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一起套管式电流互感器误差不合格 现象原因分析

时间:2016-03-03来源: 作者: 点击: 296次


张伟明

(保定天威互感器有限公司 河北 保定 071056

摘要:对一起变压器现场试验时变压器中套管式电流互感器误差不合格现象进行原因分析。

关键词:电流互感器;误差;CT分析仪

Cause analysis of the error of the bushing

current transformer

Zhang wei-ming

(Baoding Tianwei Instrument Transformer CO.,LTD, Baoding 071056, China)

Abstract: Cause analysis of the error of the bushing current transformer in transformer in the field test of a transformer.

Key word: Current transformer; Error; CT analyzer

1 引言

2013年5月保定天威保变电气股份有限公司出口加拿大ATCO变电站的TX-600000/260调相变压器进行现场验收试验,试验时发现安装在变压器器身引线中的电流互感器有几只误差试验不合格。业主认为是电流互感器存在短路匝,本身已损坏,必须更换。不合格的电流互感器安装在变压器器身引线中,而且箱盖与油箱是焊接在一起的,更换十分困难,更换后还要进行真空干燥处理,并进行相关试验,现场不具备条件,需将变压器解体运输至有条件的地方,这样算下来经济损失高达上千万元。而且影响电站不能按时投运。

2 情况简介

误差不合格的电流互感器为LRB-260装入式电流互感器,为多变比结构,有X1、X2、X3、X4和X5共5个出头,最大电流比为X1-X5:3000/5,准确级为2.5L1000,因是安装在变压器器身引线中,为减小漏磁通对电流互感器的影响,在电流互感器本体外加绕了四段屏蔽绕组[1]。该批电流互感器在厂内单独试验时所有项目均合格。现场试验时有2只电流互感器误差不合格,所有电流互感器误差均比厂内试验数据要大。其余试验项目包括直阻、伏安特性、工频耐压等均合格且与厂内试验数据差别不大。现场误差试验数据见表1:

表1 电流互感器现场误差试验数据

Table 1  Field error test data of current transformers

CT31

CT36

出头

额定电流比,A

匝数比

误差,%

出头

额定电流比,A

匝数比

误差,%

X1-X2

1000/5

180.964

9.5180

X1-X2

1000/5

168.052

15.974

X1-X3

2200/5

398.268

9.4845

X1-X3

2200/5

370.787

15.7302

X1-X4

2500/5

452.868

9.4263

X1-X4

2500/5

421.126

15.7748

X1-X5

3000/5

544.226

9.2957

X1-X5

3000/5

506.469

15.5885

X2-X3

1200/5

217.124

9.5316

X2-X3

1200/5

202.119

15.7840

X2-X4

1500/5

271.506

9.4979

X2-X4

1500/5

252.892

15.7026

X2-X5

2000/5

362.365

9.4087

X2-X5

2000/5

337.120

15.7199

X3-X4

300/5

54.384

9.3593

X3-X4

300/5

50.245

16.2585

X3-X5

800/5

144.770

9.5186

X3-X5

800/5

134.554

15.9038

X4-X5

500/5

90.781

9.2191

X4-X5

500/5

84.115

15.8846

3 可排除的故障原因

3.1 CT端子间短接、接地及绝缘破损

CT各变比直阻正常,CT间及对地绝缘电阻正常,可排除CT端子间短接、接地及绝缘破损情况。

3.2 CT主绕组导线间绝缘破损形成短路匝

CT主绕组导线间如果绝缘破损有可能形成短路匝,如果短路的匝数较少,相当于二次绕组匝数减少的同时还有一个短路绕组,二次绕组匝数变少会使误差偏向正方向,而短路匝则会使误差偏向负方向,总体分析不会使误差变化太大,不可能达到9%和15%。而且对没有短路匝存在的各变比(如在X1 X2之间有短路匝,测试X2 X3、X3 X4、X4 X5等各变比),其短路匝的影响是使误差偏向负方向,这与各变比误差均是正误差不符合。如果短路的匝数较多就会影响各变比的直阻,现在直阻正常,与此情况不符,且同样存在没有短路匝存在的各变比误差偏向负方向的问题。可排除主绕组间绝缘破损形成短路匝的情况。

3.3 CT屏蔽绕组导线间绝缘破损形成短路匝

CT屏蔽绕组导线间如果绝缘破损也有可能形成短路匝,此时短路匝的影响是使各变比误差均偏向负方向,而且对各变比误差的影响会不相同,电流比大的影响较小,电流比小的影响较大,这与试验结果不符,可排除屏蔽绕组间绝缘破损形成短路匝的情况。

