变频互感器综合特性测试仪术语定义

　　

变频互感器综合特性测试仪术语定义一章 装置特点与参数

是在传统基于调压器、升压器、升流器的互感器伏安特性变比极性综合测试仪基础上，广泛听取用户意见、经过大量的市场调研、深入进行理论研究之后研发的新一代革新型CT、PT测试仪器。装置采用高性能DSP和FPGA、*制造工艺，保证了产品性能稳定可靠、功能完备、自动化程度高、测试效率高、在国内处于优越水平，是电力行业用于互感器的专业测试仪器。

1.1 主要技术特点

功能全，既满足各类CT（如：保护类、计量类、TP类）的励磁特性（即伏安特性）、变比、极性、二次绕组电阻、二次负荷、比差以及角差等测试要求，又可用于各类PT电磁单元的励磁特性、变比、极性、二次绕组电阻、比差等测试。

现场检定电流互感器无需标准电流互感器、升流器、负载箱、调压控制箱以及大电流导线，使用极为简单的测试接线和操作实现电流互感器的检定，的降低了工作强度和提高了工作效率，方便现场开展互感器现场检定工作。

可精转测量变比差与角差，比差*大允许误差±0.05%，角差*大允许误差±2min，能够进行0.2S级电流互感器的测量，变比测量范围为1~40000。

基于*变频法测试CT/PT伏安特性曲线和10%误差曲线,输出*大仅180V的交流电压和12Arms(36A峰值)的交流电流，却能应对拐点高达60KV的CT测试。

自动给出拐点电压/电流、10%(5%)误差曲线、准确限值系数（ALF）、仪表保安系数（FS）、二次时间常数(Ts)、剩磁系数(Kr)、饱和及不饱和电感等CT、PT参数。

测试满足GB1208（IEC60044-1）、GB16847(IEC60044-6) 、GB1207等各类互感器标准，并依照互感器类型和级别自动选择何种标准进行测试。

测试简单方便，一键完成CT直阻、励磁、变比和极性测试，而且除了负荷测试外，CT其他各项测试都是采用同一种接线方式。

全中文动态图形界面，无需参考说明书即可完成接线、设置参数：动态显示参数设置，根据当前所选的试验项目自动显示其相关参数；动态显示帮助接线图，根据当前所选试验项目，显示对应的接线图。

5.7寸图形透反式LCD，阳光下清晰可视。

采用旋转光电鼠标操作，操作简单，快捷方便，极易掌握。

面板自带打印机，可自动打印生成的试验报告。

测试结果可用U盘导出，程序可用U盘升级，方便快捷。

装置可存储1000组测试数据，掉电不丢失。

配有后台分析软件，方便测试报告的保存、转换、分析，可以用于试验数据的对比、判断与评估。

易于携带，装置重量<9Kg。

变频互感器综合特性测试仪术语定义1.2 装置面板说明

装置面板结构如右图接线端子从左向右：

·红黑S1、S2端子：试验电源输出

·红黑S1、S2端子：输出电压回测

·红黑P1、P2端子：感应电压测量端子

·液晶显示屏：中文显示界面

·微型打印机：打印测试数据、曲线

·旋转鼠标：输入数值和操作命令

变频互感器综合特性测试仪术语定义1.3 主要技术参数

		LYFA-5000
测试用途		CT， PT
输出		0~180Vrms，12Arms，36A（峰值）
电压测量精度		±0.1%
CT变比 测量	范围	1~40000
	精度	±0.05%
PT变比 测量	范围	1~40000
	精度	±0.05%
相位测量	精度	±2min
	分辨率	0.5min
二次绕组电阻测量	范围	0~300Ω
	精度	0.2%±2mΩ
交流负载测量	范围	0~1000VA
	精度	0.2%±0.02VA
输入电源电压		AC220V±10%，50Hz
工作环境		温度：-10οC~50οC，  湿度：≤90%
尺寸、重量		尺寸365 mm×290 mm×153mm      重量<10kg

