1、1一起 220kV 电流互感器交接试验变比异常的原因分析及处理摘要：对一起 220kV HGIS 设备电流互感器在现场交接试验过程中发现的变比异常情况进行分析，讨论、制定解决方案，并总结了电流互感器现场交接试验的重要性与注意事项。 关键词：电流互感器 交接试验 变比异常 前言 电流互感器（简称 CT）是电力系统中的重要元件，其作用是将电力系统中的一次大电流按比例转换为二次小电流，通常额定为 5A 或 1A，供继电保护、自动装置、测量、计量等各种装置和仪表用。而 CT 现场交接试验是在 CT 安装后投产前检验其性能和特性的必要工作，其中的一项重要试验项目就是 CT 变比的检查。虽然 CT 变比的
2、准确度应由生产厂家保证，但是，在制造过程中由于抽头错误等原因，常常导致 CT 变比错误1。因此，CT 变比检查试验显得尤为重要。 1、现场交接试验原理及结果 1.1 试验背景 为增强向广州中东部电网的供电能力，500kV 增城站对#1 主变进行设备更换改造，由原 750MVA 扩容至 1000MVA，配套工程为 220kV #1 变中开关间隔设备由原敞开式设备更换为杭州西门子公司生产的定制 252kV加长型 HGIS 设备。 22011 年 6 月 28 日，施工单位联合杭州西门子厂家人员对整套 HGIS设备进行现场交接试验，其中包括对断路器两侧 CT 进行变比、角差比差、伏安特性、绝缘电阻、
3、耐压等项目的试验。 1.2 试验方法原理 （1）施工单位初试 施工单位采用传统的电流法对 CT 进行变比测试，在一次侧由可调电流源装置通入一次数值的大电流 I1，在二次侧短接，用钳表钳出二次侧所感应出的电流数值 I2 ，并计算出变比 k=I1/I2。 用电流法测量 CT 变比基本上模拟了实际运行状态，具有测量精度较高的优点。 （2）专业班组复检 继保班现场复检试验采用奥地利 OMICRON 公司生产的 CT 特性综合测试仪，其工作原理是通过 CT 测试仪在 CT 二次侧加入高频低压电流，检测 CT 一次侧感应电流及二次侧的输入电压，从而计算出 CT 变比、拐点、误差并绘制伏安特性等。 （3）试
4、验对象 此次试验对象为断路器两侧 CT，而 T2 侧（母线侧）CT 二次绕组配置情况如下表所示： 1.3 试验结果 施工单位采用传统电流法，分别在一次加入不同的电流值，用钳表测量对应二次电流，并计算出变比，测试结果如表 2 所示： 该 CT 厂家提供的数据显示变比为 4000：1，而现场交接试验结果显3示： A 相所测变比平均值 KA 为 4828：1，与厂家提供参数变比 K0 为4000：1，误差（KAK0）/ K0 为 21%。 B 相所测变比平均值 KB 为 4019：1，与厂家提供参数变比 K0 为4000：1，误差（KAK0）/ K0 为 0.4%。 C 相所测变比平均值 KC 为
5、3829：1，与厂家提供参数变比 K0 为4000：1，误差（KAK0）/ K0 为 4.2%。 用 OMICRON 测试仪复检后测得 KA 约为 4800：1，KB 与 KC 均接近4000：1。测试结果表明该 CT A 相变比误差与厂家提供数据不符，不满足规程和设计要求。 2、原因分析 现场首先对该 CT 二次内部配线及外部回路接线进行检查，二次回路接线正确。排除二次回路问题后，现场处理人员将有问题的 A 相 T2 侧 CT拆出（下称旧 CT） ，在 HGIS 原位置装上新 CT 及配套 CT 外壳、紧固件和支撑垫片。 之后，现场将拆出来的旧 CT 单独进行变比试验，测得变比为4000：1
