專利名稱：一種高壓電流互感器現(xiàn)場準確度檢測試驗線路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓輸變電的電流檢測技術(shù)，特別涉及一種高壓電流互感器
現(xiàn)場準確度檢測試驗線路，適用于超高壓(750kV)電流互感器現(xiàn)場準確度檢
背景技術(shù)：
電流互感器是變電站電能計量裝置的主要組成部分，其準確度對于電量 計量十分重要。電力系統(tǒng)在以往的互感器現(xiàn)場檢測工作發(fā)現(xiàn)，有的關(guān)口計量 表計偏差很大，如2000年某電廠500kV出線計量綜合誤差超過5% ，某330kV 變電站現(xiàn)場檢測發(fā)現(xiàn)所有電容式電壓互感器超差，這些問題都將對系統(tǒng)計量 造成較大影響。對于目前國內(nèi)最高電壓等級750kV的輸變電系統(tǒng)，其線路電 量交換容量很大，計量裝置1%的綜合誤差一年即可能產(chǎn)生上千萬的電能貿(mào)易 結(jié)算誤差，因此，現(xiàn)場檢測關(guān)口計量用電流互感器的準確度決定著電量計量 的準確性和可靠性。
電流互感器準確度校驗的具體試驗方式，主要是通過高精度等級電流互 感器對相對較低精度電流互感器進行校驗。如目前750kV輸變電示范工程中 電流互感器準確度等級為0.2S級，即在該電流互感器額定電流1%至120%范 圍內(nèi)，其測量誤差應(yīng)不超過0.2%;校驗該電流互感器則應(yīng)采用比之精度更高 一級的電流互感器，目前通常采用準確度為0.01級標準電流互感器，該標準 電流互感器在相應(yīng)電流下誤差不超過0.01%。 一般校驗方式為在主回路(指直接安裝被校驗電流互感器與標準互感器的線路)中按校驗規(guī)程通大電流， 被校驗電流互感器與標準互感器同時對該電流進行檢測，并以標準電流互感 器所測得數(shù)為基準，被校驗電流互感器測得數(shù)據(jù)與之相比對，從而得出互感 器誤差。
目前，高精度等級電流互感器已有成熟產(chǎn)品，而按校驗規(guī)程，電流互感
器校驗過程中最大電流應(yīng)升到電流互感器額定電流的120%,如750kVGIS中 電流互感器一次額定電流為4000A,則試驗電流應(yīng)升至4800A。因此，校驗 試驗具有較大難度的問題在于如何為主回路加入校驗規(guī)程所要求的大電流。
在大電流情況下，主回路可等效為一個電感與一個電阻串聯(lián)，主回路電 感及電阻可通過經(jīng)驗公式估算、等效電路估算以及現(xiàn)場實測得出。在蘭州某 變電站750kV GIS中電流互感器校驗試驗中的估算及實測值，主回路中感抗 約為46mQ，電阻性分量約為20mQ左右。如果不采取補償，則主回路中感 抗將消耗電源功率達46X48002X l(T3=1060kVar。實際試驗中不可能提供如此 大的試驗電源，因此必須對主回路進行補償，即采用電容補償主回路電感電 流，以讓電源僅提供主回路電阻性損耗。
現(xiàn)有電流互感器準確度檢測試驗線路，通常采用并聯(lián)諧振補償方式，即 在調(diào)壓器一次側(cè)、升流器二次出口電壓處采用并聯(lián)電容器進行補償，則由于 調(diào)壓器一次側(cè)電壓為380V，升流器二次側(cè)電壓約IOOV左右，因此，并聯(lián)補 償電容器額定電壓一般為400V (即電源電壓)。并聯(lián)補償電容器與調(diào)壓器一 次側(cè)連接，其容抗通過調(diào)壓器變比變化后對主回路進行補償，由于調(diào)壓器實 則為降壓變壓器，其變比小于l，故容抗變化到二次側(cè)后實際補償能力減小； 另一方面，由于補償電容器并接于調(diào)壓器一次側(cè)，則補償電容器無功電流仍 需通過調(diào)壓器，從而使調(diào)壓器既需為主回路提供有功(電阻性)分量，又需通過無功補償電流，因此調(diào)壓器所需容量非常大，這對于配置調(diào)壓器所需費 用、制造技術(shù)難度等均是相當(dāng)不利的。
另外，利用上述現(xiàn)有技術(shù)，從現(xiàn)場實測過程中也反映，由于調(diào)壓器二次 負荷非常大，故試驗過程中其一次電壓將可能有較大降落，某電科院采用現(xiàn)
