LB7-220电流互感器讲义.ppt

LB7-220电流互感器试验方法及相关内容,2006年8月,主要内容,1、LB7-220电流互感器介绍2、电流互感器试验项目及内容,参考的资料,1、高压电气设备试验方法（第二版）；2、电气试验；3、Q/CSG 1 0007-2004电气设备预防性试验规程；4、DL/T 5961996 电力设备预防性试验规程5、厂家的资料,一：LB7-220电流互感器介绍,1、特点2、结构 3、技术参数 4、绝缘水平,LB7-220电流互感器特点,二次铁芯采用优质进口硅钢片,性能稳定。二次组合形式多样,能充分满足电力系统普通线路、联络线路及用户线路的计量和保护的需要。产品采用全密封结构,有效地防止变压器油和器身受潮。配有多用油阀。取油样、放油、注油三功能集于一身。产品介质损耗低,在10174kV下介质损耗因数小于0.003。局部放电量小,主绝缘可靠。,LB7-220电流互感器结构,本型互感器为单相、电容型绝缘结构。互感器由油箱、器身、瓷套、金属膨胀器组成。金属膨胀器作变压器油温度变化的补偿装置，实现全密封，金属膨胀器上设有油面观察窗口。一次导电杆从瓷套上引出，通过一次导电排的串、并联连接，可获得两种电流比。油箱上的一侧设有二次接线盒，铭牌及末屏接地装置。型号的含义L-电流互感器；B-带保护级；7-设计序号；220-额定电压等级。,LB7-220电流互感器外观,LB7-220电流互感器技术参数,LB7-220电流互感器技术参数,适用范围本产品用于220V电力系统作电器测量和电器保护用。,使用环境条件LB7-220V供周围最大气温变化-30+40及海拔高度不超过1000m地区安装使用。,LB7-220电流互感器绝缘水平,1、一次绕组对末屏，二次绕组及地工频耐压：395KV，1min。2、外绝缘工频干、湿试耐压；395KV，1 min。3、末屏对二次绕组及地工频耐压；5KV，1min。4、额定雷电全波冲击电压：950KV，1.2/50ms。5、环境温度为+20，电压为10kV和146kV下，产品介质损耗率tg0.6%。6、局部放电水平：施加电压为262KV（0.81.3Um），施加时间10S，测量电压为160KV（1.1Um），施加时间60S，视在放电量10PC。7、变压器油性能耐受电压50KV；90时3KV试验下，tg0.3%,含水量20ppm,总含量100ppm。,电流互感器的名词术语,额定一次电流 rated primary current 作为电流互感器性能基准的一次电流值。额定二次电流 rated secondary current 作为电流互感器性能基准的二次电流值。实际电流比 actual transformation ratio 实际一次电流与实际二次电流的比值。额定电流比 rated transformation ratio 额定一次电流与额定二次电流的比值。,电流互感器的名词术语,电流误差(比值差)current error(ratio error)互感器在测量电流时所出现的误差，它是由于实际电流比与额定电流比不相等造成的。电流误差的百分值用下式表示：电流误差=(100(KnIsIp)Ip)%式中：Kn额定电流比；Ip实际一次电流，A；In测量条件下通过Ip时的二次电流，A。相位差 phase disp1acement 一次电流与二次电流向量的相位差。向量方向是以理想互感器中的相位差为零来决定的。若二次电流向量超前一次电流向量时，相位差作为正值。它通常用分弧或厘弧表示。额定负荷 rated burden 确定互感器准确级所依据的负荷值。