变频互感器综合特性测试仪术语定义第二章 用户接口和操作方法

2.1 电流互感器试验

在参数界面，用 旋转鼠标切换光标到类型栏，选择互感器类型为CT。

2.1.1 试验接线

试验接线步骤如下：

**步：根据表2.1描述的CT试验项目说明，依照图2.1或图2.2进行接线（对于各种结构的CT，可参考附录D描述的实际接线方式）。

表2.1  CT试验项目说明

电阻	励磁	变比	负荷	说明	接线图
√				测量CT的二次绕组电阻	图2.1，但一次侧可以不接
√	√			测量CT的二次绕组电阻、励磁特性	图2.1，但一次侧可以不接
√		√		测量CT的二次绕组电阻，检查CT变比和极性	图2.1，
√	√	√		测量CT的二次绕组电阻、励磁特性，检查CT变比和极性	图2.1
			√	测量CT的二次负荷	图2.2，

第二步：同一CT其他绕组开路，CT的一次侧一端要接地，设备也要接地。

第三步：接通电源，准备参数设置。

变频互感器综合特性测试仪术语定义2.1.2 参数设置

试验参数设置界面如图2.3。

参数设置步骤如下：

用 旋转鼠标 切换光标，选择要进行的试验项目，当光标停留在某个试验项目时，屏幕显示与该试验项目相关的参数设置；当光标离开试验项目时，屏幕显示所选试验项目所对应的接线图。

可设置的参数如下：

（1）编号：输入本次试验的编号，便于打印、保存的管理与查找。

（2）额定二次电流：电流互感器二次侧的额定电流，一般为1A和。

（3）级别：被测绕组的级别，对于CT，有P、TPY、计量、PR、PX、TPS、TPX、TPZ等8个选项。

（4）当前温度：测试时绕组温度，一般可输入测试时的气温。

（5）额定频率：可选值为：50Hz或60Hz。

（6）*大测试电流：一般可设为额定二次电流值，对于TPY级CT，一般可设为2倍的额定二次电流值。对于P级CT，假设其为5P40，额定二次电流为1A，那么*大测试电流应设5%*40*1A=2A；假设其为10P15，额定二次电流为，那么*大测试电流应设10%*15*=7.。

如果用户希望看到以下结果，需要准确设置基本参数（建议用户设置）。

（1）匝比误差、比值差和相位差

（2）准确计算的极限电动势及其对应的复合误差

（3）实测的准确限值系数、仪表保安系数和对称短路电流倍数

（4）实测的暂态面积系数、峰瞬误差、二次时间常数

对于不同级别的CT，参数的设置也不同，见表2.2。

表2.2  CT参数描述

参数	描述	P	TPY	计量	PR	PX	TPS	TPX	TPZ
额定一次电流	用于计算准确的实际电流比	√	√	√	√	√	√	√	√
额定负荷， 功率因数	铭牌上的额定负荷，功率因数为0.8或1	√	√	√	√	√	√	√	√
		√	√	√	√	√	√	√	√
额定准确限值系数	铭牌上的规定，默认：10。用于计算极限电动势及其对应的复合误差	√
额定对称短路电流系数	铭牌上的规定，默认：10。用于计算极限电动势及其对应的峰瞬误差		√				√	√	√
一次时间常数	默认：100ms		√					√	√
二次时间常数	默认：3000ms		√						√
工作循环	C-t1-O或C-t1-O-tfr-C-t2-O，默认：C-t1-O循环		√					√
t1	**次电流通过时间，默认：100ms		√					√
tal1	一次通流保持准确限值的时间，默认：40ms
tfr	**次打开和重合闸的延时，默认：500ms。选择C-t1-O-tfr-C-t2-O循环才显示		√					√
t2	第二次电流通过时间，默认：100ms。选择C-t1-O-tfr-C-t2-O循环才显示		√		√			√
tal2	二次通流保持准确限值的时间，默认：40ms 选择C-t1-O-tfr-C-t2-O循环才显示		√					√
额定仪表保安系数	铭牌上的规定，默认值：10。 用于计算极限电动势及其对应的复合误差			√
额定计算系数						√
额定拐点电势Ek						√
Ek对应的Ie						√
面积系数							√
额定Ual	额定等效二次极限电压						√
Ual对应的Ial							√

