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電力技術
CT二次側實測阻抗測量試驗儀（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二次側實測阻抗測量試驗儀（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
如發現上述異常現象，首先應仔細觀察，并通過儀表指示等判斷引起聲音異常或鐵芯過熱的原因，如果是過負荷引起的應采取降低負荷，至額定值以下并觀察其運行。如果是二次回路造成的，則應立即停止運行(或將負荷減小至最低限度)，處理過程中采取必要的安全措施以防止觸電。如果因其絕緣破壞造成放電，則應予以更換。
二.電壓互感器
故障現象：運行中的電壓互感器一次側熔絲熔斷。
(1)由于電壓器感器內部發生匝間、層間或相間短路以及一相接地等故障，都有可能造成熔絲熔斷。
(2)二次回路故障，也就是互感器二次側故障時二次側熔絲選配過大而造成一次側熔器熔斷。
(3)10千伏統一相接地。10千伏系統一相接地時，其他兩相的對地電壓升高根號三倍，對于Y0/Y0接線的電壓互感器，其正常的兩相對地電壓將變成線電壓，由于電壓升高引起電流增加，可能會熔斷熔絲。
(4)電力系統發生鐵磁諧振。近年來來由于配電線路、電纜及用戶的大量增加，使10千伏配電系統的電氣參數發生了很大變化，逐漸形成了諧振條件，加之有些電壓互感器勵磁特性不好，因此，鐵磁諧振過電壓經常發生，電力系統諧振時在電壓互感器上將產生過電流，除造成一次側熔絲斷外，還經常導致電壓互感器燒毀事故。
分析處理：當發生電壓互感器一次側熔絲熔斷后，應當拉開電壓互感器隔離開關，并取下二次保險，檢查是否熔斷，在排除電壓互感器本身故障或二次故障后，可重新更換合格熔絲將電壓互感器投入運行。
電子式互感器在線校驗系統
（1）自愈性智能電網對電子式互感器在線校驗系統的要求
自愈性智能電網要求高速和高準確度的PMU，這樣才能高準確度進行電網運行參數（如I、δI、U、δU、cosφ、f、 P、 Q ）的測量, 監控電網的運行。目前常規電磁式電流互感器鐵芯在電力系統故障狀態下的鐵芯飽和及磁滯回線，會引起電流測量極其不準確。從而使PMU/ WAMS的測量也不準確，嚴重威脅現代化電網的安全穩定運行，增加了繼保裝置的復雜性；抗電磁干擾能力減弱；絕緣技術、體積、質量都隨電壓等級的升高而越來越大；運輸、安裝和維護困難；量測受頻率影響；變電站占地大，成本高等。為此，有必要研發能克服上述缺點并滿足智能電網要求的新型電子式電流互感器。
這種新型電子式電流互感器要求既快速又高度準確，并將為現代化大電網的安全可靠和經濟運行提供關鍵的基礎。它也是電力二次、二次設備的完美結合，解決了電網自動化發展的“瓶頸”。現代化大電網的安全穩定控制技術也急需滿足要求的電子式互感器在線校驗系統的出現。因此電子式互感器在線校驗系統不是二般的對電磁式互感器的升級換代，而是現代化大電網安全穩定運行的需求。
電網的安全運行要求電力設備安全可靠。而據統計，電網中的電力設備平均每年有1/3的事故都是因為互感器所致，如雷電季節，打雷或閃電都有可能導致互感器爆炸或燃燒。電子式互感器在線校驗系統的使用將大大減少這方面的事故。
電子式互感器在線校驗系統是電網二次的重要主設備，它們擔負著電網的精確“測量和計量”，以及故障“監測”的作用。要求量測的電網運行參數高度精確；裝置本身應具有相當的可靠性。它是為智能電網、數字化繼電保護、電網實時PMU、WAMS、電網快速狀態估計、電網暫態穩定監控、特高壓輸電線路的電暈測量、電網實時經濟調度、諧波在電網中的應用、電網輸電阻塞的緩解（美國）、解決輸電走廊問題的分相輸電技術、實現準確的故障測距和緊湊型二次智能設備等提供可靠保證。對現代電網運行和設備革命發揮重要的作用。因此，要求它必須具有高準確性、快速數據傳輸的高性能。
（2）電子式互感器在線校驗系統的國際標準和國家標準
國際電工委員會和國內標準化組織近年來也相應頒布了有關協議和標準以作為指導。IEC61850協議是變電站自動化系統建設的依據。完全符合IEC61850協議的二次和二次數字化設備的研制和產品化是建設智能電網的堅實基礎。IEC 61850-5-13規定了變電站內智能電子設備（IED， Intelligent Electronic Device）的同步標準以及電力系統有關參數值的指標，是變電站自動化系統的設計，電子式互感器在線校驗系統及IED的性能研制和生產以及電力部門招標必須依據的標準。IEC60044-7/8標準也是電子式互感器在線校驗系統制造檢測和招標應遵循的標準。我國于2007年1月正式頒布等同于IEC60044-7/8的國家標準GT20840-7/8，并于2007年8月1日起實施。[3]
