专利名称：一种高压电流互感器现场准确度检测试验线路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高压输变电的电流检测技术，特别涉及一种高压电流互
感器现场准确度检测试验线路，适用于超高压(750kV)电流互感器现场准确 度检测。
背景技术：
电流互感器是变电站电能计量装置的主要组成部分，其准确度对于电量 计量十分重要。电力系统在以往的互感器现场检测工作发现，有的关口计量 表计偏差很大，如:2000年某电厂500kV出线计量综合误差超过5 % ，某330kV 变电站现场检测发现所有电容式电压互感器超差，这些问题都将对系统计量 造成较大影响。对于目前国内最高电压等级750kV的输变电系统，其线路电 量交换容量很大，计量装置1%的综合误差一年即可能产生上千万的电能贸易 结算误差，因此，现场检测关口计量用电流互感器的准确度决定着电量计量 的准确性和可靠性。
电流互感器准确度校验的具体试验方式，主要是通过高精度等级电流互 感器对相对较低精度电流互感器进行校验。如目前750kV输变电示范工程中 电流互感器准确度等级为0.2S级，即在该电流互感器额定电流1%至120%范 围内，其测量误差应不超过0.2%;校验该电流互感器则应采用比之精度更高 一级的电流互感器，目前通常采用准确度为0.01级标准电流互感器，该标准 电流互感器在相应电流下误差不超过0.01%。 一般校验方式为在主回路(指直接安装被校验电流互感器与标准互感器的线路)中按校验规程通大电流， 被校验电流互感器与标准互感器同时对该电流进行检测，并以标准电流互感 器所测得数为基准，被校验电流互感器测得数据与之相比对，从而得出互感 器误差。
目前，高精度等级电流互感器已有成熟产品，而按校验规程，电流互感
器校验过程中最大电流应升到电流互感器额定电流的120%,如750kVGIS中 电流互感器一次额定电流为4000A，则试验电流应升至4800A。因此，校验 试验具有较大难度的问题在于如何为主回路加入校验规程所要求的大电流。
在大电流情况下，主回路可等效为一个电感与一个电阻串联，主回路电 感及电阻可通过经验公式估算、等效电路估算以及现场实测得出。在兰州某 变电站750kV GIS中电流互感器校验试验中的估算及实测值，主回路中感抗 约为46mQ，电阻性分量约为20mQ左右。如果不采取补偿，则主回路中感 抗将消耗电源功率达46X48002X l(T3=1060kVar。实际试验中不可能提供如此 大的试验电源，因此必须对主回路进行补偿，即采用电容补偿主回路电感电 流，以让电源仅提供主回路电阻性损耗。
现有电流互感器准确度检测试验线路，通常采用并联谐振补偿方式，即 在调压器一次侧、升流器二次出口电压处采用并联电容器进行补偿，则由于 调压器一次侧电压为380V，升流器二次侧电压约IOOV左右，因此，并联补 偿电容器额定电压一般为400V (即电源电压)。并联补偿电容器与调压器一 次侧连接，其容抗通过调压器变比变化后对主回路进行补偿，由于调压器实 则为降压变压器，其变比小于l，故容抗变化到二次侧后实际补偿能力减小； 另一方面，由于补偿电容器并接于调压器一次侧，则补偿电容器无功电流仍 需通过调压器，从而使调压器既需为主回路提供有功(电阻性)分量，又需通过无功补偿电流，因此调压器所需容量非常大，这对于配置调压器所需费 用、制造技术难度等均是相当不利的。
另外，利用上述现有技术，从现场实测过程中也反映，由于调压器二次 负荷非常大，故试验过程中其一次电压将可能有较大降落，某电科院采用现
有试验方式进行现场试验过程中，调压器一次侧电压刚开始为400V左右，在 通流至2000A左右时，该一次侧电压已降至310V左右，电容器难以保证其 补偿能力，致使最终试验失败。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种高压电流互感器现场准确度检测试验线 路，它能够有效补偿主回路中的无功功率，减小试验电源容量。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现 一种高压 电流互感器现场准确度检测试验回路，包括调压器，升流器，补偿电容器， 主回路，与调压器一次侧电连接的试验电源，设置在主回路上的标准电流互 感器和现场电流互感器，与标准电流互感器和现场电流互感器电连接的互感 器检验仪，所述调压器二次侧与升流器一次侧电连接，升流器二次侧与主回 路电连接，其特征在于，所述补偿电容器串接在主回路中。
本实用新型进一步改进在于:所述升流器为多个，多个升流器的二次侧相 互串联。
