1、關(guān)于GIS外置式電流互感器測(cè)量誤差的分析江蘇無錫供電公司黃 芬二七年十月9/20/2022 摘 要 在220kV GIS組合設(shè)備啟動(dòng)調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)電流互感器測(cè)量結(jié)果超標(biāo)，通過對(duì)誤差原因的查找和模擬試驗(yàn)，理論分析和實(shí)踐證明GIS外罩短接會(huì)影響外置電流互感器電流測(cè)試的準(zhǔn)確性。9/20/2022 GIS組合電器中電流互感器現(xiàn)場(chǎng)檢定GIS組合電器采用SF6氣體絕緣，屬全封閉式電器，其電流互感器不能按電流互感器檢定規(guī)程進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢定，而往往只能憑生產(chǎn)廠家出廠合格證書及測(cè)試報(bào)告予以認(rèn)定。GIS中電流互感器運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)誤差超標(biāo)時(shí)，由于其全密封在GIS裝置中，如在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面檢測(cè)需要將SF6氣體回收，并部分解體

2、GIS組合電器 ，現(xiàn)場(chǎng)檢查工作量非常巨大，檢查時(shí)間長(zhǎng)。通過理論分析和模擬試驗(yàn)的方法，指導(dǎo)和查找電流互感器測(cè)量誤差原因，意義重大。9/20/2022 誤差超標(biāo)現(xiàn)象 某變電站220kVGIS（三相分體）啟動(dòng)時(shí)，發(fā)現(xiàn) GIS中電流互感器帶負(fù)荷測(cè)試三相電流偏差極大且極不平衡，二次測(cè)量電流幅值相間最大偏差達(dá)23%，相角最大偏差達(dá)到13.6度。同回路對(duì)端變電站電流互感器測(cè)量電流值三相平衡，與實(shí)際負(fù)荷大小相吻合，由此判斷，該 GIS中電流互感器測(cè)量不準(zhǔn)確。9/20/2022 部分測(cè)試數(shù)據(jù) 一次電流：IA:262A IB:231A IC:205A 9/20/2022 原因分析 一般為滿足設(shè)計(jì)要求，電流互感器應(yīng)

3、具有規(guī)定的準(zhǔn)確度等級(jí)，而出現(xiàn)誤差超標(biāo)，一般從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析 ： 磁路原因二次繞組絕緣不良 鐵心存在短路匝 其他外部原因9/20/2022 二次繞組絕緣不良 因?yàn)殡娏骰ジ衅鞫嗡迂?fù)載都是低阻的，其等值阻抗在數(shù)量級(jí)甚至更小。所以二次繞組的絕緣（包括匝間、層間和首末端間）要降低到數(shù)量級(jí)，才能極大地影響到電流互感器的測(cè)量結(jié)果。發(fā)生這種情況在現(xiàn)場(chǎng)交接試驗(yàn)中進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試時(shí)是容易被發(fā)現(xiàn)的。 結(jié)論：可能性不大9/20/2022 鐵心存在短路匝 鐵心存在短路匝，除了一次繞組外，相當(dāng)于有兩個(gè)二次繞組，即正常繞組外，還存在一個(gè)處于短路狀態(tài)的繞組，其短路的狀態(tài)顯然會(huì)影響正常繞組的測(cè)量結(jié)果。發(fā)生這種情況，在

4、進(jìn)行變比試驗(yàn)時(shí)容易被發(fā)現(xiàn)，而且，現(xiàn)場(chǎng)所有GIS中電流互感器均存在誤差超標(biāo)的現(xiàn)象。 結(jié)論：可能性不大9/20/2022 排除以上可能情況，基本可以確認(rèn)電流互感器本身沒有問題，可能是由于其它外部原因影響。 9/20/2022 GIS現(xiàn)場(chǎng)檢查 在對(duì) GIS 組合電器檢查中發(fā)現(xiàn)電流互感器外罩相間固定電纜的支架為鋁排，且固定在外罩上（如右圖）。電流互感器金屬外罩相間短路，是否是造成電流互感器測(cè)量誤差超標(biāo)的原因，需要進(jìn)行進(jìn)一步分析。 9/20/2022 GIS現(xiàn)場(chǎng)檢查9/20/2022 GIS現(xiàn)場(chǎng)檢查 在對(duì)GIS組合電器檢查中發(fā)現(xiàn)電流互感器外罩相間固定電纜的支架為鋁排，且固定在外罩上（如右圖）。電流互感器