第五步： 选择右边的开始按钮进行试验。

2.1.3 试验结果

试验结果页，界面分别如图2.4。    

对于不同级别的CT和所选的试验项目，试验结果也不同，见表2.3。

表2.3  CT试验结果描述

试验结果		描述	P	TPY	计量	PR	PX	TPS	TPX	TPZ
负荷	实测负荷	单位：VA，CT二次侧实测负荷	√	√	√	√	√	√	√	√
	功率因数	实测负荷的功率因数	√	√	√	√	√	√	√	√
	阻抗	单位：Ω，CT二次侧实测阻抗	√	√	√	√	√	√	√	√
电阻	电阻（25℃）	单位：Ω，当前温度下CT二次绕组电阻	√	√	√	√	√	√	√	√
	电阻（75℃）	，单位：Ω，折算到75℃下的电阻值	√	√	√	√	√	√	√	√
励磁	拐点电压和拐点电流	单位：分别为V和A，根据标准定义，拐点电压增加10%时，拐点电流增加50%。	√	√	√	√	√	√	√	√
	不饱和电感	单位：H，励磁曲线线性段的平均电感	√	√	√	√	√	√	√	√
	剩磁系数	剩磁通与饱和磁通的比值	√	√	√	√	√	√	√	√
	二次时间常数	单位：s,CT二次接额定负荷时的时间常数	√	√	√	√	√	√	√	√
	极限电动势	单位：V，根据CT铭牌和75℃电阻计算的极限电动势	√	√	√	√			√	√
	复合误差	极限电动势或额定拐点电势Ek下的复合误差	√		√	√	√
	峰瞬误差	极限电动势下的峰瞬误差		√					√	√
	准确限值系数	实测的准确限值系数	√			√
	仪表保安系数	实测的仪表保安系数			√
	对称短路电流倍数Kssc	实测的对称短路电流倍数		√				√	√	√
	暂态面积系数	实际的暂态面积系数		√					√	√
	计算系数Kx	实测的计算系数					√
	额定拐点电势Ek						√
	Ek对应的Ie	额定拐点电势对应的实测励磁电流					√
	额定Ual	额定等效二次极限电压						√
	Ual对应的Ial	额定等效二次极限电压对应的实测励磁电流						√
	误差曲线	5%（10%）误差曲线	√	√		√	√	√	√	√
变比	变比	额定负荷下的实际电流比	√	√	√	√	√	√	√	√
	匝数比	被测试的二次绕组与一次绕组的实际匝比	√	√	√	√	√	√	√	√
	比值差	额定负荷下的电流误差	√	√	√	√	√	√	√	√
	相位差	额定负荷下的相位差	√	√	√	√	√	√	√	√
	极性	CT一次和二次的极性关系，有同极性/－（减极性）和反极性/+（加极性）两种	√	√	√	√	√	√	√	√
	匝比误差	实测匝数比与额定匝比的相对误差					√	√
	标准误差	额定负荷、下限负荷下，国标检验电流点的电流误差、相位误差表			√

2.2 电压互感器试验

在参数界面，用 旋转鼠标切换光标到类型栏，选择互感器类型为PT。

2.2.1 试验接线

试验接线步骤如下：

**步：根据表2.4描述的PT试验项目说明，依照图2.7或图2.8进行接线。

表2.4  PT试验项目说明

电阻	励磁	变比	说明	接线图
√			测量PT的二次绕组电阻	图2.7，一次侧必须断开
√	√		测量PT的二次绕组电阻、励磁特性	图2.7，一次侧必须断开，且一次侧高压尾必须接地
		√	检查PT变比和极性	图2.8

第二步：同一PT其他绕组开路。

第三步：接通电源，准备参数设置。

2.2.2 参数设置

PT的试验参数设置界面如图2.5。

参数设置步骤如下：

用 旋转鼠标 切换光标，选择要进行的试验项目，当光标停留在某个试验项目时，屏幕显示与该试验项目相关的参数设置；当光标离开试验项目时，屏幕显示所选试验项目所对应的接线图。

