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CPT-100變頻伏安特性測試儀**章  裝置特點與參數

     CPT-100變頻式互感器測試儀是在本公司開發的、廣受贊譽并大量應用的工頻式互感器多功能全自動綜合測試儀基礎上，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革新型CT、PT測試儀器。裝置采用高性能DSP和ARM、先進的制造工藝，保證了產品性能穩定可靠、功能完備、自動化程度高、測試效率高、在國內處于優越水平，是電力行業用于互感器的專業測試儀器。

1.1 主要技術特點

功能全，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。

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。

測試滿足GB1208（IEC60044-1）、GB16847(IEC60044-6) 、GB1207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。

基于先進的低頻法測試原理，能應對拐點高達30KV的CT測試。

界面友好美觀，全中文圖形界面。

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。

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。

易于攜帶，裝置重量<9Kg。

1.2 裝置面板說明

裝置面板結構如下圖：

·紅黑S1、S2端子：試驗電源輸出

·黃黑S1、S2端子：輸出電壓回測

·綠黑P1、P2端子：感應電壓測量端子

·液晶顯示屏：中文顯示界面

注：圖1為 便攜式測試儀面板圖，采用旋轉鼠標操作，儀器自帶打印機；

1.3 主要技術參數

1.3.1 技術參數

注：便攜式互感器測試儀可外接選配件升流器輸出*大150A電流進行升流試驗，以滿足客戶需要通流試驗的要求。

CPT-100變頻伏安特性測試儀**章  用戶接口和操作方法

    變頻式互感器測試儀保證了測試軟件的延續性及一致性，因此該系列測試儀在軟件界面及操作方法上基本類似。

2.1 電流互感器試驗

在參數界面，轉動 旋轉鼠標將光標轉到類型欄，選擇互感器類型為CT。

試驗接線步驟如下：

CPT-100變頻伏安特性測試儀**步：根據表2.1描述的CT試驗項目說明，依照圖2.1或圖2.2進行接線（對于各種結構的CT，可參考附錄D描述的實際接線方式）。

表2.1  CT試驗項目說明

CPT-100變頻伏安特性測試儀**步：同一CT其他繞組開路，CT的一次側一端要接地，設備也要接地。

CPT-100變頻伏安特性測試儀第三步：接通電源，準備參數設置。

2.1.2 參數設置

CPT-100變頻伏安特性測試儀試驗參數設置界面如圖2.3。

轉動光標到要設置的參數位置。

（1）編號、繞組號：可輸入字母和數字，默認保存的報告文件名為“CT_編號_繞組號.ctp”。

（2）額定二次電流：電流互感器二次側的額定電流，一般為1A和5A。

（3）級別：被測繞組的級別，對于CT，有P、TPY、計量、PR、PX、TPS、TPX、TPZ等8個選項。

（4）當前溫度：測試時繞組溫度，一般可輸入測試時的氣溫。

（5）額定頻率：可選值為：50Hz或60Hz。

（6）*大測試電流：一般可設為額定二次電流值，對于TPY級CT，一般可設為2倍的額定二次電流值。對于P級CT，假設其為5P40，額定二次電流為1A，那么*大測試電流應設5%*40*1A=2A；假設其為10P15，額定二次電流為5A，那么*大測試電流應設10%*15*5A=7.5A。