,电流互感器的名词术语,设备最高电压 hightest voltage for equipment 最高的相间电压方均根值，互感器的绝缘设计是以它为依据的。额定绝缘水平 rated insulation level 一组耐受电压值，它表示互感器绝缘所能承受的耐压强度。额定短时热电流(Ith)rated shorttime thermal current 在二次绕组短路的情况下，电流互感器在一秒钟内能承受住且无损伤的最大的一次电流方均根值。额定动稳定电流(Idyn)rated dynamic current 在二次绕组短路的情况下，电流互感器能承受其电磁力的作用而无电气或机械损伤的最大一次电流峰值。额定连续热电流 rated continuous thermal current在二次绕组接有额定负荷的情况下，一次绕组允许连续流过的一次电流值，此时，电流互感器的温升不超过规定的限值。,电流互感器的端子标志,图1 单电流比互感器,图2 互感器二次绕组有中间抽头,电流互感器的端子标志,图3 互感器一次绕组分为两组，可以串联或并联,图4 互感器有两个二次绕组，各有其铁心,二：电流互感器试验,1、电流互感器试验分类；2、南网预规试验项目；3、预规试验项目；4、试验方法,电流互感器试验分类,试验分为型式试验、例行试验、特殊试验 型式试验：对每种型式互感器中的一台所进行的试验，用它验证按同一技术规范制造的互感器均应满足除例行试验外所规定的要求。注：在一台互感器上进行的型式试验，对具有较少差别的互感器可认为是有效的。但此差别应经制造厂与用户协商同意。例行试验：每台互感器都应承受的试验。特殊试验：一种既不同于型式试验，也不同于例行试验的试验。它是由制造厂同用户协商确定的。,电流互感器的型式试验,下列试验项目是型式试验，a)短时电流试验；b)温升试验；c)雷电冲击试验；d)操作冲击试验；e)户外式互感器的湿试验；f)误差测定；g)电容和介质损耗因数测定。,电流互感器的例行试验,例行试验 a)出线端子标志检验；b)二次绕组工频耐压试验；c)绕组段间工频耐压试验；d)匝间过电压试验；e)一次绕组的工频耐压试验；f)局部放电测量；g)误差测定；h)电容和介质损耗因数测量；i)绝缘油性能试验；j)密封性试验。,电流互感器的特殊试验,特殊试验 a)雷电截波冲击试验；b)一次绕组的多次截波冲击试验；c)机械强度试验；d)绝缘热稳定试验。,南网预规试验项目,南网预规试验项目及周期适用于35kV及以上油浸式电流互感器,南网预规试验项目及周期,南网预规试验项目及周期,南网预规试验项目及周期,国标预规试验项目,预规试验项目及周期,预规试验项目及周期,预规试验项目及周期,电流互感器的试验方法,1、测量绕组的绝缘电阻2、测量电流互感器的电容量C和tan值3、交流耐压4、测量一次绕组的直流电阻5、极性试验6、变比试验7、伏安特性试验8、局放试验,测量绕组的绝缘电阻,测量电压互感器绕组的绝缘电阻的主要目的是检查其绝缘是否有整体受潮或老化的缺陷。测量时，一次绕组用2500V绝缘电阻表，二次绕组用 1OOOV或2500V绝缘电阻表，非被测绕组应接地。试验结果可与历次试验数据比较，进行综合分析判断。一般情况下，一次绕组的绝缘电阻不应低于出厂值或历次测量值的60%，二次绕组一般不低于10M。当电压互感器吊芯检查修理时，应用2500V绝缘电阻表测量铁芯夹紧螺栓的绝缘电阻，其值一般不应低于10M。测量绝缘电阻时，还应考虑并排除空气湿度、互感器表面脏污、温度等对绝缘电阻的影响，必要时，可在套管下部外表面用软铜线围绕几圈引至绝缘电阻表的“G”端子，以消除表面泄漏的影响。