有試驗方式進行現(xiàn)場試驗過程中，調(diào)壓器一次側(cè)電壓剛開始為400V左右，在 通流至2000A左右時，該一次側(cè)電壓己降至310V左右，電容器難以保證其 補償能力，致使最終試驗失敗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高壓電流互感器現(xiàn)場準確度檢測試驗線路， 它能夠有效補償主回路中的無功功率，減小試驗電源容量。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn) 一種高壓電流 互感器現(xiàn)場準確度檢測試驗回路，包括調(diào)壓器，升流器，補償電容器，主回 路，與調(diào)壓器一次側(cè)電連接的試驗電源，設(shè)置在主回路上的標準電流互感器 和現(xiàn)場電流互感器，與標準電流互感器和現(xiàn)場電流互感器電連接的互感器檢 驗儀，所述調(diào)壓器二次側(cè)與升流器一次側(cè)電連接，升流器二次側(cè)與主回路電 連接，其特征在于，所述補償電容器串接在主回路中。
本發(fā)明進一步改進在于:所述升流器為多個，多個升流器的二次側(cè)相互串聯(lián)。
本發(fā)明更進一步改進在于所述調(diào)壓器為多個，多個調(diào)壓器的一次側(cè)分 別并聯(lián)，每個調(diào)壓器的二次側(cè)至少與一個升流器的一次側(cè)電連接。
由于本發(fā)明對主回路采用串聯(lián)補償方式，補償用電容器串聯(lián)于升流器二 次側(cè)的主回路中，因此調(diào)壓器僅需為主回路提供電阻性損耗(有功分量)，調(diào) 壓器、試驗電源容量均大大減小；相對于并聯(lián)補償方式，調(diào)壓器造價降低。同時，采用串聯(lián)補償方式，電容器的額定電壓降低，電容器元件的數(shù)量減少, 電容器的制造費用也大為降低。


圖l為本發(fā)明的電路原理圖2為某變電站750KV GIS中電流互感器安裝示意圖，其中CB為斷路器; DS為隔離開關(guān)/刀閘；
圖3為主回路參數(shù)測量電路圖4為主回路串聯(lián)補償?shù)刃щ娐穲D5為補償用電容器箱的連接圖，其中1為固定電容器箱，2為可調(diào)電容 器箱；
圖6為750KV GIS中電流互感器準確度檢測試驗線路圖。
具體實施例方式
參照圖l，高壓電流互感器現(xiàn)場準確度檢測試驗線路中，包括調(diào)壓器Tl, 升流器T2，補償電容器C，與調(diào)壓器T1一次側(cè)電連接的試驗電源AC，主回路 的電感L、電阻R，補償電容器C串接在主回路中用于串聯(lián)補償；試驗電源電 壓AC經(jīng)調(diào)壓器T1后電壓降低，然后與升流器T2—次側(cè)電連接，升流器T2 二次側(cè)與主回路電連接，用以產(chǎn)生設(shè)置在主回路上的標準電流互感器和現(xiàn)場 電流互感器因校驗所需要的大電流。調(diào)整調(diào)壓器T1的二次側(cè)電壓，可以調(diào)整 通入主回路電流大小，通過與標準電流互感器和現(xiàn)場電流互感器電連接的互 感器檢驗儀，從而實現(xiàn)校驗的目的。
參照圖2，某變電站750kV GIS中電流互感器裝設(shè)于GIS斷路器兩端，其 電流互感器基本參數(shù)額定電流比4000/1、 2000/1 (抽頭)；準確度等級0.2S 級/0.5級；額定負荷20VA/30VA。安裝位置及編號分別為
A3: 1730569、 A5: 1730571 (0.2S級) 7"i^ i^ ". 5教J
B3: 1730573、 B5: 1730580 (0.2S級) /"i^ i^ ". 5級>>
C3: 1730572、 C5: 1730575 (0.2S級) 7"2。i^ ". 5遂>>
從以上參數(shù)口j見，該電流互感器測量繞組為兩組，其中一組變比為2000:
1;另一組為4000: 1。按校驗規(guī)程，應(yīng)在該互感器額定電流1%、 5%、 20%、 100%、 120%等幾個點下進行校驗，因此， 一次側(cè)最大電流應(yīng)加到4800A。
下面結(jié)合上述變電站現(xiàn)場750kV GIS中電流互感器，詳細說明該電流互 感器現(xiàn)場準確度檢測試驗線路搭建及其參數(shù)選擇。 (1)實測主回路參數(shù)
GIS中電流互感器準確度試驗中，主回路電感、電阻參數(shù)在工頻電流下進 行了現(xiàn)場測量，測量線路參照圖3。圖3中，YT:調(diào)壓器(30kVA); ST:升流 器(40/5， 8V/匪、50kVA); CT:標準電流互感器(用1000/1變比)；R:標 準電阻(1Q); Z:被測回路阻抗；UO:調(diào)壓器輸出電壓；4> :相位儀；VI: 有效值電壓表(四位半)；V2:有效值電壓表(四位半)。被測主回路中電阻 和感抗可分別按下式
Z及-^"COS^ ZL=^"Sinp得出o
通過實地測量得出該750kV變電站GIS主回路兩相串接時，主回路感抗 ZL為46 mQ左右，電阻&為lOmQ左右，考慮到外部連接導(dǎo)線及GIS管道渦 流損耗等因素影響，當(dāng)試驗電流達到4000A/4800A時，主回路中純電阻部分 (有功損耗等效電阻)，即ZB可達20mQ以上。
(2)確定電源側(cè)容量- .