3.4 CT主绕组与屏蔽绕组导线间绝缘破损

如果主绕组与屏蔽绕组有一处绝缘破损短接,则屏蔽绕组与主绕组电位相同,仅有电压而没有电流。如果有多处绝缘破损,则会在主绕组与屏蔽绕组之间形成短路匝,有一环流,但是短路匝对没有短路匝存在的各变比(如在X1 X2之间有短路匝,测试X2 X3、X3 X4、X4 X5等各变比),其短路匝的影响是使误差偏向负方向,而且对各变比误差的影响会不相同,电流比大的影响较小,电流比小的影响较大,这与各变比误差均是正误差且基本相同不符合。可排除主绕组间与屏蔽绕组导线间绝缘破损的情况。

4模拟试验

通过对可能的故障原因的进行排除,初步认为试验数据不可信。为此进行了模拟试验,因为没有相同的产品,在厂内现有产品上进行试验。试验数据见表2:

2 模拟试验数据

Table 2  Simulated test data

验证误差试验                                                 

1. CT1,额定电流比1200/5A,绕组外加绕屏蔽绕组。

出线端

子标志

准确级

电流比

A

负荷

VA

误差

试验状态

S 1 -  S2

5P30

1200/5

30

f(%)

-0.07

传统试验设备,升流变,校验仪等.

δ(ˊ)

+0.6

S 1 -  S2

5P30

1200/5

30

f(%)

-0.07

选用CT分析仪(OMICRON公司)单独测试

δ(ˊ)

+1.0

S 1 -  S2

5P30

1200/5

30

f(%)

+5.12

将上述绕组串入一台自耦单相变压器高压与中性点之间用CT分析仪测试

δ(ˊ)

+2.4

S 1 -  S2

5P30

1200/5

30

f(%)

+0.42

将上述绕组串入一台自耦单相变压器中压与中性点之间用CT分析仪测试

δ(ˊ)

+1.1

S 1 -  S2

5P30

1200/5

30

f(%)

-0.04

将上述绕组串入一台自耦单相变压器低压绕组之间用CT分析仪测试

δ(ˊ)

+1.0

 

2. CT2,额定电流比1200/5A,绕组外加绕屏蔽绕组。

出线端

子标志

准确级

电流比

A

负荷

VA

误差

试验状态

S 1 -  S2

5P30

1200/5

30

f(%)

-0.09

选用CT分析仪(OMICRON公司单独测试

δ(ˊ)

+0.8

S 1 -  S2

5P30

1200/5

30

f(%)

+2.20

将上述绕组串入一台自耦单相变压器高压与中性点之间用CT分析仪测试

δ(ˊ)

+1.0

3. CT3,额定电流比1200/5A,绕组外没绕屏蔽绕组。

出线端

子标志

准确级

电流比

A

负荷

VA

误差

试验状态

S 1 -  S2

5P30

1200/5

30

f(%)

-0.04

选用CT分析仪(OMICRON公司单独测试

δ(ˊ)

+0.8

S 1 -  S2

5P30

1200/5

30

f(%)

+1.45

将上述绕组串入同一台自耦单相变压器高压与中性点之间用CT分析仪测试

δ(ˊ)

+0.8

通过对误差数据进行分析,发现用CT分析仪在测试串在变压器中的电流互感器进行误差测试时,误差数据变化佷大,测试结果不再可信。

5 可能的原因

CT分析仪的测量原理均不是采用传统的一次侧施加额定频率的一次大电流,对二次侧感应出的电流进行测量。而是通过改变频率的方法在一次侧施加低频的小电流,对二次侧感应出的电流进行测量[2]。我公司经过多次模拟试验发现此方法在一次绕组阻值不太大、测试频率不太低时,测量误差不大,但是在变压器中测试CT误差时,因变压器一次阻抗很大,此时CT分析仪输出的一次电流的频率就很低、电流很小,此时CT误差测量的精度不高,测量误差偏大,且误差为正误差。其测量的偏差与变压器的阻抗有密切关联,阻抗越大,测试误差越大。因此,试验结果仅供参考。

将分析结果提交给用户,得到用户认可。现产品一直稳定运行,没有发现问题。

6 结论

结合一例变压器现场试验时变压器中套管式电流互感器误差不合格现象,深入分析产生不合格现象的原因,排除了不可能的原因,初步认为是试验的问题,又通过模拟试验进行验证,证明了CT分析仪测试变压器套管用电流互感器性能的局限性。

 

参考文献:

[1]  肖耀荣,高祖绵.互感器原理与设计基础[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,2003:112-114.

[2]  胡浩亮. 电流互感器分析仪原理及测量方法研究[D]. 武汉:华中科技大学,2008.

 

作者简介:张伟明(1974-),男,河北省安国市人,保定天威互感器有限公司副总工程师,从事互感器的研制与开发工作。

 

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