,测量电流互感器的电容量C和tan值,测量35kV及以上电流互感一次绕组的介质损耗因数tan，能灵敏地发现绝缘受潮、劣化及套管绝缘损坏等缺陷。LB7220电流互感器为电容式，如何测C和tan值。,测量电流互感器的电容量C和tan值,图1：串级式电流互感（a)原理图（b)外形图 原理接线图,测量串级式电流互感器的电容量C和tan值,串级式电流互感器如图1所示。这类电流互感器没有末屏端子引出，现场测量C和tan可按电桥正接线测量一次绕组对二次绕组的tan，也可按电桥反接线测量一次绕组对二次绕组及外壳的tan。用正接线测量时，一次绕组加高压，二次绕组短路(引线拆除)后，接电桥Cx线。反接线时，Cx线接高压及一次绕组，二次绕组短路接地。表1 不同试验接线时tan的测量结果,测量串级式电流互感器的电容量C和tan值,表1示出了对同一台电流互感器采用不同试验接线时tans的测量结果。由表1可以看出，反接线测得的tan值远小于正接线测得值。而反接线测得的C值则大于正接线值。造成这种现象的主要原因是：正接线测量的是一次绕组对二次绕组或次绕组对二次绕组及外壳的tan，实际是试品的一次绕组对二绕组或一次绕组对二次绕组及外壳之间绝缘的tan值，而一绕组对周围接地部分的电容则未被测入。而反接线时这部分电则被测入。由表1还可看出，一次绕组对二次绕组的电容量51pF，而一次绕组对二次绕组及外壳的电容量为57.3pF，即次绕组对外壳的电容量仅为6.3pF。这个电容主要是部分油及套的电容。由于这部分电容很小，使得正接线时一次绕组对二次绕组的tan与一次绕组对二次绕组及外壳的tan()近似相等(分别为3.4和3.5)。因此，按电桥正接线测量一次绕组对二次绕组的tan可以发现互感器进水、受潮等缺陷。反接线测量时，一次绕组对周围接地部分的电容为8257.3=24.7pF，占反接线测量时总电容的24.7/82100%=30%。而这部分介质主要是空气。空气的tan很小，一般为0.10.2，造成整体tan偏小，不能灵敏地反映电流互感器的绝缘状况。因此在现场测量中，应以正接线测量的结果作为分析、判断设备绝缘状况的主要依据。,测量串级式电流互感器的电容量C和tan值,由于35220kV电流互感器电容量很小，现场测量tan时电场干扰十分强烈。根据电场干扰下tan测量的原理可知，电场干扰下正接线测量较反接线测量准确，抗干扰能力强。对于部分对测量tan电场干扰不强的电流互感器，还可以不拆一次绕组引线用正接线进行测量，减少试验工作量。现场正接线测量(即一次绕组对二次绕组)时，测得的tan反映互感器套管内外壁及支架绝缘状况不灵敏。因此当采用正接线而不用反接线测量tan时，应认真进行一次绕组对地绝缘电阻试验，当绝缘电阻偏低时，应再用反接线测量一次tan。若反接线测得tan大于正接线测得值，则考虑互感器内外壁及支架的绝缘状况是否有问题。,测量电容式电流互感器的电容量C和tan值,图2 电容型电流互感器外形、结构及原理图(a)外形及结构图；(b)原理图 1一油箱；2一二次接线盒；3一环形铁芯及二次绕组；4一压圈式卡接装置；5“u”字型一次绕组；6一瓷 管；7一均压护罩；8一贮油柜；9一一次绕组切换装置；10一一次出线端子；11一呼吸器；12一电容屏；13一末屏,交流耐压,电流互感器交流耐压试验接线及方法同变压器，进行一次绕组连同套管一起对外壳及地的交流耐压试验时，二次绕组短路接外壳及地。一次绕组试验电压按出厂值的85（南网预规80%），出厂值不明的按表中所示电压进行试验。,测量一次绕组的直流电阻,有时为了判断电流互感器一次绕组接头有无接触不良等习象，需要采用压降法和双臂电桥等测量一次绕组的直流电阻；有时为了判别套管型电流互感器分接头的位置，也使用双臂电桥测量绕组的直流电阻。