1000 kV特高压变电站电流互感器误差测试方法对比分析

2024-07-16 04:27| 来源: 网络整理| 查看: 265

0引言

电流互感器（以下简称TA）的误差测试通常采用比较作差法，该方法符合检定规程要求，计算结果准确可靠，缺点是试验设备笨重、接线和操作复杂[1]。近年来，随着我国特高压输电工程迅猛发展，特高压变电站TA的变比也越来越高，与高、中压TA相比，特高压TA体积更加庞大，且内部填充了氮气以增加绝缘特性，在进行测试操作时对现场环境的温度、湿度、粉尘浓度指标均有严格要求，以防止互感器内部受到粉尘和湿气的污染，所以设备拆封时间较短，通常采用比较作差法测试误差。但是，采用比较作差法进行TA误差测试时所需电流非常大，需要现场配备大电流、高容量的电源设备，使得现场检定较为困难。为了适应新时期特高压输电工程TA误差测试的要求，提出了TA误差间接测量法。常用的间接测量法有矢量计算法、低压外推测量法、负荷外推测量法[2, 3]。

本文采用矢量计算法对多伦1000 kV变电站建设工程中的TA进行角差、比差误差测试，以比较作差法的测量结果为基准，对比分析矢量计算法测量结果，并判断矢量计算法的测量准确性。

1 特高压输电工程概况

锡林郭勒盟—山东1000 kV特高压输电工程项目起点在内蒙古锡林郭勒盟多伦县，落点于山东省济南市，输电总容量为9 TW，输电距离全长730 km，其中，锡林郭勒盟地区内输电线路长度为20 km，投资额18亿元。多伦1000 kV变电站建筑占地122 400 m2，是锡林郭勒盟电源基地能源外送的出口点，承担着送端电源汇聚和电力外送的任务。

2 矢量计算法测试原理 2.1 TA等效电路图

TA等效电路图如图 1所示。其相位关系如图 2所示。

图1(Figure 1) Iex—总励磁电流；ICT—二次端子电流；IST—总的二次电流；Ip—一次电流；Lp—一次绕组漏抗（可忽略）；Lmain—主电抗；Ls—二次绕组漏抗（可忽略）；Np、Ns—理想TA一次及二次匝数；RCT—二次绕组的电阻；Reddy—涡流电阻；RH—磁滞电阻；Rp—一次绕组电阻（可忽略）；IL—主电抗励磁电流；IE—涡流电流；UC （VC）—主电抗上的二次励磁电压；UCT（VB）—二次端子上的电压；ZB—负载图 1 TA等效电路图图2(Figure 2) 图 2 电压、电流相位关系 2.2 矢量计算法原理

矢量计算法采用在互感器二次侧加压的方法，加压范围为额定电压的1%~120%，从而得到被检TA的励磁电流及励磁曲线，并根据励磁电压、励磁电流及二次电流的幅值、相角关系求得比差f、角差δ[4]。

式中I′CT —折算到一次侧电流。

2.3 测试仪器

使用基于矢量计算法的互感器测试仪进行TA误差检定时，现场不需要配备标准互感器、升流器、调压器、负载箱以及大电流导线等庞大、笨重的设备，测试时接线相对简单、检定操作方便[5, 6]，只需输入少量互感器铭牌参数信息，装置就能自动在二次侧加电压，通过矢量计算法得到被检TA在1%~ 120%额定电压、额定负荷及下限负荷下的误差[7]，极大地缩短了现场试验时间。

2.4 TA误差测试接线

使用基于矢量计算法原理的新型互感器测试仪进行TA误差测试的接线图如图 3所示。

图3(Figure 3) 图 3 互感器测试仪现场接线图 3 采用比较作差法与矢量计算法误差测试结果对比 3.1 被检TA参数

多伦1000 kV特高压变电站新建工程中采用LMH-1100型TA，选择其中额定电流变比为3000/1和6000/1，准确度等级为0.2级，额定负荷为5 VA的TA进行测试。

3.2 测试结果对比分析

分别采用比较作差法和矢量计算法进行TA误差测试，测试数据见表 1、表 2，其对比分析见图 4—图 7。

表1(Table 1) 表 1 电流变比为3000/1的TA误差测试结果表 1 电流变比为3000/1的TA误差测试结果表2(Table 2) 表 2 电流变比为6000/1的TA误差测试结果表 2 电流变比为6000/1的TA误差测试结果图4(Figure 4) 图 4 电流变比为3000/1的TA比差测试结果对比图图5(Figure 5) 图 5 电流变比为3000/1的TA角差测试结果对比图图6(Figure 6) 图 6 电流变比为6000/1的TA比差测试结果对比图图7(Figure 7) 图 7 电流变比为6000/1的TA角差测试结果对比图 3.3 结论

根据上述数据对比情况可以得出：

（1）表 1和表 2数据表明，额定电流变比为3000/1、6000/1的TA，采用矢量计算法与比较作差法测试结果其误差均在限值范围内，符合TA检测规程要求[8, 9]。

（2）从表 1和表 2数据来看，采用矢量计算法与比较作差法测试的比差、角差最大值都发生在1%和5%额定电流下，这是因为电流越小的测量点零偏误差的影响相对越大，因此难以在小电流测量点得到准确结果。尽管如此，二者在相同测量点的比差、角差均满足误差限值要求，表明新型互感器测试仪所采用的矢量计算法有效。

4 结语

TA的误差测试对于电力系统计量、测量、继电保护有着重要的意义。以往由于测量方法和设备的限制，使很多现场用TA不能按照检定规程进行周期检定，尤其在特高压领域，采用传统测试方法检定更为复杂，甚至难以做到精确测试。随着TA误差测试技术不断发展，间接测量法的准确性和有效性也不断提高。本文详细阐述了矢量计算法的基本原理，运用该方法实测多伦1000 kV特高压变电站TA的角差、比差，并与采用比较作差法测量结果进行对比分析。结果表明，2种方法的测试误差均在允许范围内，说明矢量计算法有效。由于采用基于比较作差法的试验装置体积庞大、接线复杂，不易携带，而采用基于矢量计算法的互感器测试仪克服了上述缺点，在特高压领域，以其高效、快捷的优势，具有良好的使用价值和较好的推广应用前景。

【本文地址】

公司简介

联系我们