关于GIS外置式电流互感器测量误差的分析.ppt

2022-10-24关于关于GIS外置式电流互感器外置式电流互感器测量误差的分析测量误差的分析江苏无锡供电公司江苏无锡供电公司黄黄 芬芬二二七年十月七年十月2022-10-24 在在220kV GIS组合设备启动调试组合设备启动调试过程中，发现电流互感器测量结果超过程中，发现电流互感器测量结果超标，通过对误差原因的查找和模拟试标，通过对误差原因的查找和模拟试验，理论分析和实践证明验，理论分析和实践证明GIS外罩短外罩短接会影响外置电流互感器电流测试的接会影响外置电流互感器电流测试的准确性。准确性。2022-10-24 GIS组合电器中电流互感器现场检组合电器中电流互感器现场检定定GIS组合电器采用SF6气体绝缘，属全封闭式电器，其电流互感器不能按电流互感器检定规程进行现场检定，而往往只能凭生产厂家出厂合格证书及测试报告予以认定。GIS中电流互感器运行后发现误差超标时，由于其全密封在GIS装置中，如在现场进行全面检测需要将SF6气体回收，并部分解体GIS组合电器，现场检查工作量非常巨大，检查时间长。通过理论分析和模拟试验的方法，指导和查找电流互感器测量误差原因，意义重大。2022-10-24 某变电站220kVGIS（三相分体）启动时，发现 GIS中电流互感器带负荷测试三相电流偏差极大且极不平衡，二次测量电流幅值相间最大偏差达23%，相角最大偏差达到13.6度。同回路对端变电站电流互感器测量电流值三相平衡，与实际负荷大小相吻合，由此判断，该 GIS中电流互感器测量不准确。2022-10-24 2022-10-24 一次电流：一次电流：IA:262A IB:231A IC:205A 2022-10-24 原因分析原因分析 一般为满足设计要求，电流互感器应具有一般为满足设计要求，电流互感器应具有规定的准确度等级，而出现误差超标，一般规定的准确度等级，而出现误差超标，一般从以下几个方面进行分析从以下几个方面进行分析：磁路原因磁路原因二次绕组绝缘不良二次绕组绝缘不良 铁心存在短路匝铁心存在短路匝 其他外部原因其他外部原因2022-10-24 一次导体产生的磁通不能全部通过电流互感器铁心，存在较大漏磁通，就会造成测量不准。通常电流互感器铁心由高导磁材料组成闭合回路，发生漏磁的情况可以忽略，且 GIS用电流互感器一般为外置式布置，一次导体外首先围绕有外壳，但外壳是非磁性材料或采取隔磁措施，一般不会发生漏磁现象 2022-10-24 二次绕组绝缘不良二次绕组绝缘不良 因为电流互感器二次所接负载都是低阻的，因为电流互感器二次所接负载都是低阻的，其等值阻抗在其等值阻抗在数量级甚至更小。所以二次数量级甚至更小。所以二次绕组的绝缘（包括匝间、层间和首末端间）绕组的绝缘（包括匝间、层间和首末端间）要降低到要降低到数量级，才能极大地影响到电流数量级，才能极大地影响到电流互感器的测量结果。发生这种情况在现场互感器的测量结果。发生这种情况在现场交接试验中进行绝缘电阻测试时是容易被交接试验中进行绝缘电阻测试时是容易被发现的。发现的。2022-10-24 铁心存在短路匝，除了一次绕组外，相当于有两个二次绕组，即正常绕组外，还存在一个处于短路状态的绕组，其短路的状态显然会影响正常绕组的测量结果。发生这种情况，在进行变比试验时容易被发现，而且，现场所有GIS中电流互感器均存在误差超标的现象。2022-10-24 2022-10-24 在对在对 GIS 组合电器检查中发现电流互感器组合电器检查中发现电流互感器外罩相间固定电缆的支架为铝排，且固定外罩相间固定电缆的支架为铝排，且固定在外罩上（如右图）。电流互感器金属外在外罩上（如右图）。电流互感器金属外罩相间短路，是否是造成电流互感器测量罩相间短路，是否是造成电流互感器测量误差超标的原因，需要进行进一步分析。误差超标的原因，需要进行进一步分析。2022-10-24 2022-10-24 在对GIS组合电器检查中发现电流互感器外罩相间固定电缆的支架为铝排，且固定在外罩上（如右图）。电流互感器金属外罩相间短路，是否是造成电流互感器测量误差超标的原因，需要进行进一步分析。2022-10-24 电流互感器工作基本原理电流互感器工作基本原理 如右图，电流互感器如果存在外部闭合回如右图，电流互感器如果存在外部闭合回路，对电流互感器来说一次电流减少到路，对电流互感器来说一次电流减少到（I1-Ie），在这个状态下，从电流互感），在这个状态下，从电流互感器的二次侧测量励磁特性，有以下两种器的二次侧测量励磁特性，有以下两种情况：情况：虽然流向电流互感器的励磁电流对电虽然流向电流互感器的励磁电流对电流互感器铁心会产生电压，但是外部流互感器铁心会产生电压，但是外部的闭合回路也流有电流，所以电压非的闭合回路也流有电流，所以电压非常不容易上升。与正常相比，励磁电常不容易上升。与正常相比，励磁电流值变大。流值变大。存在外部闭合回路时，在励磁特性试存在外部闭合回路时，在励磁特性试验以外的电流互感器端子间会有感应验以外的电流互感器端子间会有感应电压。