按回路參數(shù)實測情況，電源容量約需500kVA左右。由于試驗時施加的是 兩相電源，而一般變電站站用變壓器為三相變壓器，故應(yīng)保證該三相變壓器兩相容量應(yīng)滿足試驗要求，即站用變?nèi)萘繎?yīng)不小于500+ (2/3)，即800kVA 左右，最終確定現(xiàn)場試驗中電源變壓器容量為1000kVA。
(3) 補償電容器及補償容量的確定
試驗采用串聯(lián)諧振方式，利用串聯(lián)在主回路中的補償電容器的容性電壓 來補償電感壓降(無功補償)，其等效電路如圖4所示。升流器前端接線均不 考慮，僅考慮升流器二次升流側(cè)作為電源，Zc為補償電容，用以補償主回路 電感分量L， ZB為主回路阻性分量。
參照圖4，取被測主回路中補償電容器兩端電壓為Uc、電感壓降為IA、電
阻壓降為UB，則升流器輸出端電壓^7-^+^-^，當(dāng)UfUc;時，U=UR，此時所
需補償電容器的電容量C-j/ 乂 。當(dāng)Z^46 mQ時，C&69000ixF。
按以上電容量選用補償電容器，本實施例采用電容器箱來實現(xiàn)。取其單個 電容器參數(shù)為860V、 500uF共140只并聯(lián)，總電容量70000uF;按最大電 流6000A計算，每只電容器的最大電流為50A左右。
由于現(xiàn)場試驗時，主回路參數(shù)可能發(fā)生變化，主回路諧振條件可能改變， 而試驗要求電源必須為工頻，故實際試驗時應(yīng)保證電容量可以調(diào)整，以保證 主回路盡可能處于完全諧振狀態(tài)。最終確定，選用140只電容器(860V、 500 uF)，總電容量140X503uF =70420uF，分組并聯(lián)；每20只一組，構(gòu)成一 個電容箱。其中6組為固定電容箱，20只電容器并聯(lián)；最后1組20只電容器 按l、 2、 4、 8分組連接，選擇不同的抽頭，可使電容量在1/140 20/140的
調(diào)節(jié)內(nèi)范圍。即電容量的范圍70420uF 60360uF，具體連接方式見圖5。
(4) 調(diào)壓器參數(shù)確定
實際試驗時，調(diào)壓器一次側(cè)電壓即電源電壓380V左右，故取其一次側(cè)額 定電壓400V, 二次可調(diào)，電壓為0—420V。完全諧振下調(diào)壓器僅需提供有功功率，故確定調(diào)壓器容量為500kVA。
(5) 升流器參數(shù)確定
考慮當(dāng)補償達到最佳狀態(tài)時(此時需在試驗線路中接入相位測量儀進行 監(jiān)測)，調(diào)壓器與升流器輸出容量僅考慮被測主回路純電阻部分即可。當(dāng)ZR 取20mQ，試驗電流達到4000A/4800A時，則升流器輸出應(yīng)達到80V/96V，調(diào) 壓器與升流器容量均應(yīng)達到320kVA/460kVA。根據(jù)以上分析結(jié)果，試驗中選用 9臺容量為60kVA，電壓比為380V/10V的升流器。該升流器一次側(cè)并接于調(diào) 壓器二次輸出端，二次側(cè)則串聯(lián)使用。
(6) 搭建電流互感器準確度校驗線路 電流互感器準確度校驗線路采用校驗規(guī)程推薦的比較法進行，具體接線
如圖6所示。其中K: 800A+400A斷路器；YT1-YTn:柱式調(diào)壓器，輸入電壓 380V，輸出電壓0-420V，容量300跳+2*150 kVA; ST1-STn:升流器，電壓 比380V/10V求10，容量10*60 kVA (試驗時串聯(lián)運行)；TO:標準電流互感器， (200-5000) A/1A， 0.02S級；TX:現(xiàn)場電流互感器，(2000、 4000) A/1A， 0.2S級，額定二次負荷20VA; C:電容器，額定電壓2*430V，單只電容量 1000uF/2—2*1000uF (共80只)；CT1-CTn: —般測量用及保護用電流互感 器，試驗時二次繞組應(yīng)短接；HE:互感器校驗儀，額定工作電流5A、 1A，準
