電流互感器勵磁曲線測量方法
1.0.1 P級勵磁曲線的測量與檢查應(yīng)滿足如下要求：核查電流互感器保護級（P 級）準確限值系數(shù)是否滿足要求有兩種間接的方法，勵磁曲線測量法和模擬二次負荷法。
1 勵磁曲線測量法
P 級繞組的V-I （勵磁）曲線應(yīng)根據(jù)電流互感器銘牌參數(shù)確定施加電壓，二次電阻r2 可用二次直流電阻r2 替代，漏抗x2 可估算，電壓與電流的測量用方均根值儀表。電壓等級不同估算。
x2 估算值見表1.0.1：
表1.0.1 x2估算值
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電流互感器額定電壓
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獨立結(jié)構(gòu)
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GIS 及套管結(jié)構(gòu)
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≤35kV
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66~110kV
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220~500kV
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x2 估算值（Ω）
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0.1
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0.15
|
0.2
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0.1
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例如：
參數(shù)：電流互感器額定電壓220kV，被檢繞組變比1000/5A ，二次額定負荷50VA，cosΦ=0.8， 10P20 ，
則：額定二次負荷阻抗ZL=( 50VA/5 A ÷5A)(0.8+j0.6)=1.6+j1.2Ω
二次阻抗Z2≈ +jx2=0.1+j0.2
其中 為直流電阻實測值
那么，根據(jù)已知銘牌參數(shù)“10P20”，在20 倍額定電流情況下線圈感應(yīng)電勢：
參數(shù)：電流互感器額定電壓220kV，被檢繞組變比1000/5A ，二次額定負荷50VA，cosΦ=0.8， 10P20 ，
則：額定二次負荷阻抗ZL=( 50VA/5 A ÷5A)(0.8+j0.6)=1.6+j1.2Ω
二次阻抗Z2≈ +jx2=0.1+j0.2
其中 為直流電阻實測值
那么，根據(jù)已知銘牌參數(shù)“10P20”，在20 倍額定電流情況下線圈感應(yīng)電勢：
E∣20In=20×5|(Z2+ZL)|=100|1.7+j1.4|= 100 √(1.72 +1.42 )=220V 。
如果在二次繞組端施加勵磁電壓220V 時測量的勵磁電流I0>0.1×20×5A=10A 時，則判該繞組準確限值系數(shù)不合格。
2 模擬二次負荷法
進行基本誤差試驗時，如果配置相應(yīng)的模擬二次負荷可間接核對準確限值系數(shù)是否滿足要求，例如：電流互感器銘牌參數(shù)同上，在正常的差值法檢測電流互感器基本誤差線路上，將二次負荷Z 'L 取值改為(20-1)Z2+20 ZL 取可，
即：Z 'L=（20－1）Z2 +20 ZL = 19 ×（0.1+ j0.2）+ 20（1.6 + j1.2）= 33.9 + j27.8Ω （E.0.1）
如果在二次繞組端施加勵磁電壓220V 時測量的勵磁電流I0>0.1×20×5A=10A 時，則判該繞組準確限值系數(shù)不合格。
2 模擬二次負荷法