本实用新型更进一步改进在于所述调压器为多个，多个调压器的一次 侧分别并联，每个调压器的二次侧至少与一个升流器的一次侧电连接。
由于本实用新型对主回路采用串联补偿方式，补偿用电容器串联于升流 器二次侧的主回路中，因此调压器仅需为主回路提供电阻性损耗(有功分量)， 调压器、试验电源容量均大大减小；相对于并联补偿方式，调压器造价降低。同时，采用串联补偿方式，电容器的额定电压降低，电容器元件的数量减少， 电容器的制造费用也大为降低。
图1为本实用新型的电路原理图2为某变电站750KV GIS中电流互感器安装示意图，其中CB为断路器; DS为隔离开关/刀闸；
图3为主回路参数测量电路图4为主回路串联补偿等效电路图5为补偿用电容器箱的连接图，其中1为固定电容器箱，2为可调电容 器箱；
图6为750KV GIS中电流互感器准确度检测试验线路图。
具体实施方式
参照图l，高压电流互感器现场准确度检测试验线路中，包括调压器T1， 升流器T2，补偿电容器C，与调压器T1一次侧电连接的试验电源AC，主回路 的电感L、电阻R，补偿电容器C串接在主回路中用于串联补偿；试验电源电 压AC经调压器Tl后电压降低，然后与升流器T2 —次侧电连接，升流器T2 二次侧与主回路电连接，用以产生设置在主回路上的标准电流互感器和现场 电流互感器因校验所需要的大电流。调整调压器T1的二次侧电压，可以调整 通入主回路电流大小，通过与标准电流互感器和现场电流互感器电连接的互 感器检验仪，从而实现校验的目的。
参照图2，某变电站750kV GIS中电流互感器装设于GIS断路器两端，其 电流互感器基本参数额定电流比4000/1、 2000/1 (抽头)；准确度等级0.2S 级/0.5级；额定负荷20VA/30VA。安装位置及编号分别为
A3: 1730569、 A5: 1730571 (0.2S级) 7"2tt^ 5教J
B3: 1730573、 B5: 1730580 (0. 2S级) 7"Wa M. 5教J
C3: 1730572、 C5: 1730575 (0.2S级) C&' 77^20^ 5级>>
从以上参数可见，该电流互感器测量绕组为两组，其中一组变比为2000:
1;另一组为4000: 1。按校验规程，应在该互感器额定电流1%、 5%、 20%、
100%、 120%等几个点下进行校验，因此， 一次侧最大电流应加到4800A。 下面结合上述变电站现场750kV GIS中电流互感器，详细说明该电流互
感器现场准确度检测试验线路搭建及其参数选择。 (1)实测主回路参数
GIS中电流互感器准确度试验中，主回路电感、电阻参数在工频电流下进 行了现场测量，测量线路参照图3。图3中，YT:调压器(30kVA); ST:升流 器(40/5， 8V/匪、50kVA); CT:标准电流互感器(用1000/1变比);R:标 准电阻(1Q); Z:被测回路阻抗；UO:调压器输出电压；4> :相位仪；VI: 有效值电压表(四位半)；V2:有效值电压表(四位半)。被测主回路中电阻 和感抗可分别按下式
Z及二^"COs^) Z丄-^"Sinp得出。
通过实地测量得出该750kV变电站GIS主回路两相串接时，主回路感抗 L为46 mQ左右，电阻&为10mQ左右，考虑到外部连接导线及GIS管道涡 流损耗等因素影响，当试验电流达到4000A/4800A时，主回路中纯电阻部分 (有功损耗等效电阻)，即ZB可达20mQ以上。 (2)确定电源侧容量
按回路参数实测情况，电源容量约需500kVA左右。由于试验时施加的是 两相电源，而一般变电站站用变压器为三相变压器，故应保证该三相变压器两相容量应满足试验要求，即站用变容量应不小于500+ (2/3)，即800kVA 左右，最终确定现场试验中电源变压器容量为1000kVA。
(3) 补偿电容器及补偿容量的确定
试验采用串联谐振方式，利用串联在主回路中的补偿电容器的容性电压 来补偿电感压降(无功补偿)，其等效电路如图4所示。升流器前端接线均不 考虑，仅考虑升流器二次升流侧作为电源，Zc为补偿电容，用以补偿主回路 电感分量&， ^为主回路阻性分量。
参照图4，取被测主回路中补偿电容器两端电压为Uc;、电感压降为仄、电
阻压降为UB,则升流器输出端电压C7-C/"^-^，当UfUc时，U=UR，此时所 需补偿电容器的电容量C-乂7 。当Z^46mQ时，C"69000iiF。
按以上电容量选用补偿电容器，本实施例采用电容器箱来实现。取其单个 电容器参数为860V、 500uF共140只并联，总电容量70000uF;按最大电 流6000A计算，每只电容器的最大电流为50A左右。