1）根據國際標準IEC61850-5-13的要求，電子式互感器在線校驗系統需為各種智能IED提供高準確度的電流I和電壓U，其數據采樣率必須≥12000次/s，三相同步時間應為±1μs。[3]，[4]
2）PMU與WAMS的連接 PMU與WAMS的連接應滿足IEEE 37.118的準確性標準（1級）并對數據傳輸使用IEEE 37.118標準。 要求PMU的數據采樣率≥12000次/s，測量頻率的絕對準確度為± 1 mHz，絕對相角準確度為± 0.02度，時間準確度為 ± 1 μs。數據傳輸率為50/60 Hz。要達到此要求，提供給PMU和WAMS原始數據的電子式互感器在線校驗系統對I、U的測量準確度應小于0.2%, 三相同步時間為± 1 μs，相位移應滿足IEC60044－7/8的要求。[3]
3）IEC61850-9-1對以太網物理層傳輸速率的要求
電子式互感器在線校驗系統的綜合單元對保護、測量等IED的輸出傳輸速率應與IED的采樣率匹配。根據IEC61850-5-13的規定：保護裝置IED的采樣率為480、960和1920次/s；測量儀表的IED采樣率為1500、4000和12000次/s。
IEC61850-9-1規定：電子式電流/電壓互感器的綜合單元對保護、測量等IED的輸出傳輸速率應與IED的采樣率匹配。[3]，[5]
電力二次設備在線監測對堅強智能電網的作用
智能電網的自愈控制是在事故影響電網之前就從本地或局部地區對事故進行處理后，從而達到自愈的效果。由此可見，電力二次設備的在線安全監測裝置就是智能電網實現自愈控制的智能代理器最基礎部分。電力二次設備的在線安全監測裝置最初是為了對二次設備進行常規診斷，后來實現狀態檢修，以代替傳統的計劃檢修。當然，目前的在線安全監測，還不是實時的在線監測。在此基礎上，若狀態監測的可信度大大提高，并加快對設備狀態的監測頻率，就可逐步成為自愈智能電網的智能代理器。這樣，當新型的傳感器、在線監測裝置和執行機構研制出來后就可形成智能代理器，從而加強電網的自適應和重組控制能力。
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。
如發現上述異常現象，首先應仔細觀察，并通過儀表指示等判斷引起聲音異常或鐵芯過熱的原因，如果是過負荷引起的應采取降低負荷，至額定值以下并觀察其運行。如果是二次回路造成的，則應立即停止運行(或將負荷減小至最低限度)，處理過程中采取必要的安全措施以防止觸電。如果因其絕緣破壞造成放電，則應予以更換。
二.電壓互感器
故障現象：運行中的電壓互感器一次側熔絲熔斷。
(1)由于電壓器感器內部發生匝間、層間或相間短路以及一相接地等故障，都有可能造成熔絲熔斷。
(2)二次回路故障，也就是互感器二次側故障時二次側熔絲選配過大而造成一次側熔器熔斷。
(3)10千伏統一相接地。10千伏系統一相接地時，其他兩相的對地電壓升高根號三倍，對于Y0/Y0接線的電壓互感器，其正常的兩相對地電壓將變成線電壓，由于電壓升高引起電流增加，可能會熔斷熔絲。
(4)電力系統發生鐵磁諧振。近年來來由于配電線路、電纜及用戶的大量增加，使10千伏配電系統的電氣參數發生了很大變化，逐漸形成了諧振條件，加之有些電壓互感器勵磁特性不好，因此，鐵磁諧振過電壓經常發生，電力系統諧振時在電壓互感器上將產生過電流，除造成一次側熔絲斷外，還經常導致電壓互感器燒毀事故。
分析處理：當發生電壓互感器一次側熔絲熔斷后，應當拉開電壓互感器隔離開關，并取下二次保險，檢查是否熔斷，在排除電壓互感器本身故障或二次故障后，可重新更換合格熔絲將電壓互感器投入運行。
電子式互感器在線校驗系統
（1）自愈性智能電網對電子式互感器在線校驗系統的要求
自愈性智能電網要求高速和高準確度的PMU，這樣才能高準確度進行電網運行參數（如I、δI、U、δU、cosφ、f、 P、 Q ）的測量, 監控電網的運行。目前常規電磁式電流互感器鐵芯在電力系統故障狀態下的鐵芯飽和及磁滯回線，會引起電流測量極其不準確。從而使PMU/ WAMS的測量也不準確，嚴重威脅現代化電網的安全穩定運行，增加了繼保裝置的復雜性；抗電磁干擾能力減弱；絕緣技術、體積、質量都隨電壓等級的升高而越來越大；運輸、安裝和維護困難；量測受頻率影響；變電站占地大，成本高等。為此，有必要研發能克服上述缺點并滿足智能電網要求的新型電子式電流互感器。