,极性试验,电流互感器和电压互感器的极性很重要，极性判断错误会击计量仪表指示错误，更为严重的是使带有方向性的继电保护误动作。互感器一、二次绕组间均为减极性。极性试验方法与变压器的相同，一般采用直流法。试验时注意电源应加在互感器一次侧；测量仪表接在互感器二次侧。,极性检查试验,电流互感器的极性检查一般都做成减极性的，即L1和K1在铁芯上起始是按同一方向绕制的，极性检查采用直流感应法。电流互感器极性检查试验接线如图131所示，当开关S瞬间合上时，毫伏表的指示为正，指针右摆，然后回零，则L1和K1同极性。,变比试验,图3 电流互感器变比检查试验接线图,变比试验,规程规定要检查互感器各分接头的变比，并要求与铭牌相比没有显著差别。电流互感器变比的检查。检查电流互感器的变比，采用与标准电流互感器相比较的方法。其试验接线如图3所示 Tl一单相调压器；T2升流器；TAN标准电流互感器；TAx一被试电流互感器 试验时，将被试电流互感器与标准电流互感器一次侧串联，二次侧各接一只0.5级的电流表，用调压器和升流器供给一次侧一合适电流，当电流升至互感器的额定电流值时(或在30%70额定电流范围内多选几点)，同时记录两电流表的读数。,变比试验,则被试电流互感器的实际变比为变比误差为上二式中 KN，IN标准电流互感器的变比和二次电流值；K，I被试电流互感器的变比和二次电流值；KxN被试电流互感器的额定变比。试验时应注意，应将非被试电流互感器二次绕组短路，严防开路；应尽量选择使标准电流互感器与被试电流互感器的变比相同，如两变比正确的话，其二次绕组电流表读数也应相同。,伏安特性试验,试验接线如图4所示。试验前，应将电流互感器二次绕组引线和接地线均拆除，试验时，一次侧开路，从二次侧施加电压，为了读数方便，可预先选取几个电流点，逐点读取相应电压值。通人的电流或电压以不超过制造厂技术条件的规定为准。当电流增大而电压变化不大时，说明铁芯已饱和，应停止试验。试验后，根据试验数据绘出伏安特性曲线。电流互感器的伏安特性试验，只对继电保护有要求的二次绕组进行。实测的伏安特性曲线与过去或出厂的伏安特性曲线比较，电压不应有显著降低。若有显著降低，应检查是否存在二次绕组的匝间短路。,伏安特性试验,图4 电流互感器伏安特性试验接线,局放试验,局部放电试验程序 在按程序A或程序B预加电压之后，当达到试验规定的局部放电测量电压时，在30s内测量局部放电水平。测量的局部放电水平应不超过规程中规定的限值。程序A 在工频耐压试验之后，通过降低电压来达到局部放电测量电压。程序B 在工频耐压试验之后，进行局部放电试验。施加的电压升至工频耐受电压的80%，持续时间不少于60s。然后，直接降到规定的局部放电测量电压。如果没有其它规定，应由制造厂选择试验程序。试验方法应在试验报告中列出。,局放试验,图5 局部放电测量接线图,测量仪器应具有能测出5pC局部放电水平的灵敏度,局放试验,测量局部放电试验结线图如图所示，试标明在试验回路中那些部位可能产生干忧？,局放试验,如图所示：（1）来所电源的干扰；（2）控制设备和调压器质量不良；（3）试验变压器中的局部放电；（4）耦合电容器中的局部放电；（5）试验回路中的高频信号源；（6）高压连接导线和高压导体上的尖端电晕放电；（7）和（8）接地不良和多点接在地线系统引起的干扰。,电流互感器特性试验,电流互感器的特性试验电流比差测量角差测量略油化分析试验,影响电流互感器误差的因素,由于铁芯的磁导不好，铁芯的损耗增大，激磁电流也大；铁芯的几何尺寸设计得不适当，漏磁偏大。这此都直接影响互感的角差，使其增大。