由于现场试验时，主回路参数可能发生变化，主回路谐振条件可能改变， 而试验要求电源必须为工频，故实际试验时应保证电容量可以调整，以保证 主回路尽可能处于完全谐振状态。最终确定，选用140只电容器(860V、 500 u F)，总电容量140X503 uF =70420 UF，分组并联；每20只一组，构成一 个电容箱。其中6组为固定电容箱，20只电容器并联；最后1组20只电容器 按l、 2、 4、 8分组连接，选择不同的抽头，可使电容量在1/140 20/140的
调节内范围。即电容量的范围70420 uF 60360 u F，具体连接方式见图5。
(4) 调压器参数确定
实际试验时，调压器一次侧电压即电源电压380V左右，故取其一次侧额 定电压400V， 二次可调，电压为0—420V。完全谐振下调压器仅需提供有功功率，故确定调压器容量为500kVA。
(5) 升流器参数确定
考虑当补偿达到最佳状态时(此时需在试验线路中接入相位测量仪进行 监测)，调压器与升流器输出容量仅考虑被测主回路纯电阻部分即可。当ZR 取20mQ,试验电流达到4000A/4800A时，则升流器输出应达到80V/96V，调 压器与升流器容量均应达到320kVA/460kVA。根据以上分析结果，试验中选用 9台容量为60kVA，电压比为380V/10V的升流器。该升流器一次侧并接于调 压器二次输出端，二次侧则串联使用。
(6) 搭建电流互感器准确度校验线路 电流互感器准确度校验线路采用校验规程推荐的比较法进行，具体接线
如图6所示。其中K: 800A+400A断路器；YT1-YTn:柱式调压器，输入电压 380V，输出电压0-420V，容量300kVA+2*150 kVA; ST1-STn:升流器，电压 比380V/10V^0,容量10*60 kVA (试验时串联运行)；TO:标准电流互感器， (200-5000) A/1A， 0.02S级；TX:现场电流互感器，(2000、 4000) A/1A， 0.2S级，额定二次负荷20VA; C:电容器，额定电压2*430V，单只电容量 1000uF/2—2*1000"F (共80只)；CTl-CTn: —般测量用及保护用电流互感 器，试验时二次绕组应短接；HE:互感器校验仪，额定工作电流5A、 1A，准
确度2级；Zb:电流互感器负荷箱，3级。
GIS线路侧侧三相出线套管短接，GIS主变侧出线套管引下电流线进入试 验回路。以下示意图中将该主回路等效为电感与电阻串联回路，即试验需施 加电流回路，如示意图1所示。具体校验方法采用比较法进行，其等效电路 如图5所示。
以上详细列出了 750kV GIS中电流互感器准确度校验现场试验中所需各 种设备具体参数的确定情况，从上述数据可以看出，所有设备参数都在现场实测的基础上仍保证了一定的裕度，可保证现场试验的可行性。经过对
750kVGIS中电流互感器进行了准确度校验试验，结果证明采用本实用新型 思想设计的这套设备完全可满足现场试验需要，且还有相当大的裕度。经专 家研究认为，该套设备还可用至1000kV变电站进行lOOOkV电流互感器的准 确度校验试验，其电流甚至可以升至6000A。
权利要求1、一种高压电流互感器现场准确度检测试验线路，包括调压器，升流器，补偿电容器，主回路，与调压器一次侧电连接的试验电源，设置在主回路上的标准电流互感器和现场电流互感器，与标准电流互感器和现场电流互感器电连接的互感器检验仪，所述调压器二次侧与升流器一次侧电连接，升流器二次侧与主回路电连接，其特征在于，所述补偿电容器串接在主回路中。
2、 根据权利要求1所述的一种高压电流互感器现场准确度检测试验线路, 其特征在于，所述升流器为多个，多个升流器的二次侧相互串联。
3、 根据权利要求2所述的一种高压电流互感器现场准确度检测试验线路,其特征在于，本实用新型更进一步改进在于所述调压器为多个，多个调压器的一次侧分别并联，每个调压器的二次侧至少与一个升流器的一次侧电连 接。
专利摘要本实用新型涉及高压输变电的电流检测技术，公开了一种高压电流互感器现场准确度检测试验线路，适用于超高压(750kV)电流互感器现场准确度检测。它包括调压器，升流器，补偿电容器，主回路，与调压器一次侧电连接的试验电源，设置在主回路上的标准电流互感器和现场电流互感器，与标准电流互感器和现场电流互感器电连接的互感器检验仪，所述调压器二次侧与升流器一次侧电连接，升流器二次侧与主回路电连接，其特征在于，所述补偿电容器串接在主回路中。
文档编号G01R35/00GK201319064SQ20082022238
公开日2009年9月30日 申请日期2008年11月10日 优先权日2008年11月10日
发明者余华兴, 吴经锋, 朱岸明, 勇 李, 衣立东, 琳 邢 申请人:西北电网有限公司