進行基本誤差試驗時，如果配置相應(yīng)的模擬二次負荷可間接核對準確限值系數(shù)是否滿足要求，例如：電流互感器銘牌參數(shù)同上，在正常的差值法檢測電流互感器基本誤差線路上，將二次負荷Z 'L 取值改為(20-1)Z2+20 ZL 取可，
即：Z 'L=（20－1）Z2 +20 ZL = 19 ×（0.1+ j0.2）+ 20（1.6 + j1.2）= 33.9 + j27.8Ω （E.0.1）
在接入Z 'L時測量額定電流（這里為1000A ）時的復(fù)合誤差√（f 2 +δ2%）大于10% ，則判為不合格，其中δ單位取厘弧。
注：1 由于間接法測量沒有考慮一次導(dǎo)體及返回導(dǎo)體電流產(chǎn)生的磁場干擾影響，通常間接法測量合格的互感器再用直接法核查，其結(jié)果不一定合格；間接法測量不合格的互感器直接法測量其結(jié)果基本上不合格，但是間接法測量方法簡單、易行；
2 有懷疑時，宜用直接法測量復(fù)合誤差，根據(jù)測量結(jié)果判定是否合格。
1.0.2 電流互感器暫態(tài)特性的核查應(yīng)滿足如下要求：額定電壓為330kV 及以上電壓等級獨立式、GIS 和套管式電流互感器，線路容量為30×104kW 及以上容量的母線電流互感器及容量超過120×104kW 的變電站帶暫態(tài)性能的各種電壓等級的電流互感器，其具有暫態(tài)特性要求的繞組應(yīng)根據(jù)銘牌參數(shù)，采用低頻法或直流法測量其相關(guān)參數(shù)，核查是否滿足相關(guān)要求。
1 交流法
在二次端子上施加實際正弦波交流電壓，測量相應(yīng)的勵磁電流，試驗可以在降低的頻率下進行，以避免繞組和二次端子承受不能容許的電壓。
測量勵磁電流應(yīng)采用峰值讀數(shù)儀表，以能與峰值磁通值相對應(yīng)。
測量勵磁電壓應(yīng)采用平均值儀表，但刻度為方均根值。
二次匝鏈磁通道Φ，可由頻率fˊ 下的實測所加電壓的方均根值Uˊ按下式得出：
注：1 由于間接法測量沒有考慮一次導(dǎo)體及返回導(dǎo)體電流產(chǎn)生的磁場干擾影響，通常間接法測量合格的互感器再用直接法核查，其結(jié)果不一定合格；間接法測量不合格的互感器直接法測量其結(jié)果基本上不合格，但是間接法測量方法簡單、易行；
2 有懷疑時，宜用直接法測量復(fù)合誤差，根據(jù)測量結(jié)果判定是否合格。
1.0.2 電流互感器暫態(tài)特性的核查應(yīng)滿足如下要求：額定電壓為330kV 及以上電壓等級獨立式、GIS 和套管式電流互感器，線路容量為30×104kW 及以上容量的母線電流互感器及容量超過120×104kW 的變電站帶暫態(tài)性能的各種電壓等級的電流互感器，其具有暫態(tài)特性要求的繞組應(yīng)根據(jù)銘牌參數(shù)，采用低頻法或直流法測量其相關(guān)參數(shù)，核查是否滿足相關(guān)要求。
1 交流法
在二次端子上施加實際正弦波交流電壓，測量相應(yīng)的勵磁電流，試驗可以在降低的頻率下進行，以避免繞組和二次端子承受不能容許的電壓。
測量勵磁電流應(yīng)采用峰值讀數(shù)儀表，以能與峰值磁通值相對應(yīng)。
測量勵磁電壓應(yīng)采用平均值儀表，但刻度為方均根值。
二次匝鏈磁通道Φ，可由頻率fˊ 下的實測所加電壓的方均根值Uˊ按下式得出：
Φ= √2/2πf '·Uˊ（Wb） （1.0.2－1）
額定頻率.下的等效電壓方均根值U 為：
額定頻率.下的等效電壓方均根值U 為：
U=(2πf/√2)·Φ （V,r.m.s.） （1.0.2－2）
所得勵磁特性曲線為峰值勵磁電流im 與代表峰值通道Φ的額定頻率等效電壓方均根值U 的關(guān)系曲線。
勵磁電感由上述曲線在飽和磁通Φs 的20% 至90%范圍內(nèi)的平均斜率確定：
所得勵磁特性曲線為峰值勵磁電流im 與代表峰值通道Φ的額定頻率等效電壓方均根值U 的關(guān)系曲線。
勵磁電感由上述曲線在飽和磁通Φs 的20% 至90%范圍內(nèi)的平均斜率確定：
Lm=Φs／im=(√2) U／(2πfim) （H） （1.0.2－3）
當忽略二次側(cè)漏抗時，相應(yīng)于電阻性總負荷（Ret+Rb）的二次時間常數(shù)Ts 可按下式計算：