6、，并无问题。同时对组装后的新 CT 进行变比测量，发现新 CT 变比存在很大的变动范围（视 CT 外部安装结构不同而不同） ，当装上 CT 外部支撑垫片（共 8 块）后 CT 变比达 4800：1，当拆剩 2 块支撑垫片时测得变比约为 4200：1，当全部拆除外部支撑垫片后 CT 恢复正常变比4000：1。 该 CT 是穿心式电流互感器，其本身机构不设一次绕组，载流（负荷4电流）导体由 P1 至 P2 穿过硅钢片制成的圆形铁心起一次绕组作用，二次绕组直接均匀地缠绕在圆形铁心上，与仪表、继电器、变压器等电流线圈的二次负荷串联成闭合回路。由于穿心式电流互感器不设一次绕组，其变比根据一次绕组穿过互感
7、器铁心中的匝数确定，穿心匝数越多，变比越大；反之，穿心匝数越少，变比越小。根据电磁感应定律：I1N1= I2N2（未考虑铁芯励磁电流） 。 经分析，查明了引起变比异常的原因。主要是 CT 内、外壳及附件通过支撑垫片（金属材质）形成了通路，在铁芯磁场的励磁下，产生感应电动势并产生感应电流 I3，该电流再产生电磁场（方向和铁芯磁场相反） ，对铁芯起到消磁作用。从而导致一次电流必须加大，加强铁芯的励磁，保证二次绕组输出 1A 的额定电流，使得 CT 测出来的变比增大。 3、处理过程 通过现场分析，只要切除 CT 固定金属条与 CT 套筒内壁形成的消磁回路，就能使 CT 变比恢复正常。因消磁回路是因为
8、安装了 8 块金属支撑垫片形成的，故处理方法应是使金属支撑垫片从该回路中隔离出来，现场定制了两种处理方案： 方案一：更换 CT 支撑块，新的支撑块采用环氧玻璃布板加工而成。环氧玻璃布板具有机械强度高、绝缘性能稳定、寿命长等优点，可确保CT 固定金属条与 CT 套筒内壁不形成通路。 方案二：在现有 CT 支撑块和套管内壁之间增加绝缘层。 考虑到该 HGIS 设备是室外设备，绝缘层在长期运行过程中会出现老化甚至破损，故采取方案一。 5处理步骤如下： a.释放弹操机构的弹簧能量，切除提供给汇控箱的所有电源，将机构箱的外部接线和相关电缆全部拆除，让开关处于检修状态； b.对 T1 侧隔离开关单元，T2
9、 侧的加长罐体及 T2 侧隔离开关单元气体全部回收，T1 侧断路器单元气体回收到 2bar ； c.支撑 T2 侧加长罐体后，拆除 T1 侧套管； d.脱开 T2 侧加长罐体和盆式绝缘子的连接，将 T1 侧的隔离开关及断路器单元纵向拉开 500mm；同时，为了防止 T2 侧加长罐体内部受潮，需用相关盖板和密封圈进行密封，并充入 0.3bar SF6 气体； e.拆除金属 CT 支撑垫片，更换为新环氧玻璃布板支撑垫片。 f.就位 T1 侧隔离开关和断路器单元，并与 T2 侧的加长罐体连接； g.恢复 T1 侧套管； h. 更换干燥剂，抽真空和充气； i. 恢复相关电缆和电源； j. 传动并进行相
10、关试验。 更换金属支撑垫片为环氧玻璃布板后，重新对 T2 侧三相 CT 进行变比试验，试验合格。 4、结论 （1）该 CT 在安装前变比试验是合格的，安装至 HGIS 后变比测试测得变比存在较大误差，原因为 CT 外壳与套管内壁通过金属支撑垫片形成消磁回路，导致变比增大。 （2）CT 现场交接试验是在 CT 投入系统运行前检验其各项性能和参6数是否满足要求的最后一道关卡，关系到电网和设备的安全稳定运行。设备安装现场应严格按照设备现场交接试验规程做好交接试验。 （3）设备的机械设计对设备的电气特性的影响应该被考虑得更深入一些。成套设备厂家在设备出厂前应做好整体出厂试验，设备监造方及设备使用单位应加强出厂试验见证。 参考文献： 1 林杰. 浅谈电流互感器变比检查的试验方法J. 计量与测试技术，2009，36（6）：20-21. 作者简介： 郑奕辉（1985 ） ，男，学士，助理工程师，从事变电运行工作及研究。