二次回路的电阻、电抗和负载因数（即cos)的大小会影响 的大小并使角差发生变化二次电流及其频率的大小，可以导致二次阻抗压降的变化，因而不仅使角发生变化，而且可使电流比差变化。,绝缘预防性试验各种方法的效果和特点,绝缘预防性试验的各种方法发现缺陷的效果，对不同的电力设备并不是完全一样的，按一般的规律，大致可归纳如表2所示。,绝缘预防性试验各种方法的效果和特点,表2 绝缘预防性试验备种方法的比较,续表2 绝缘预防性试验备种方法的比较,高电压技术问答,什么叫做绝缘电阻的吸收比，为什么要测量电力设备的吸收比?进行电力设备交流耐压试验有哪些注意事项？做交流耐压试验时，试验变压器高压回路的出线端常串有限流电阻R。，它起什么作用，一般保护电阻阻值如何选择?什么叫做局部放电的起始电压和熄灭电压?测量电力设备的介质损失角正切值(tan)时，在什么情况下会出现负值?怎样消除?,什么叫做绝缘电阻的吸收比，为什么要测量电力设备的吸收比?,对电容量比较大的电力设备，在用摇表摇测绝缘电阻时，把绝缘电阻在两个时间下读数的比值，称做吸收比。按规定吸收比是指60s与15s时绝缘电阻读数的比值，它用下式来表示 式中R60”60s时的绝缘电阻；R15”15s时的绝缘电阻。利用吸收比可以判断电力设备的绝缘是否受潮，这是因为绝缘材料干燥时，泄漏电流成分很少，绝缘电阻由充电电流所决定。在摇到15s时，充电电流仍比较大，于是这时的绝缘电阻R15”就比较小；摇到60s时，恨据绝缘材料的吸收特性，这时的充电电流已接近饱和，绝缘电阻R60”就比较大，所以吸收比就比较大。而绝缘受潮的时候，泄漏电流的分量就大大地增加，因时间而变化的充电电流影响就比较小，这时泄漏电流和摇的时间没有什么关系，这样R60”和 R15”就很接近，换句话说，吸收比就降低了。这样，通过所测得的吸收比的数值，可以初步判断电力设备和绝缘是否受潮。吸收比试验适用于电机和变压器等电容量较大的设备。,进行电力设备交流耐压试验有哪些注意事项？,（1）进行试验前应有完善的试验方案，其中应包括明确的试验目的、具体的试验方法和试验程序、步骤以及保证安全的措施。试验方法包括正确的试验回路、选择合乎要求的试验设备、明确的试验电压和耐压的时间。对被试品的特点要有所了解，例如被试设备是属于自恢复绝缘还是属于非自恢复绝缘，它在系统中的重要性，设备的运行历史，健康情况，对它进行过各项绝缘预防性试验的试验结果，耐压试验合格的标准，被试品的电容量，在试验电压下最大的电容电流等都应该事先有所了解。(2)被试设备应保持清洁和干燥，试验前需进行擦试，必要时应作烘干处理。(3)充油设备还应在充油后有一段静置的时间，待气泡逸出后，方可进行耐压试验。(4)根据试验电压，高压试验回路应采取足够的安全距离，并装设遮栏履行安全规程所规定的验电、放电和接地等保证人身安全的组织措施和技术措施。(5)现场的试验设备要作适当的布置，接线要正确，接地电阻要小，接地的连接线要牢靠。(6)正式试验前先不接入试品，先把试验设备及试验回路(包括二次接线的过电流保护等)作全面的检查，把所有试验设备都调试在正常的工作状态，测量好应加的电压以及调整好保护球间隙的距离等。,进行电力设备交流耐压试验有哪些注意事项？,(7)耐压试验前，还应记录试验环境的气象条件，如温度、气压和湿度。对试验电压进行气象校正，将规定的试验电压值换算到试验时大气条件下的电压值。(8)接入被试品后，先检查调压器是否在零位，然后方可合上电源，以均匀的速度将电压升至试验电压。电压升足后立即开始计时，持续到耐压时间完成后将电压迅速下降到零，最后断开电源，执行放电、接地等高压试验必须履行的安全措施。