可设置的参数如下：

（1）编号：输入试验试验编号。

（2）额定二次电压：电压互感器二次侧的额定电压。

（3）级别：被测绕组的级别，有P、计量等2个选项。

（4）当前温度：测试时绕组温度，一般可输入当时的气温。

（5）额定频率：可选值为：50Hz或60Hz。

（6）*大测试电压：试验时设备输出的*大工频等效电压。

（7）*大测试电流：试验时设备输出的*大交流电流。

第四步： 选择右边的开始按钮进行试验。

2.2.3 试验结果

试验结果页，如图2.6。

对于不同级别的PT和所选的试验项目，试验结果也不同，见表2.5。

表2.5  PT试验结果描述

试验结果		描述	P	计量
电阻	电阻（25℃）	单位：Ω，当前温度下的电阻	√	√
	电阻（75℃）	单位：Ω，参考温度下的电阻值，温度可修改	√	√
励磁	拐点电压和拐点电流	单位：分别为V和A，根据标准定义，拐点电压增加10%时，拐点电流增加50%。	√	√
变比	变比	额定负荷或实际负荷下的实际电流比	√	√
	匝数比	被测试的二次绕组与一次绕组的实际匝比	√	√
	比值差	额定负荷或实际负荷下的电流误差	√	√
	相位差	额定负荷或实际负荷下的相位差	√	√
	极性	PT一次和二次的极性关系，有同极性/－（减极性）和反极性/+（加极性）两种	√	√

2.3自检页

自测界面如图2.8。在万用表帮助下，自测功能可用于检查设备是否损坏，测量电路是否正常。

2.3.1 参数设置

自测测试所需的参数如下表：

表2.6  自检测试参数

参数	描述
测试电流	需要装置输出的电流，有效值范围：1mA~
测试电压	需要装置输出的电压，有效值范围：1V~100V
测试频率	需要装置输出电压或电流的频率，范围：0~50Hz

测试电流或测试电压设置后，设置测试频率，装置将输出对应频率的电压或电流，并显示检测到的实际电压或电流。在选择电压后，如果负载太小，导致实际电流有效值大于，则显示过载信息。在选择电流后，如果负载太大，导致实际测试电压有效值大于100V，则也会显示过载信息。

2.3.2 接线方法

·选择电压测试时，将S1短接另一个S1，S2短接另一个S2。用万用表电压档测量S1和S2之间的电压，若与实际电压相符，说明设备能够输出电压且电压测量环节正常。

·电流测试时，将电源输出的S1、S2端子短接。电压回测的S1、S2不接。可在输出的S1和S2之间串入万用表电流档，若万用表测量的电流与实际电流相符，说明设备能够正常输出电流且电流测量环节正常。

2.4功能按钮

2.4.1 参数页功能按钮

 (1)．系统工具

系统工具界面，如图2.11。在该界面中可以进行时间校对、系统升级等操作。其中：调试用于出厂调试，升级用于软件界面的升级。

(2)．帮助

（3）打印

用户可以打印当前测试结果，此报告可做为现场试验的原始记录。

2.4.2 结果页功能按钮

(1)、励磁曲线

在图2.4或图2.6的测量结果页面，选择励磁结果，将出现励磁曲线界面，如图2.13：

(2)、励磁数据

在图2.13的励磁曲线页面，选择励磁数据将显示励磁数据界面，如图2.14：

在上图中可以显示三种形式的励磁数据：

实测：仪器升压过程中实际捕捉的电压、电流序列；

取整：对实测的励磁数据按电流取整后的结果显示，10mA以下按1mA递增、10mA~100mA以上按5mA递增、100mA以上按0.1A递增，取整的结果便于数据记录、比对；

可以显示任意电流点的励磁数据；

(3)、5%、10%误差曲线

只有保护级的互感器（包括暂态保护级）才有5%、10%的误差曲线与误差数据；在CT设置中选定为P/PR/PX/TPx的互感器，在试验结果图2.4界面中，选择误差结果将显示5%误差曲线，如图2.15：

在图2.15中，还可以选择显示10%的误差曲线。保护互感器的10%误差曲线是10%误差数据的图形化显示，其含义是相同的，其含义为互感器复合误差不大于10%时，其二次负荷与过流倍数的关系曲线。5%的误差曲线是互感器复合误差不大于5%时，其二次负荷与过流倍数的关系曲线。

(4)、5%、10%误差数据

在图2.15中，选择误差数据将显示5%、10%的误差数据，如图2.16所示：

(5)、比差、角差表

只有测量级的互感器才有比差、角差结果表；在CT设置中选绕组级别为“计量”的互感器，且测试项目选择了“误差”项目的才会有比差、角差表。在图2.4 CT测试结果界面中，选择误差结果，将出现比差、角差表，如图2.17：

上图中显示了互感器分别在额定负荷与下限负荷下的比差、角差表，额定负荷是在CT设置页面中，下限负荷规定为25%的额定负荷。

 