確度2級；Zb:電流互感器負荷箱，3級。
GIS線路側(cè)側(cè)三相出線套管短接，GIS主變側(cè)出線套管引下電流線進入試 驗回路。以下示意圖中將該主回路等效為電感與電阻串聯(lián)回路，即試驗需施 加電流回路，如示意圖1所示。具體校驗方法采用比較法進行，其等效電路 如圖5所示。
以上詳細列出了 750kV GIS中電流互感器準確度校驗現(xiàn)場試驗中所需各 種設(shè)備具體參數(shù)的確定情況，從上述數(shù)據(jù)可以看出，所有設(shè)備參數(shù)都在現(xiàn)場實測的基礎(chǔ)上仍保證了一定的裕度，可保證現(xiàn)場試驗的可行性。經(jīng)過對
750kVGIS中電流互感器進行了準確度校驗試驗，結(jié)果證明采用本發(fā)明思想 設(shè)計的這套設(shè)備完全可滿足現(xiàn)場試驗需要，且還有相當(dāng)大的裕度。經(jīng)專家研 究認為，該套設(shè)備還可用至1000kV變電站進行1000kV電流互感器的準確度 校驗試驗，其電流甚至可以升至6000A。
權(quán)利要求
1、一種高壓電流互感器現(xiàn)場準確度檢測試驗線路，包括調(diào)壓器，升流器，補償電容器，主回路，與調(diào)壓器一次側(cè)電連接的試驗電源，設(shè)置在主回路上的標準電流互感器和現(xiàn)場電流互感器，與標準電流互感器和現(xiàn)場電流互感器電連接的互感器檢驗儀，所述調(diào)壓器二次側(cè)與升流器一次側(cè)電連接，升流器二次側(cè)與主回路電連接，其特征在于，所述補償電容器串接在主回路中。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓電流互感器現(xiàn)場準確度檢測試驗線路， 其特征在于，所述升流器為多個，多個升流器的二次側(cè)相互串聯(lián)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高壓電流互感器現(xiàn)場準確度檢測試驗線路，其特征在于，本發(fā)明更進一步改進在于所述調(diào)壓器為多個，多個調(diào)壓器的一次側(cè)分別并聯(lián)，每個調(diào)壓器的二次側(cè)至少與一個升流器的一次側(cè)電連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及高壓輸變電的電流檢測技術(shù)，公開了一種高壓電流互感器現(xiàn)場準確度檢測試驗線路，適用于超高壓(750kV)電流互感器現(xiàn)場準確度檢測。它包括調(diào)壓器，升流器，補償電容器，主回路，與調(diào)壓器一次側(cè)電連接的試驗電源，設(shè)置在主回路上的標準電流互感器和現(xiàn)場電流互感器，與標準電流互感器和現(xiàn)場電流互感器電連接的互感器檢驗儀，所述調(diào)壓器二次側(cè)與升流器一次側(cè)電連接，升流器二次側(cè)與主回路電連接，其特征在于，所述補償電容器串接在主回路中。
文檔編號G01R35/02GK101424728SQ200810232208
公開日2009年5月6日 申請日期2008年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月10日
發(fā)明者彬 丁, 毅 劉, 吳經(jīng)鋒, 強 孫, 李潤秋, 毛琛琳, 黃宗君 申請人:西北電網(wǎng)有限公司