5、金屬外罩相間短路，是否是造成電流互感器測(cè)量誤差超標(biāo)的原因，需要進(jìn)行進(jìn)一步分析。 9/20/2022 外罩相間短接影響的理論分析 電流互感器一相外罩短接 如右圖，三相分體電流互感器其中A相外罩表面有短接時(shí)，在電流互感器外部形成閉合回路，此時(shí)如圖所示，Ia和Ie相位相差180度，測(cè)量結(jié)果Ia/=Ia-Ie。 結(jié)論：電流幅值變小，但對(duì)相位沒有影響 9/20/2022 外罩相間短接影響的理論分析 電流互感器外罩相間短接 電流互感器其中B、C相間外罩短接時(shí)，在電流互感器外部相間形成閉合回路，以圖3為例，此時(shí)B、C兩相電流互感器外罩短接經(jīng)GIS外殼接地端子形成閉合回路。 其中 Ie=IaNa+IbNb+I

6、cNc Ie、Ia、Ib、Ic為向量 Na,Nb,Nc分別為來自各相的感應(yīng)率，Na很??；因此，B相、C相的電流為 Ib/= Ib-Ie Ic/=Ic-Ie 結(jié)論： 電流值變小，相位發(fā)生變化9/20/2022 感應(yīng)電壓試驗(yàn) 線圈參數(shù)和試驗(yàn)繞組 伏安特性結(jié)論 B相4#線圈，準(zhǔn)確級(jí)5P40，變比1200*2/1A 勵(lì)磁4S1B-4S2BB、C相短接電壓（V）9501150 14501800B、C相外罩短接時(shí)，在B相加壓的同時(shí)，測(cè)C相的線圈均有感應(yīng)電壓。B、C相不短接，無感應(yīng)電壓 電流（A） 0.0340.042 0.0771C相感應(yīng)電壓（V）4S1C-4S2C 107.7 138.5185.3265

7、.5C相感應(yīng)電壓（V）4S1C-4S3C 193.8261.2339.8518.5B、C相不短接C相無感應(yīng)電壓 勵(lì)磁4S1B-4S3BB、C相短接電壓（V）200024002750電流（A） 0.018 0.020.03C相感應(yīng)電壓（V）4S1C-4S2C 114.8 143.2170.9C相感應(yīng)電壓（V）4S1C-4S3C 224.0281.6338.6B、C相不短接C相無感應(yīng)電壓 9/20/2022 感應(yīng)電流試驗(yàn) 線圈參數(shù)和試驗(yàn)繞組 伏安特性結(jié)論 B相4# 線圈， 準(zhǔn)確級(jí)5P20變比600*2/5A 勵(lì)磁4S1B-4S2BB、C相短接電壓（V）75.2 119 183 B、C相外罩短接時(shí)，

8、在B相加壓的同時(shí)，測(cè)C相的線圈均有感應(yīng)電流。B、C相不短接，無感應(yīng)電流電流（A） 0.51 2C相感應(yīng)電流（A）4S1C-4S2C 0.245 0.645 1.472 B、C相不短接C相無感應(yīng)電流 勵(lì)磁4S1B-4S3BB、C相短接電壓（V）214372.5 539 電流（A） 0.51 2C相感應(yīng)電流（A）4S1C-4S3C 0.336 0.730 1.04B、C相不短接C相無感應(yīng)電壓流9/20/2022 試驗(yàn)結(jié)論在電流互感器外罩短接形成閉合回路的情況下，在某相電流互感器二次進(jìn)行升流試驗(yàn)時(shí)，在鄰相的電流互感器中會(huì)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；如果鄰相電流互感器二次接入表計(jì)（電流表），在電流互感器中就有電流產(chǎn)生。閉合回路中是有電流的。如果是在GIS正常運(yùn)行狀態(tài)下，一次電流就是這個(gè)閉合回路中的電流就和一次導(dǎo)體中的電流進(jìn)行矢量和。由以上理論分析和模擬試驗(yàn)，電流互感器外罩短接是影響電流互感器測(cè)量誤差超標(biāo)的原因，將短接鋁排換成絕緣件后進(jìn)行帶負(fù)荷測(cè)試，電流互感器誤差均達(dá)到規(guī)定的準(zhǔn)確級(jí)要求 9/20/2022