如果用戶希望看到以下結果，需要準確設置基本參數（建議用戶設置）。

（1）匝比誤差、比值差和相位差

（2）準確計算的極限電動勢及其對應的復合誤差

（3）實測的準確限制系數、儀表保安系數和對稱短路電流倍數

（4）實測的暫態面積系數、峰瞬誤差、二次時間常數

       對于不同級別的CT，參數的設置也不同，見表2.2。

表2.2  CT參數描述

第五步： 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2.4。    

對于不同級別的CT和所選的試驗項目，試驗結果也不同，見表2.3。

表2.3  CT試驗結果描述

2.2 電壓互感器試驗

在參數界面，用 旋轉鼠標切換光標到類型欄，選擇互感器類型為PT。

2.2.1 試驗接線

試驗接線步驟如下：

**步：根據表2.4描述的PT試驗項目說明，依照圖2.7或圖2.8進行接線。

表2.4  PT試驗項目說明

       圖2.7  PT直阻、勵磁試驗接線方式               圖2.8  PT變比、極性試驗接線方式

**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2.5。

       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）編號、繞組號可輸入字母和數字。

（2）額定二次電壓V：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）*大測試電壓：試驗時設備輸出的*大工頻等效電壓。

（7）*大測試電流：試驗時設備輸出的*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2.6。

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

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

2.3.2 接線方法

       如下圖所示方法接線。

2.4自測頁

自測界面如圖2.8。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2.8  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

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S1，S2短接另一個S2。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S1、S2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。

2.5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2.9。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。

(2)．保存報告

       報告界面，如圖2.10。

圖2.10  保存試驗報告界面

 (3)．系統工具

       系統工具界面，如圖2.11。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2.11  系統工具界面

(4)．幫助

（4）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*大負荷之間的關系數據界面，如圖2.13。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。

(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*大負荷之間的關系曲線界面，如圖2.14。界面中橫坐標為額定一次電流倍數，縱坐標為允許的*大負荷。

(3)、勵磁數據

       選擇勵磁數據將顯示勵磁數據界面，如圖2.15，界面中給出了自動計算出來的拐點電壓和拐點電流。用戶可以根據需要選擇要打印的數據：

（1）實測數據：實際測試的數據。

（2）取整數據：顯示一些默認整數點測試對應的數據。

（3）指定數據：用戶可以輸入所需要的數據。

（4）指定步長數據：根據用戶指定的步長顯示對應的測試數據。

(4)、勵磁曲線

       選擇勵磁曲線將顯示勵磁曲線界面，如圖2.16，界面中給出拐點電壓和拐點電流。

 (5)、比值差表相位差表

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的比值差與相位差，如圖2.17：

第三章  PC機操作軟件使用說明

對于變頻式互感器分析儀的試驗報告，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。

·文件夾

       當該按鍵處于“按下狀態”時，顯示文件夾目錄。當按鍵處于“彈起狀態”時，隱藏文件夾目錄。           

·文件比較

當該按鍵處于“按下狀態”時，從文件列表中選定多個數據源文件進行數據處理，選中的文件分別標注（A、B、C、a、b、c）標簽，順序由A->c，并且用顏色表示。若右側顯示頁顯示曲線時，將顯示多條曲線進行比較，若顯示頁顯示其它數據，則僅顯示當前源文件的數據信息。

·生成報告

按照“文件比較”按鍵的狀態將選定的源文件生成WORD試驗報告。

當“文件比較”按鍵處于“彈起狀態”時，僅將所選源文件轉換成WORD試驗報告。

當“文件比較”按鍵處于“按下狀態”時，將所定的多個源文件合并生成WORD試驗報告。報告中將不記錄勵磁、5%誤差、10%誤差實測值，而只記錄取整值，以利于進行數據比較。

·打開報告   

使用OFFICE軟件打開已經生成的WORD試驗報告。

·參數頁

參數頁（圖3.2）顯示試驗源文件的數據信息。不同的CT類型顯示不同的參數，其中包括電阻信息，勵磁信息，變比信息，負荷信息。

·曲線頁

曲線頁（圖3.1）顯示勵磁曲線、5%誤差曲線、10%誤差曲線。*多可以顯示6個源文件的6條曲線，由6種不同形狀的圖標指示，可以方便地進行比較。曲線中的坐標點是根據源文件中的數值自適應確定的。在繪圖有效區域內移動鼠標，程序會根據X軸坐標點自動計算Y軸坐標點的數據，顯示在右側對應的圖標下。