這種新型電子式電流互感器要求既快速又高度準確，并將為現代化大電網的安全可靠和經濟運行提供關鍵的基礎。它也是電力二次、二次設備的完美結合，解決了電網自動化發展的“瓶頸”。現代化大電網的安全穩定控制技術也急需滿足要求的電子式互感器在線校驗系統的出現。因此電子式互感器在線校驗系統不是二般的對電磁式互感器的升級換代，而是現代化大電網安全穩定運行的需求。
電網的安全運行要求電力設備安全可靠。而據統計，電網中的電力設備平均每年有1/3的事故都是因為互感器所致，如雷電季節，打雷或閃電都有可能導致互感器爆炸或燃燒。電子式互感器在線校驗系統的使用將大大減少這方面的事故。
電子式互感器在線校驗系統是電網二次的重要主設備，它們擔負著電網的精確“測量和計量”，以及故障“監測”的作用。要求量測的電網運行參數高度精確；裝置本身應具有相當的可靠性。它是為智能電網、數字化繼電保護、電網實時PMU、WAMS、電網快速狀態估計、電網暫態穩定監控、特高壓輸電線路的電暈測量、電網實時經濟調度、諧波在電網中的應用、電網輸電阻塞的緩解（美國）、解決輸電走廊問題的分相輸電技術、實現準確的故障測距和緊湊型二次智能設備等提供可靠保證。對現代電網運行和設備革命發揮重要的作用。因此，要求它必須具有高準確性、快速數據傳輸的高性能。
（2）電子式互感器在線校驗系統的國際標準和國家標準
國際電工委員會和國內標準化組織近年來也相應頒布了有關協議和標準以作為指導。IEC61850協議是變電站自動化系統建設的依據。完全符合IEC61850協議的二次和二次數字化設備的研制和產品化是建設智能電網的堅實基礎。IEC 61850-5-13規定了變電站內智能電子設備（IED， Intelligent Electronic Device）的同步標準以及電力系統有關參數值的指標，是變電站自動化系統的設計，電子式互感器在線校驗系統及IED的性能研制和生產以及電力部門招標必須依據的標準。IEC60044-7/8標準也是電子式互感器在線校驗系統制造檢測和招標應遵循的標準。我國于2007年1月正式頒布等同于IEC60044-7/8的國家標準GT20840-7/8，并于2007年8月1日起實施。[3]
1）根據國際標準IEC61850-5-13的要求，電子式互感器在線校驗系統需為各種智能IED提供高準確度的電流I和電壓U，其數據采樣率必須≥12000次/s，三相同步時間應為±1μs。[3]，[4]
2）PMU與WAMS的連接 PMU與WAMS的連接應滿足IEEE 37.118的準確性標準（1級）并對數據傳輸使用IEEE 37.118標準。 要求PMU的數據采樣率≥12000次/s，測量頻率的絕對準確度為± 1 mHz，絕對相角準確度為± 0.02度，時間準確度為 ± 1 μs。數據傳輸率為50/60 Hz。要達到此要求，提供給PMU和WAMS原始數據的電子式互感器在線校驗系統對I、U的測量準確度應小于0.2%, 三相同步時間為± 1 μs，相位移應滿足IEC60044－7/8的要求。[3]
3）IEC61850-9-1對以太網物理層傳輸速率的要求
電子式互感器在線校驗系統的綜合單元對保護、測量等IED的輸出傳輸速率應與IED的采樣率匹配。根據IEC61850-5-13的規定：保護裝置IED的采樣率為480、960和1920次/s；測量儀表的IED采樣率為1500、4000和12000次/s。
IEC61850-9-1規定：電子式電流/電壓互感器的綜合單元對保護、測量等IED的輸出傳輸速率應與IED的采樣率匹配。[3]，[5]
電力二次設備在線監測對堅強智能電網的作用
智能電網的自愈控制是在事故影響電網之前就從本地或局部地區對事故進行處理后，從而達到自愈的效果。由此可見，電力二次設備的在線安全監測裝置就是智能電網實現自愈控制的智能代理器最基礎部分。電力二次設備的在線安全監測裝置最初是為了對二次設備進行常規診斷，后來實現狀態檢修，以代替傳統的計劃檢修。當然，目前的在線安全監測，還不是實時的在線監測。在此基礎上，若狀態監測的可信度大大提高，并加快對設備狀態的監測頻率，就可逐步成為自愈智能電網的智能代理器。這樣，當新型的傳感器、在線監測裝置和執行機構研制出來后就可形成智能代理器，從而加強電網的自適應和重組控制能力。
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