电压。2022-10-24 电流互感器一相外罩短接电流互感器一相外罩短接 如右图，三相分体电流互感如右图，三相分体电流互感器其中器其中A相外罩表面有短接时，相外罩表面有短接时，在电流互感器外部形成闭合在电流互感器外部形成闭合回路，此时如图所示，回路，此时如图所示，Ia和和Ie相位相差相位相差180度，测量结果度，测量结果Ia/=Ia-Ie。结论：电流幅值变小，但对结论：电流幅值变小，但对相位没有影响相位没有影响 2022-10-24 电流互感器外罩相间短接电流互感器外罩相间短接 电流互感器其中B、C相间外罩短接时，在电流互感器外部相间形成闭合回路，以图3为例，此时B、C两相电流互感器外罩短接经GIS外壳接地端子形成闭合回路。其中 Ie=IaNa+IbNb+IcNc Ie、Ia、Ib、Ic为向量 Na,Nb,Nc分别为来自各相的感应率，Na很小；因此，B相、C相的电流为 Ib/=Ib-Ie Ic/=Ic-Ie 结论：结论：电流值变小，相位发生变化电流值变小，相位发生变化2022-10-24 为验证电流互感器测量准确性受外罩短接为验证电流互感器测量准确性受外罩短接的影响，在工厂进行模拟伏安特性试验。的影响，在工厂进行模拟伏安特性试验。试验时，对试验时，对B相某组二次绕组加压，分别测相某组二次绕组加压，分别测试将试将B、C两相外罩用铝板短接和不短接情两相外罩用铝板短接和不短接情况下在况下在C相二次的感应电流和感应电压，在相二次的感应电流和感应电压，在进行伏安特性试验的同时检测是否对电流进行伏安特性试验的同时检测是否对电流互感器形成闭合回路。互感器形成闭合回路。2022-10-24 线圈参数和试验绕组线圈参数和试验绕组 伏安特性伏安特性结论结论 B相相4#线圈，线圈，准确准确级级5P40，变比变比1200*2/1A 励 磁励 磁4S1B-4S2BB、C相短接相短接电压（电压（V）9501150 14501800B、C相外罩短接相外罩短接时，在时，在B相加压的相加压的同时，测同时，测C相的线相的线圈均有感应电压。圈均有感应电压。B、C相不短接，相不短接，无感应电压无感应电压 电流（电流（A）0.0340.042 0.0771C相感应电压（相感应电压（V）4S1C-4S2C 107.7 138.5185.3265.5C相感应电压（相感应电压（V）4S1C-4S3C 193.8261.2339.8518.5B、C相不短接相不短接C相无感应电压相无感应电压 励磁励磁4S1B-4S3BB、C相短接相短接电压（电压（V）200024002750电流（电流（A）0.018 0.020.03C相感应电压（相感应电压（V）4S1C-4S2C 114.8 143.2170.9C相感应电压（相感应电压（V）4S1C-4S3C 224.0281.6338.6B、C相不短接相不短接C相无感应电压相无感应电压 2022-10-24 线圈参数和试验绕组线圈参数和试验绕组 伏安特性伏安特性结论结论 B相相4#线圈，线圈，准确级准确级5P20变比变比600*2/5A励磁励磁4S1B-4S2BB、C相短相短接接电压（电压（V）75.2 119 183 B、C相外罩短接相外罩短接时，在时，在B相加压的相加压的同时，测同时，测C相的线相的线圈均有感应电流。圈均有感应电流。B、C相不短接，相不短接，无感应电流无感应电流电流（电流（A）0.51 2C相感应电流（相感应电流（A）4S1C-4S2C 0.245 0.645 1.472 B、C相不相不短接短接C相无感应电流相无感应电流 励磁励磁4S1B-4S3BB、C相短相短接接电压（电压（V）214372.5 539 电流（电流（A）0.51 2C相感应电流（相感应电流（A）4S1C-4S3C 0.336 0.730 1.04B、C相不相不短接短接C相无感应电压流相无感应电压流2022-10-24 在电流互感器外罩短接形成闭合回路的情况下，在某相电流互感器二次进行升流试验时，在邻相的电流互感器中会感应电动势；如果邻相电流互感器二次接入表计（电流表），在电流互感器中就有电流产生。闭合回路中是有电流的。如果是在GIS正常运行状态下，一次电流就是这个闭合回路中的电流就和一次导体中的电流进行矢量和。由以上理论分析和模拟试验，电流互感器外罩短接是影响电流互感器测量误差超标的原因，将短接铝排换成绝缘件后进行带负荷测试，电流互感器误差均达到规定的准确级要求 2022-10-24 GIS组合电器用电流互感器由于安装位置特组合电器用电流互感器由于安装位置特殊，一旦发生测量误差超标的情况，现场殊，一旦发生测量误差超标的情况，现场检查和校验困难或项目不全。通过以上分检查和校验困难或项目不全。通过以上分析，引起析，引起GIS中外置式电流互感器测量不准中外置式电流互感器测量不准确的原因除了内部原因，还要检查互感器确的原因除了内部原因，还要检查互感器外部是否有闭合回路。外部是否有闭合回路。2022-10-24 谢谢 谢谢 ！