當忽略二次側(cè)漏抗時，相應(yīng)于電阻性總負荷（Ret+Rb）的二次時間常數(shù)Ts 可按下式計算：
Ts=L s／Rs≈L m／(Ret + Rb) （s） （1.0.2－4）
當交流法確定剩磁系數(shù)Kr 時，需對勵磁電壓積分，積分的電壓和相應(yīng)的電流在X-Y 示波器上顯示出磁滯回環(huán)。如果勵磁電流已是飽和磁通Φs 達到的值時，則認為電流過零時的磁通值是剩磁Φr。按定義Φr/Φs=ψr/ψs，由比率便可求出剩磁系數(shù)Kr。
2 直流法
直流飽和法是采用某一直流電壓，它能使磁通達到持續(xù)為同一值。勵磁電流緩慢上升，意味著受繞組電阻電壓的影響，磁通測量值是在對勵磁的繞組端電壓減去與Reim 對應(yīng)的附加電壓后，再進行積分得出的。
測定勵磁特性時，應(yīng)在積分器復(fù)位后立即閉合開關(guān)S。記錄勵磁電流和磁通的上升值，直到皆達到恒定時，然后切斷開關(guān)S。
磁通Φ(t)和勵磁電流im(t)與時間t 的函數(shù)關(guān)系的典型試驗記錄，其中磁通可以用Wb 表示，或按公式（1.0.2－2）額定頻率等效電壓方均根值U(t)表示。
勵磁電感（Lm），可取勵磁曲線上一些適當點的除Φ(t)除以相應(yīng)的im(t) 得出，或者當磁通值用等效電壓方均根值U(t)表示時，使用公式（1.0.2－3）。
因為TPS 和TPX 級電流互感器要求確定Φ(im)特性的平均斜率,故推薦采用X-Y 記錄儀。
一旦開關(guān)S 斷開，衰減的勵磁電流流過二次繞組和放電電阻Rd。隨之磁通值下降，但它在電流為零時，不會降為零。如選取的勵磁電流Im 使磁通達到飽和值時，則在電流為零時剩余的磁通值認為是剩磁Φr。
TPS 和TPX 級電流互感器的鐵心必須事先退磁，退磁的TPY 級電流互感器的剩磁系數(shù)（Kr）用比率Φr/Φs 確定。
對于鐵心未事先退磁的TPY 級電流互感器，其剩磁系數(shù)（Kr）可用交換二次端子的補充試驗確定。這時的剩磁系數(shù)（Kr）計算方法同上，但假定（Φr）為第二次試驗測得的剩磁值的一半。信息整理：m.lyansai.com
當交流法確定剩磁系數(shù)Kr 時，需對勵磁電壓積分，積分的電壓和相應(yīng)的電流在X-Y 示波器上顯示出磁滯回環(huán)。如果勵磁電流已是飽和磁通Φs 達到的值時，則認為電流過零時的磁通值是剩磁Φr。按定義Φr/Φs=ψr/ψs，由比率便可求出剩磁系數(shù)Kr。
2 直流法
直流飽和法是采用某一直流電壓，它能使磁通達到持續(xù)為同一值。勵磁電流緩慢上升，意味著受繞組電阻電壓的影響，磁通測量值是在對勵磁的繞組端電壓減去與Reim 對應(yīng)的附加電壓后，再進行積分得出的。
測定勵磁特性時，應(yīng)在積分器復(fù)位后立即閉合開關(guān)S。記錄勵磁電流和磁通的上升值，直到皆達到恒定時，然后切斷開關(guān)S。
磁通Φ(t)和勵磁電流im(t)與時間t 的函數(shù)關(guān)系的典型試驗記錄，其中磁通可以用Wb 表示，或按公式（1.0.2－2）額定頻率等效電壓方均根值U(t)表示。
勵磁電感（Lm），可取勵磁曲線上一些適當點的除Φ(t)除以相應(yīng)的im(t) 得出，或者當磁通值用等效電壓方均根值U(t)表示時，使用公式（1.0.2－3）。
因為TPS 和TPX 級電流互感器要求確定Φ(im)特性的平均斜率,故推薦采用X-Y 記錄儀。
一旦開關(guān)S 斷開，衰減的勵磁電流流過二次繞組和放電電阻Rd。隨之磁通值下降，但它在電流為零時，不會降為零。如選取的勵磁電流Im 使磁通達到飽和值時，則在電流為零時剩余的磁通值認為是剩磁Φr。
TPS 和TPX 級電流互感器的鐵心必須事先退磁，退磁的TPY 級電流互感器的剩磁系數(shù)（Kr）用比率Φr/Φs 確定。
對于鐵心未事先退磁的TPY 級電流互感器，其剩磁系數(shù)（Kr）可用交換二次端子的補充試驗確定。這時的剩磁系數(shù)（Kr）計算方法同上，但假定（Φr）為第二次試驗測得的剩磁值的一半。信息整理：m.lyansai.com
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