低压测试法及其在特殊互感器测试中的运用

低压测试法及其在特殊互感器测试中的运用

窦体权、陈浩、李英

云南电网有限责任公司文山供电局 云南，文山， 663000

摘要：低压测试法非常适用于普通CT与特殊CT测试，测试操作简单直接，充分运用了误差原理，借助CT测试仪对CT进行直接的测试，最后使用误差理论公式计算出CT的角差与比差值，为CT的校验提供依据，该方法在CT现场校验中应用较为普遍。本文针对该方法在特殊CT测试中的运用进行了分析，明确了CT低压测试的使用原理和需要测量的关键参数，并给出了角差与比差值计算的方法，以期作为低压测试法在CT测试中运用的参考。

关键词：低压测试法；互感器测试；特殊互感器

互感器（CT）测试的目的是为了进行互感器的校验，以此确保电能计量的准确性，供电单位需定期进行互感器的测试与校验工作。以往使用的是标准比较法，现场测试需使用较多的仪器设备，由于测试现场环境较差，测试具有一定的风险性。在低压测试法出现以后，使用便携式测试仪就可完成互感器的测试，该测试方法遵循了误差理论，借助计算机进行互感器测量数据的处理，最终获取比差与角差，测试操作简单、速度快，使得低压测试法在特殊互感器测试中得到了普遍的应用。

1.低压测试法使用原理

该测试法是在CT二次侧上注入不同的电压，检测CT的运行状态，获取的运行参数有阻抗、电压值、功率值、励磁电流等，然后使用误差理论公式计算出比差与角差，公式如下：

比差：RE=（I₀/I_sec）×sin(Φ+θ)

角差：PA=（I₀/I_sec）×cos(Φ+θ)

其中I₀为二次回路励磁电流，I_sec二次电流，Φ阻抗角，θ为二次侧视在功率与有功功率的夹角。

在低压测试中，变压器为注入电压端，CT二次侧为接收端，CT内部形成电流、电压、功率，使用CT测试仪测量以上数据，进行二次回路中CT二次端电压、有功功率、I₀等的计算。所以，CT二次侧接收到的电压决定着整个低压测试的结果，需使用如下公式进行计算：I_pri/N= I₀+I_sec，（I_pri一次电流，N是一次与二次线圈匝数比）。向二次侧注入电压V_T，一次侧正常运行，二次回路中形成I₀，该值与V_T形成线性关系，需在低压测试中先计算出V_T值。通过注入V_T调整CT的额定电流值，模拟CT实际运行状态，最终得到CT的RE与PA值。需要使用到的计算公式如下：V_T= I_sec×Z_E，Z_E= ，R_E=R_B+R_W，其中Z_E为二次回路总阻抗，R_E二次回路电阻，R_B二次负荷Z_B电阻，Z_B使用CT铭牌上的参数进行计算。R_W二次绕组电阻，使用万用表测量。X_B是二次负荷的电抗；I_sec为已知数据，包括了1%、5%、20%等额定电流。

2.低压测试流程

2.1变比测试

CT测试仪与CT一、二次侧连接在一起，在二次侧注入电压，然后检测一次侧的电压，将采集的数据上传至计算机软件中，获取变比值。

2.2获取阻抗与误差

首先获取二次负载和阻抗，根据CT不同的额定电流，计算出相应的V_T，然后向二次侧注入该V_T值，模拟CT在不同额定电流情况下的运行状态，并测量不同额定电流下CT的I₀、电压、有功功率、无功功率、视在功率，然后计算出θ。I_sec二次电流为已知数据，计算出不同I_sec下的I₀，Φ阻抗角使用CT二次回路阻抗三角图进行计算，如图2所示，在上文的计算公式中获取了图中各个边的数值，Φ角使用三角公式可以很容易计算出结果。通过以上计算获取了Φ、θ、I₀、I_sec等值后，就可使用RE与PA公式，计算出CT的比差与角差值。

图1 CT二次回路阻抗三角图

3.低压测试法在特殊互感器测试中的具体应用

3.1变压器套管CT测试中的运用

变压器套管CT低压测试如图2所示，该CT安装在变压器的套管上，与变压器封装在一起，不能拆卸下来，传统的测试方法显然不适用。使用低压测试法直接将CT测试仪与CT进行连接，并切断CT一次侧与线路的连接，测试过程中无需拆卸CT，测试更为的简单直接。

图2 变压器套管CT测试

变压器套管CT使用低压测试法的流程如下，第一，进行变比测试，得到变比值；第二，使用CT测试仪进行测量，获取计算比差与角差的各项参数，一次回路为开路状态，测量出二次负载与阻抗，然后计算出CT不同额定电流下二次回路注入的电压值V_T，最后在CT二次侧分别注入这些V_T值，模拟CT不同额定电流下的运行状态，获取比差与角差计算所需的I₀、I_sec、Φ、θ，具体计算流程详见上文的低压测试法使用原理，以此完成变压器套管CT测试工作。此外，在使用低压测试法中，变比值测量存在一定的误差，通常在20%左右，会对最终的计算结果产生影响，由于变压器套管CT对测量的精确度要求不是很高，建议在变比值的计算中，参照二次直流电阻进行考量，在二次电阻无问题的情况下，将变比视为额定变比，得到近似变比值。

3.2 SF₆气体绝缘CT测试中的应用

该CT为封装结构，与其他CT的运行方式几乎没有差别。但在使用低压测试法过程中，直接连接CT测试仪测试的效果较差，变比的不确定性是导致测试成功率不高的主要原因，需根据SF₆气体绝缘CT的特点，进行测试方法的调整，以减少测试结果的偏差，具体如表1所示。测试效果不佳主要体现在低电流点上，该处的电压小，并且周围存在众多的杂散信号，使低压测试过程受到一定的干扰，形成了变比错误、误差大、信号低等问题。所以在实际的测试中，适当增大电压，将一、二次同名端进行对地短接，降低杂散信号的影响，保证测试结果的准确性。

表1 SF₆气体绝缘CT低压测试法调整前后比对表

结语：低压测试法在特殊互感器测试中的运用，与传统的标准比较法相比表现出了良好的优势，CT测试仪体积小、携带方便，与被测CT直接进行连接，测量获取的数据使用计算机进行处理，减少了现场测试的工作量。该测试方法在测试特殊互感器时，需要测试人员明确该方法的使用原理，熟知计算公式，以及需要测量与计算的关键参数，将测试误差控制在合理的范围内，以此保证CT测试工作的质效，提高电能计量的精确度。

参考文献：

[1]聂琪,胡浩亮,刘少波,等.一种直流电压互感器的低压现场校验方法[J].沈阳工业大学学报,2021,43(1):5.

[2]李胜,詹红生,田军明,等.CVT介质缺陷的低压测试技术[J].电子技术与软件工程,2019,(2):1.