(9)在升压过程中，除了要注意人身安全外，还要监视着高压回路的电流表。如果电压在刚刚开始升高时，电流表的读数即比估计的电容电流大得多，高压侧电压的读数又比采用变压器变比换算的高，调压器发出异常的声响，则说明可能产生了电压谐振这种异常的现象应及早发现，以免发生异常电压升得过高损坏被试设备。(10)在升压过程中，高压回路的电流应随电压按比例上升，如果发现电流突然发生急剧上升的现象，同时高压侧的电压表指针又往回下降，或者左右晃动停滞不前，则说明高压回路有放电现象，很可能被试品已在放电了。(11)在升压过程中，不仅要注意测试的仪表，还要注意有没有发生放电的声响、出现绝缘烧焦的气味、出现冒烟和火花放电的亮光，这些异常的情况可能自被试品发出，也可能在试验设备中发出，所以必须对现场有关设备进行全面监视。如发现有异常情况，应立即找出出现故障的部位，并立即降低电压，查明原因，以免故障发展后使设备绝缘遭受严重损坏。(12)交流耐压前后，还应对试品进行绝缘电阻试验，良好的绝缘在耐压后绝缘电阻不应有明显的降低。有些试品在耐压试验完毕；放电接地之后，还需立即用手触摸，检查有没有发热的部位，以便发现局部缺陷。,做交流耐压试验时，试验变压器高压回路的出线端常串有限流电阻R。，它起什么作用，一般保护电阻阻如何选择?,(1)限制试品被击穿时的短路电流。以防止试品绝缘缺陷处因短路电流过大、发热烧焦而使缺陷扩大，也可以减轻试验变压器绕组所承受短路电流的磁感应力：(2)限制试品被击穿后产生的过电压，以免试验变压器的绝缘受到损坏。（3）限流电阻R1的数值与试验电压和试验变压器的质量有关，一般取每伏0.10.2。,什么叫做局部放电的起始电压和熄灭电压?,做局部放电试验时，试验电压从没有产生局部放电的较低电压开始逐渐增加，上升到试品的局部放电量超过某一规定值时的最低电压值，叫做局部放电的起始电压。试验电压从局部放电的起始电压逐渐往回下降，下降到试品的局部放电量小于某一规定值时的最高电压值，叫做局部放电的熄灭电压,测量电力设备的介质损失角正切值(tan)时，在什么情况下会出现负值?怎样消除?,(1)受附近电磁场干扰的影响。例如在变电所对35kV设备进行试验时附近有220kV电力设备正在运行，220kV带电设备的电磁场会对被试品和测量回路感应出一个附加电压或附加电势，使得测量回路内除了有试验电源通过被试品和试验设备标准电容器的电流之外，在电桥的各个支路内都可能叠加有外来电磁场产生的干扰电流，这就使得tg增大或减少，甚至出现负值。(2)受潮湿天气的影响。在潮湿的天气，加上被试品瓷套表面有脏污，使瓷套表面的绝缘电阻下降，这样在加试验电压后，瓷套表面会流过较大的泄漏电流，它分流了应流入电桥桥臂R。的电流。由于这一支路电流的存在，使进入桥臂R。的电流位移了一个相角，这就使测量的tg偏小，甚至出现负值了过去认为对套管接护环可以减少表面泄漏电流的影响，但在测量tg时，由于分流实际仍然存在，使得tg测量的结果往往出现负值。所以在测量tg时，务必将试品的瓷套表面擦拭干净，并尽量在干燥的气候条件下进行如果非在潮湿天气测量不可，可采用热风把套管表面吹干，并涂上硅油或硅脂，以便防止表面潮湿带来的影响。此外还可能受电力设备绝缘结构的特殊性或者试验接线杂散电容的影响等。如果是由于试验接线杂散电容的影响，在一般情况下采用正接法出现负tg值时，可以试用反接线法来测量，通过接线的改变，使接线杂散电容变小也可以消除负值。总之，进行tg的测量，要记录当时的环境、湿度、温度等气象条件以及当时的接线方式，同时还要记录历次的试验条件和试验结果，以便对结果进行比较和分析，避免获得错误的试验结果。,谢谢大家,