·數據頁

數據頁（圖3.3）顯示勵磁、5%誤差、10%誤差的實測值和取整值。實測值是直接從文件中讀取的，取整值是通過計算將X坐標取整得到的數據。取整值可按一定步長進行取整，還可以雙擊對取整的數據進行修改，用右鍵添加和刪除。

·變比頁

變比界面（圖3.4）顯示比差值和相差值數據。某些數據用不同顏色表示以更加醒目。只能顯示數據供用戶分析，不能進行修改。

3.2 生成WORD報告

注意  1. 要求PC機安裝了OFFICE 2000或以上版本。

2. 軟件轉換前，請關閉其它已打開的WORD文檔，以免造成損失。 請勿刪除自動生成的“試驗報告\”文件夾。

3. 軟件轉換過程中，請不要進行其它操作，否則，可能會造成曲線圖形不全。

3.2.1 單個文件分別轉換

       PC機操作軟件支持同一個文件夾內的一個或多個文件同時轉換，此時每個試驗文件分被別轉換為文件名一致的WORD報告。步驟如下：

1、選擇文件： 用鼠標選擇單個文件，按住ctrl鍵可以選擇多個試驗文件，或按全選選擇所有文件，再點擊生成報告，彈出報告設置對話框如圖3.5。

2．選擇需要保存的選項，點擊確定，彈出保存文件位置對話框，默認位置在試驗報告文件夾中。

3.2.2 多個文件合并轉換

       PC機操作軟件支持同一個文件夾內的多個（*多6個）試驗源文件合并轉換，此時合并轉換為一個WORD報告，便于分析和比較。

選擇文件： 按下文件比較，用鼠標左鍵選擇多個文件（鼠標右鍵取消選定），選定的文件會在備注欄中標注A、B、C、a、b、c字母，并在曲線頁中顯示多條曲線進行比較，如圖3.7。

再點擊生成報告，彈出報告設置對話框，如圖3.6。

3．選擇需要保存的選項，點擊確定，彈出保存文件位置對話框，默認位置在試驗報告文件夾中。

附  錄

A. 低頻法測試基本原理

IEC60044-6標準（對應國家標準GB16847-1977）聲稱，CT的測試可以在比額定頻率低的情況下進行，避免繞組和二次端子承受不能容許的電壓。

CT伏安特性測量的原理電路如下圖：CT一次側開路，從二次側施加電壓，測量所加電壓V與輸入電流I的關系曲線。此曲線近似CT的勵磁電勢E與勵磁電流I的關系曲線。

設CT勵磁繞組在某一勵磁電流I時的激磁電感為L，激磁阻抗為Z，則：

        V = I·Z

電感L與阻抗Z之間具有下述關系：

         Z = ω·L = 2 π f L

則：V= I·2 π f L

由公式中可見在某一激磁電感L時所加電壓V與頻率f成正比關系。

假設當f = 50Hz時，為達到勵磁電流Ix，所需施加的電壓Vx為2000V

Vx = Ix·2 π f L = 2000V，

若施加不同頻率：

f = 50Hz，Vx ＝ 2000V

f = 5Hz， Vx ≌ 200V

f = 0.5Hz，Vx ≌ 20V

由此可見需要使CT進入相同飽和程度，施加較低頻率信號所需電壓可以大幅度降低這就是變頻式法的基本原理。

在此必須嚴格注意，所需電壓并非與頻率呈線性比例關系，并非隨著頻率等比例降低，需要嚴格按照互感器的精準數學模型進行完整的理論計算。

B. 10％誤差曲線計算和應用方法

電流互感器的誤差主要是由于勵磁電流I0的存在，它使二次電流I2與換算到二次側后的一次電流I1不但在數值上不相等，而且相位也不相同，這就造成了電流互感器的誤差。

電流互感器的比值差定義為：

                         （B.1）

繼電保護要求電流互感器的一次電流I1等于*大短路電流時，其比值差小于或等于10％。在比值差等于10％時，二次電流I2、與換算到二次側后的一次電流I1以及勵磁電流I0之間滿足下述關系：

