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如何检验测量用互感器

【摘要】:运行中的互感器应按规定的周期检验。5.3.2.4在安装现场检验电流互感器时,除了在规定的二次负载下测定误差外,还须在实际二次负载下测量误差,并对互感器的实际二次负载值进行测量。

5.1 检验项目及检验设备

5.1.1 所有新装或经检修、改制的互感器均须经过检验方允许使用。

运行中的互感器应按规定的周期检验。

5.1.2 检验项目:

a.直观检查。

b.绝缘试验。

c.极性试验(对三相电压互感器为接线组别)。

d.退磁(仅对电流互感器进行)。

e.误差测定(包括在现场实际二次负载下对互感器误差及实际二次负载的测定)。

f.其他试验。例如伏安特性、空载电流、温升、动稳定、热稳定、损失角等项试验,仅在验收或必要时进行。试验的标准和要求应按有关的标准和规程的规定进行。

5.1.3 测定互感器误差的主要设备如下:

a.标准电流互感器电压互感器

b.互感器校验仪(或校验线路)。

c.电流、电压负载箱。

d.电源设备(包括升流器、升压器和调节装置)。

5.1.4 标准互感器的准确度等级至少应比被检互感器高两个等级。且其误差在检验有效期内的相对变化不应超过其允许值的1/3。

5.1.5 互感器校验仪引起的测量误差不应大于被检互感器允许误差的1/10。

5.1.6 电流负载箱。额定频率为50 Hz,电流在额定值的10%~120%范围内,环境温度为20±5℃时,电流负载箱的允许误差不应超过表19的规定。当环境温度每改变10℃时,负载箱误差的相对变化不应超过±2%。

5.1.7 电压负载箱。额定频率为50 Hz,在额定电压的20%~120%范围内,环境温度为20±5℃时,其有功部分和无功部分的允许误差均不应超过±3%。环境温度每改变10℃,其误差的相对变化不应超过±2%。

5.2 一般项目的技术要求及试验方法

5.2.1 直观检查

表19

注 表19中R、X分别表示负载箱阻抗额定值的有功和无功部分。

a.有无损伤,绝缘套管是否清洁。对油浸式,尚应观察油标指示位置是否合乎规定。

b.铭牌及必要的标志是否完整(包括参数、极性符号等)。

5.2.2 极性试验

5.2.2.1 利用与已知极性的标准互感器相比较的办法确定互感器的极性。

5.2.2.2 直流法。可用干电池和万用表(直流毫伏档),按图9的方式接线。若极性正确,在合开关的瞬间,万用表的指针应从零向正方向偏转,断开关的瞬间万用表的指针应向相反的方向偏转。

图9 用直流法检查互感器极性的接线

用直流法检查互感器极性时,直流电源应接在电压互感器的高电压侧或电流互感器的小电流侧。

5.2.2.3 除直流法外,也可以采用其他可靠的方法检查互感器的极性。

5.2.3 三相电压互感器的接线组别试验

三相电压互感器的正确接线组别应为Y/Y—12组,它可用下述的方法判定:

5.2.3.1 按图10接线,在三相电压互感器的一次(高压侧)AB间接1.5~3V的干电池,当合开关K的瞬间,在二次(低压侧)从电压表上分别观察ab、bc、ac间电压的极性(电压表正指示为“+”,反指示为“-”)。然后再依次加电压于BC、AC间,重复上述观察,当电压表指示的极性有如表20所示时,则被试三相电压互感器的接线组别即为Y/Y—12组。

图10 直流法试验三相电压互感器接线组别的接线

5.2.3.2 三相电压互感器接线组别试验也可以采用其他可靠的方法,如双电压表法、瓦特表法等。

5.2.4 退磁

电流互感器在进行误差试验之前须退磁,以消除或减小铁芯的剩磁感应。退磁宜采用下述方法进行:

在电流互感器的二次侧接一个相当于其额定负载10~20倍的可变电阻,在一次通以工频交流电流,将电流从零平滑地升至额定值的120%,再将电流均匀缓慢地降至零,然后再依次减小可变电阻至其值的1/2、1/5、1/10,重复上述过程。对于多次级的互感器,其余铁芯的二次线圈此时均应短路。

5.2.5 绝缘试验

互感器应有足够的绝缘强度,其要求和试验方法应按水利电力部颁发的《电力设备交接与预防性试验标准》的要求进行。

5.3 误差测定

5.3.1 一般规定

互感器的误差测定,应采用互感器校验仪(或校验线路)进行。

试验时,应按校验仪使用说明所规定的线路接线。

表20

互感器及升压、升流设备离开校验仪(或校验线路)的距离应保证必要的安全和校验准确度的要求。但最少不应小于3m。

5.3.2 电流互感器的误差测定

5.3.2.1 测定电流互感器误差时,其二次负载应符合下列规定:

a.电流互感器应分别在其额定二次负载的100%、25%及cosφ=0.8的条件下测定误差。但对二次额定电流为5A的电流互感器,其负载的下限不应小于2.5VA。

b.连接导线和校验仪(或校验线路)在标准电流互感器二次所构成的负载,应符合标准电流互感器检验证书上标明的负载。

c.当使用负载箱时,被试电流互感器应用专用的定值二次导线,导线的总电阻值应符合负载箱所注明的数值。

d.当检验具有两个及以上二次线圈(分别绕在不同铁芯上)的电流互感器时,不受检验的二次线圈应短路或接入实际负载。

5.3.2.2 电流互感器的允许误差如表21所示。

对于需要计算合成误差的电流互感器,应根据实际需要增加必要的误差测定点。

5.3.2.3 在测定0.2级电流互感器的误差时,每点应测两次,先电流升,后电流降,取两次测量的算术平均值。两次误差测量值的差(即变差)不应超过表22的规定。

5.3.2.4 在安装现场检验电流互感器时,除了在规定的二次负载下测定误差外,还须在实际二次负载下测量误差,并对互感器的实际二次负载值进行测量。

5.3.3 电压互感器的误差测定

电压互感器的误差测定应遵守下列规定。

5.3.3.1 标准电压互感器二次与校验仪之间的连接导线应有足够的截面积,以保证其电阻压降引起的误差不超过电压互感器允许误差的1/10。

二次导线压降引起的误差按下式计算

式中 f——二次导线压降引起的相对幅值差,%;

δ——二次导线压降引起的相位差,';

W2——电压互感器二次负载值,VA;

U2——电压互感器二次额定电压,V;

r2——电压互感器二次连接导线的电阻值,Ω;

φ2——电压互感器二次负载的功率因数角,(°)。

表21

注 被检互感器的实际误差曲线,不应超过表21允许误差值所形成的折线范围。

表22

5.3.3.2 测定电压互感器误差时的一次额定电压和二次负载值如表23所示。

表23

5.3.3.3 电压互感器的允许误差如表24所示。

5.4 三相电压互感器的误差测定

5.4.1 三相电压互感器应在其一次加以对称且相序相符的三相电压,二次侧接以三相平衡负载(负载按△形连接,每相为额定值的1/3)的条件下,分别测量UAB/uab、UBC/ubc、UCA/uca三对线电压的比值差和相位差。其接线如图11所示。

表24

图11 三相电压互感器误差试验接线

5.4.2 对于新装和运行中的三相电压互感器以及由三只单相电压互感器按Y/Y形连接,或两只单相电压互感器按V/V形连接所组成的三相电压互感器组,均须在现场实际二次负载下按三相接线测量其误差,并遵守5.3.3.1项的规定。

5.4.3 在不具备三相试验条件时,对于三相电压互感器组,也允许使用单相电源测定每只单相电压互感器的误差,然后经过计算,间接求出在现场实际负载下的三相电压互感器的误差。测量和计算的办法如下。

5.4.3.1 依次对三相电压互感器组的一次侧各线间施以规定的电压,分别在以下两种情况下测出相应的二次线电压的误差:

a.被测量的线间二次接以额定负载(或任意已知负载),且其功率因数(cosφb)为1;

b.被测量的线间二次空载。

5.4.3.2 根据额定二次负载(或任意已知负载)和二次空载两次测得的误差即可按公式(15)和(16)计算现场实际二次负载下三相电压互感器的线电压误差

式中 f0、fn——空载和额定二次负载(或任意已知负载)时测得的电压互感器比值差,%;

δ0、δn——空载和额定二次负载(或任意已知负载)时测得的电压互感器相位差,(');

W2n——额定二次负载(或任意已知负载),VA;

W2——实际二次负载,VA;

φ2——实际二次负载的功率因数角,(°)。

5.4.3.3 对于Y/Y0型连接的三相电压互感器组也允许参照与5.4.3.1项相应的方法依次测量并计算相电压误差(计算时每相的实际二次负载值应从△换算为等值的Y形负载),再按公式(17)~(22)计算出线电压误差

5.4.4 三相电压互感器的实际二次负载可以在测量三相电压互感器误差时(见图11接线)用校验仪的电压负载测量线路测量;也允许在互感器二次端子处施以对称且相序正确的低电压,用校验仪测量;对于运行中的三相电压互感器的负载可以用钳形相位伏安表测量。

5.5 电压互感器二次回路电压降引起的误差的测量

5.5.1 对于Ⅰ类电能计量装置,其电压互感器二次回路电压降不应超过额定二次电压的0.25%;Ⅱ类和Ⅲ类不应超过0.5%,否则应采取改进措施。

5.5.2 电压互感器二次回路的电压降引起的误差宜用互感器校验仪直接测量,也可以用钳形相位伏安表间接测量。直接测量的方法如下。

5.5.2.1 按图12接线,即照校验电压互感器的线路接线,依次测量Uab、U'ab间,Ubc、U'bc间和Uca、U'ca间的误差。然后按公式(23)、(24)计算电能表端子到电压互感器二次端子之间的线电压幅值相对误差和相位角误差

式中 fx、δx——电压互感器二次回路电压降引起的线电压幅值相对误差(%)及相位差(');

f'x、δ'x——测量时校验仪比值差刻度盘和相位差刻度盘的读数;

f0、δ0——隔离变压器和其连接导线引起的比值差和相位差。

图12 用校验仪直接测量电压互感器二次回路电压降引起的误差的接线

图13 自检接线

隔离变压器的比值差f0和相位差δ0之值可以用图13所示的自检线路测量。注意测量的读数均应乘以-1,即为f0和δ0之值。

5.5.2.2 图12中连接电压互感器二次端子和校验仪之间的导线,应该是专用的屏蔽导线,其屏蔽层应可靠接地。

5.6 检验结果的处理

5.6.1 所有经过检验的互感器均应将检验结果填入检校证书(单)。

5.6.2 互感器误差的数据应按表25化整。判断互感器的误差是否超过允许值时,应以化整后的数据为准。

表25