工频电压测试互感器综合测试仪方法

传统电磁性CT主要分为保护类CT和计量类CT。保护类CT主要测试其伏安特性、10%误差曲线、和变比、极性等;计量类CT主要测试其变比、极性、比差、角差以及在各种一次电流、各种二次负荷时的比差、角差等指标。　　
一、传统的工频电压电流法测试CT伏安特性和变比的方法

国内传统的保护CT伏安特性的测试方法主要是手动调压测量方式，测试原理见下图。采用手动调节的自耦升压调压器输出电压，加到CT付方，用普通电压、电流表进行读数。两人操作，一人操作调压器，另一人读数。当手调升压器到某一数值时同时读取电压、电流数据，然后手工描绘伏安特性曲线。

通过手动调整调压器输出电压通过升流器变换成大电流加到CT原方，测量付方电流，计算原付方电流之比，即可计算变比值。

传统方法的主要缺点是接线复杂，耗费大量人工，速度慢，测量精度差，而且容意出错。测试伏安特性时有时需要加到高达2000V电压，因而人工操作安全性极差。

传统方法显而易见非常落后，亟待改进。　　
二、对CT的测试方法以及测试仪器主要经历了三个阶段的变化　　
1、一代仪器：半自动(手动调压、自动测量)型CT伏安特性

基于传统直接测量方法的基本原理，开发的一种数字记录方法的测量装置。将手调型调压器和数字电压电流测量部分以及单片机电路装在同一装置内，手动调节升电压，单片机记录数据，描绘伏安特性曲线。这种方法比全手动测试方法有了一点技术进步，但操作不方便，安全性和可靠型仍然不高。

主要缺点：工频电压测试互感器综合测试仪方法

●人工操作，速度慢

●测量精度差不高

●由于人工直接调节，操作安全性极差

●直接产生大电压电流进行测量，采用大调压升压器和升流器，因而笨拙粗重。　　
2、第二代仪器：全自动型，自动升压法测试CT伏安特性，自动升流法测试CT变比极性　　微处理器控制的全自动型测试装置。内置步进电机控制的全自动升压器产生电压，自动测量、描绘伏安特性曲线，计算10%误差曲线;内置自动升流器测量CT变比、极性。测试原理见下图。工频电压测试互感器综合测试仪方法

主要特点：

●全自动测试：可以自动完成对CT的伏安特性、变比、极性、二次负载、10%误差曲线的测试，简化了试验接线，测试效率高。

●较高精度测量：消除人工读数及手动处理所带来的测量误差。工频电压测试互感器综合测试仪方法

●安全性高：接线简单，测试过程全自动，不需人工接触，保证很高的安全性。

●测量结果的自动处理：实时显示测试数据并描绘曲线，计算拐点，自动存储和打印，上传电脑存档等。

主要缺点：

●仍属于工频直接测量法，需要产生高电压和大电流进行测试

●由于使用大调压升压器和升流器，体积重量大

●由于需测量的电压和电流范围宽，因而测量精度无法做到很高，因此只能用来测试保护型CT，无法测试测量型

CT　典型代表：CT伏安变比极性综合测试仪　　
3、第三代仪器：低频法测试伏安特性，电压法测试变比和极性，可以涵盖保护CT和计量CT的完整通用测试

低频法测试伏安特性的原理：在CT的励磁电感相同的情况下，励磁阻抗值与频率成正比。因此，要使励磁电感达到相同饱和，所施加电压的频率越低则电压的幅值越低，这就是低频法测试伏安特性的基本原理。低频法测量可以降低所加电压幅值(即降低所加电压的功率)，从而实现体积小重量轻，并且测量精度大大提高，既可用于保护CT的伏安特性也可用于计量CT的比差角差测量。该法可以实现对所有CT的全面完整测试。

电压法测量变比的原理：在CT二次绕组上施加交流电压，在原方将会产生感应电压，二次绕组铁心上的交流电压与一次侧感应电压幅值之比理论上等于匝比，与在一次侧通大电流的直接法相比，这种变比测试方法不需要大电流，具有测试设备容量小、安全可靠等特点。这种CT变比测试方法也被称为间接法。