                  （B.2）

（B.3）

       定義M為一次側*大短路電流倍數，K為電流互感器的變比，則有

 （B.4）

其中：I1M為一次側*大短路電流

I1M為一次側額定電流

I2M為二次側額定電流

10％比值差時，允許的*大負荷阻抗Z2的計算公式為：

                             （B.5）

式中：Z2為電流互感器二次繞組阻抗

E0為電流互感器二次繞組感應電動勢，EO和L0的關系由勵磁特性曲線描述。

根據上述算式，*后可以得到用*大短路電流倍數M和允許的*大負荷阻抗ZS描述的10％誤差曲線（見圖2.29）。

10％誤差曲線的應用方法：

得出某一CT的10%誤差曲線后，還必須查閱流經該CT的*大短路電流IMAX和該CT二次側所帶回路的阻抗Z2。*大短路電流往往在整定計算時得出，是該CT所在線路的*大運行方式下*嚴重短路時的短路電流，*大電流倍數I1M=IMAX（額定電流）。二次回路阻抗Z2可以用裝置測量得到。

得到I1M和Z2后查閱10%誤差曲線，若點（I1M，Z2）在曲線下方，則滿足要求，說明在*嚴重短路情況下CT的電流變換誤差小于10%。否則將大于10%。

C. 本測試儀用于各種CT的實際接線方式

本測試儀用于CT測試的基本接線步驟（參見圖C.1）如下：

（1）用4mm2線將測試儀左側的接地端子連接到保護地。

（2）連接CT一次側的一個端子和二次側的一個端子到保護地。

（3）確保CT的其他端子全部從輸電線上斷開，其他繞組全部開路。

（4）用2.5mm2紅線和黑線將CT的二次側連接到測試儀“Output”S1和S2插孔，用1.2mm2黃線和黑線將CT的二次側連接到測試儀“Sec”的S1和S2插孔，注意兩根黑線連在CT二次側已接保護地的同一端子上。

（5）用1.2mm2綠線和黑線將CT的一次側連接到測試儀的“Prim”的P1和P2端子上，P2通過黑線與CT一次側連接到保護地的那個端子相連。

（6）檢查接線無誤，開始測試。

1．測試儀在三角形接法變壓器上進行CT測試的接線方式如圖C.2所示。

圖C.2  測試儀在三角形接法變壓器上進行測試時的接線方式

2．測試儀進行變壓器套管CT測試時的接線方式如圖C.3所示。

注意：一次端子H1不能接地，否則一次側都接地了，則測試儀不能獲取正確結果。

圖C.3  測試儀對變壓器上套管CT進行測試時的接線方式

4．測試儀在對GIS（SF6）開關上的CT測試時的接線方式如圖C.4所示。

注意：斷開與母線連接的所有開關，合上接地刀閘。

 D. 四端法接線的測量原理

施加輸出一個電壓源信號Vs到一個阻抗R上，將產生一電流I，如圖D.1。

若需測量該阻抗值，需測量該阻抗上的電壓V：

由于從電壓源到被測阻抗有一段導線，導線有電阻r，導致V=Vs，所以若要精準測量阻抗R，不可以簡單地用電源電壓Vs代替V。

阻抗R的測量電路應采用圖D.2 的接線方法，測量電壓的電壓表必須單獨用導線從R兩端連線才能精準測量R的電壓值V。因R兩端是采用4根導線接線，故稱為4端法接線。圖D.3的接線方法是錯誤的。

測量互感器的電阻、變比、勵磁時，需采用4端法接線，如圖D.4。

四端法接線必須注意被測繞組的端子接法。圖D.5的接法是正確接法，圖D.6、7均是錯誤接法。

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