相应CT初始伏安特性曲线或最近测量的伏安特性曲线进行比对分析。

5）恢复电流互感器二次绕组引线和CT接地线以及其它临时安全措施。

四、数据分析

1.电流互感器10%误差曲线校核：只对继电保护有要求的CT二次绕组进行，一般对差动保护用CT要求必须满足10%误差曲线要求。

2.测得的伏安特性曲线与出厂的伏安特性曲线或最近的测量伏安特性曲线比较，拐点电压不应有显著降低。若有显著降低，应检查二次绕组是否存在匝间短路。具体分析如下：下图为CT等效电路图，其中I1为测量电流，Ie为激磁电流，I2为流过CT直阻的电流。

3、当CT工作在正常伏安特性曲线的线性非饱和区域时，所测电流包括CT的励磁电流Ie及流过CT直阻的电流I2两部分，在此区域随着所加电压的增加，流过CT直阻的电流I2随之升高，CT的励磁电流Ie随之升高，因I1=Ie+ I2，所以测量电流I1随之升高。

4、当CT工作在铁芯饱和区域时，所测电流包括CT的励磁电流Ie及流过CT 直阻的电流I2两部分，在此区域随着所加电压的略微增加，流过CT直阻的电流I2随之升高非常缓慢，CT的励磁电流Ie随之快速升高，因I1=Ie+ I2，所以测量电流I1随之快速升高，这是因为当铁芯饱和时，大量电流损耗于铁芯发热上，由于CT直阻与CT二次绕组匝数有关，当发生CT二次绕组匝间短路故障时，造成CT直阻R降低，在CT铁芯饱和电流不变的情况下，拐点电压U=I2*R，从而在CT伏安特性曲线上表现为拐点电压U明显降低，据此初步判断CT二次

绕组有异常。

5、下图为一伏安特性曲线，其中横轴为电流I1，纵轴为U，A、B两点为拐点，B点电压为1600V、A点电压为1878V，B点电压明显低于A点电压，两条曲线均为同一CT伏安特性曲线，且上方1曲线为CT出厂时的原始伏安特性曲线，下方2曲线为新近测量曲线，应用以上4、的分析，表明该CT已存在缺陷，需进一步检查或更换。

五、10%误差校核

电流互感器的变比误差除了与互感器本身的特性有关外,还和互感器二次负载阻抗有关;一般对误差要求的继电保护要求互感器的一次电流等于最大短路电流时,其变比误差应小于10%,校核时在互感器伏安特性曲线上在拐点处做一线性延长线1,在图1中横轴找到一个电流I1b,自I1b点作垂线与曲线1、2分别交于B、A 点，且BA=0.1I1b,如果电流互感器一次电流I1I1b,其变比误差就大于10%.

为了便于计算, 图2 制造厂家对电流互感器提供了在M10(10%误差曲线)下允许的二次负载阻抗Zen,当我们已知M10(最大短路一次电流)时,从10%误差曲线上可以很方便地得出允许的负载阻抗,如果它大于或等于实际的负载阻抗,误差就满足要求,否则,应设法降低实际负载阻抗,直至满足要求为止.当然,也可以在已知实际负载阻抗后,在该曲线上求出允许的M10(最大短路一次电流),用以与流经电流互感器一次绕组的最大短路电流作比较, 如果它小于或等于实际的负载阻抗,误差就满足要求,否则,应设法降低实际负载阻抗,直至满足要求为止.

以上针对新安装互感器的特性误差检查,若是进行保护装置改造, 互感器不动,可只进行新旧装置的实际的负载阻抗比较,若新装置小于或等于旧装置实际的负载阻抗,则互感器的特性误差肯定满足要求,否则,需进一步以以上方法进行校核.