全自动互感器校验装置主要用于ct、pt电流互感器及电压互感器的批量误差校验。互感器校验装置由互感器校验仪、电压电流负荷箱、电子源控制柜、12台位互感器测试台等几部分组成。操作人员可通过计算机上的互感器误差校验管理软件,设定被检互感器类型、量程、准确度等级、二次负荷、功率因数、被测互感器台位等主要参数,通过rs485传输和控制,一次升流即可完成12只同变比电流互感器的测量工作,全程试验时间仅需3~5分钟,实现了真正意义上的极速校验功能,大大提高了工作效率。
由电流互感器的等值电路及相量图可以得出,由于激磁电流i0的存在,使实际的一次电流i1与旋转180°并折算到一次侧的二次电流-i2在数值上与相位上都不相同,因而存在比值差和相位差,其中比值差用式f=(kni2-i1)/i1计算。kn为额定电流比,i1和i2为实际一次及二次电流有效值。另外还把旋转180°后的二次电流相量-i2与一次电流相量i1之间的相位之差,称为相位差,用δ表示,单位为分或厘弧度。如果-i2超前i1相位差为正;如滞后,则相位差为负,互感器的误差还可以用复数符号表示,记为k=i1/i2及ε=f+jδ,δ以弧度作单位。在计算测量结果的综合误差时,复数符号法是十分有用的工具。根据电流互感器误差的定义,电流互感器的比值差就是误差电流i0在i1相量上的投影与i1之比,相位差就是δ角。由于δ角很小,它与ψ及α角相比可以忽略。因此i0与i1的夹角可认为是90°-ψ-α,并且δ角的弧度值可以用δ角的正弦函数值代替,zui后得到:
f=-(100i0/i1)sin(ψ+α) (%) (图1)
δ=(3438i0/i1)cos(ψ+α)(ˊ) (图2)
上述式子表明,电流互感器的比值差,相位差与激磁电流i0和i1的比值及ψ角大小有关,也与二次回路阻抗角α的大小有关。
图1 电流互感器的电流特性曲线图
电流互感器的误差与一次电流的关系称为电流特性,如图1所示。在小电流区,由于铁芯磁密低(数十毫特),i0/i1的值比较大,ψ角比较小(30°-40°),比值差偏负,相位差偏正。随着一次电流增加,铁芯磁密增加(数百毫特),此时i0/i1减少,ψ角变大(50°-60°),比差向正方向变化,角差向负方向变化。
图2 电流互感器的负荷特性曲线图

互感器校验装置的电流互感器误差与二次负荷的关系称为负荷特性。曲型的负荷特性曲线如图2所示,随着二次负荷的增加,i0/i的值也增加电流互感器的比差向负方向变化,角差向正方向变化。当二次负荷的功率因数减少时,随着δ角增加,电流互感器的比差和角差都向负方向变化。
图3 电流互感器的误差测量检定接线图

电流互感器可以认为是用电流源激励的电力设备,它的输出电压取决于二次负荷的大小。因此,使用中的电流互感器不允许二次侧开路,如果二次线圈开路,一次电流i1变成激磁电流,其数值比正常时的i0增加数百倍,铁芯中的磁通φ0由正常时的数十毫特斯拉剧增到饱和时的1.4到1.8特斯拉,感应电压峰值可达几千伏,危及设备与人身安全。另外,磁密太高会使铁芯严重发热,互感器容易烧坏,同时铁芯还容易产生剩磁,造成电流互感器超差。互感器校验装置的电流互感器铁芯如果有剩磁,其平均磁化曲线就不再过原点,这时产生谐波失真,使比值差向负方向变化,相位差的变化方向与铁芯磁特性有关。通常情况下,铁镍合金铁芯向负方向变化,硅钢片铁芯向正方向变化。
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