主要特点：

●功能全面：可用于各种型号CT(含TP类)的伏安特性、10%误差曲线、变比、相位、极性、二次绕组电阻、二次回路负荷、比差以及角差以及在不同工作电流、不同负载情况下的比差、角差等稳态或暂态特性测试

●测量校核各种型号的CT，包括保护CT、计量CT、TP级暂态CT、励磁饱和电压达到30KV的CT、变压器套管CT

●覆盖从保护CT、计量CT的全面通用测试，包括TP级暂态CT、饱和电压高达数万伏的CT、变压器套管CT等。这是工频直接法*的技术和应用优势

●高精度测量：由于测量电压范围小，可以实现高测量精度，精度达0.05%

●仅需输出较小电压和功率，因而体积小，重量轻，轻小便携

●测量结果的自动处理：实时显示测试数据并描绘曲线，自动存储和打印。并可上传电脑管理和存档。

主要缺点：

●由于采用直接法测量，不输出大电流，因而不能作为大电流源顺便供现场输出大电流使用　　有些类型的仪器并无高精度测量功能，因而主要只能用于保护CT的伏安特性和变比极性等的较简单测试，无法用于比差、角差测试，更无法用于计量CT的测试

典型代表：CT参数分析仪　　
三、变频测量法的基本原理

CT伏安特性测量的原理电路如下图：CT一次侧开路，从二次侧施加电压，测量所加电压V与输入电流I的关系曲线。此曲线近似CT的励磁电势E与励磁电流I的关系曲线。

设CT励磁绕组在某一励磁电流I时的激磁电感为L，激磁阻抗为Z，则： V=I·Z

电感L与阻抗Z之间具有下述关系：Z=ω·L=2πfL则：V=I·2πfL由公式中可见在某一激磁电感L时所加电压V与频率f成正比关系。

假设当f=50Hz时，为达到励磁电流Ix，所需施加的电压Vx为2000V　　Vx=I·2πfL=Ix·2πfL=2000V，若施加不同频率： f=50Hz，Vx=2000V　f=5Hz，Vx≌200V　　f=0.5Hz，Vx≌20V

由此可见需要使CT进入相同饱和程度，施加较低频率信号所需电压可以大幅度降低这就是变频法的基本原理。

在此必须严格注意，所需电压并非与频率呈线性比例关系，并非随着频率等比例降低，需要严格按照互感器的准确数学模型进行完整的理论计算。

一、产品概述

1. 装置设计用于CT、PT的以下试验

2. 励磁特性试验

3. 变比试验

4. 相位和极性试验

5. CT各种一次电流及各种负荷时的比差、角差测量

6. CT二次绕组电阻测量

7. CT二次回路负荷测量

8. CT暂态特性测试与分析

9. 测量校核各种型号的CT、PT，包括保护CT、计量CT、TP级暂态CT、励磁饱和电压达到30KV的CT、变压器套管CT、各电压级PT等

10. 拐点电压/电流、10%(5%)误差曲线、准确限值系数、仪表保安系数、二次时间常数、剩磁系数、准确级、饱和和不饱和电感等CT、PT参数的测量

 

二、产品特点

1. GB16847-1997(IEC60044-6)等不同的标准对CT、PT进行测试和计算。

2. 界面友好美观，全中文图形界面，5.7寸图形透反式LCD，阳光下可视。

3. 采用旋转光电鼠标操作，操作简单，快捷方便，极易掌握。

4. 装置可存储3000组测试数据，掉电不丢失。试验完毕后可调出数据进行分5 析，或通过U盘上传至PC机生成WORD报告。

5. 面板自带打印机，可自动打印生成的试验报告。

6. 测试方便，除了负荷测试外，其他各项测试都是基于同一接线。

7. 易于携带，装置重量<9Kg

8. 基于*变频原理，输出大仅180V的交流电压和12A的交流电流，却能应对拐点高达30KV的CT测试。

9. 二次绕组电阻、负荷、比差以及角差等稳态或暂态特性测试。

10. 自动给出拐点电压/电流、10％误差曲线、5％误差曲线、准确限值系数（ALF）、仪表保安系数（FS）、二次时间常数(Ts)、剩磁系数(Kr)、准确级、饱和和不饱和电感等参数。

11. 可遵照 GB1208-2006(IEC60044-1)、GB16847-1997(IEC60044-6)等不同的标准对CT、PT进行测试和计算。