摘 要 介绍一起22OKVGIS用外直式电流互感器测量准确性超标原因的查找和分析处理,通过理论和模拟试验,分析了电流王感器外罩短接影响电流测试准确性,并经过实际测试得到了验证,对现场电流互感器测试误差原因的查找有借鉴意义。

关键词 GIS 电流互感器 接地 误差
   GIS组合电器以占地小、运行可靠、防污性强、操作灵活等显见的优点,被国内11OKV及以上城市变电所广泛应用。但由于它采用SF6气体绝缘,属全封闭式电器,其所有高压设备不存在外露端,所以往往GIS组合电器中电流互感器不能按规程进行现场检定,而只能凭生产厂家出厂合格证书及测试报告予以认定。下面介绍一起GIS中电流互感器误差超标原因的查找和分析,讨论验证GIS中电流互感器外罩相间短接对电流互感器测量准确性的影响。
1 GIS中外置式电流互感器误差超标现象及原因分析
   某变电站220kVGIS(其额定电压252kV,三相分体)启动时,发现GIS中外置式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13.6度。同回路对端变电站电流互感器测量到电流三相平衡,与负荷大小吻合,由此判断,该GIS中电流互感器测量不准确。
   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,从以下原因进行了分析。
   (1)磁路原因。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国路,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。
  (2)电流互感器二次绕组绝缘不良。因为电流互感器二次所接负载都是低阻的,其等值阻抗在Ω数量级甚至更小。所以二次绕组的绝缘(包括臣间、层间和首末端间)要降低到Ω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试验中是容易被发现的,所以可能性也不大。
(3)铁心存在短路臣。这样,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,所以这种可能性也不大。
   排除以上可能情况在对GIS组合电器检查中发现外置式电流互感器外罩相间有铝排短接,用于固定控制电缆。外置式电流互感器外罩相间短路,是否造成了电流互感器测量误差超标,下面详细进行分析和验证。
2  外置式电流互感器外罩相间短接对测量准确性影晌的理论分析

   下面对GIS中外置式电流互感器外罩短接对电流互感器测量产生影响的原因进行详细分析。
2.1电流互感器工作基本原理
   图1为电流互感器工作的基本原理图,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(I1-Ie),在这个状态下,从电流互感器的二次侧测量励磁特性,有以下两种情况:
  (1)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,励磁电流值变大。
  (2)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发生电压。

2.2电流互感器外罩短接的具体构造和影晌
(1)电流互感器一相外罩短接
 三相分体电流互感器其中A相外罩短接时,在电
流互感器外部形成闭合回路,此时如图2所示,Ia和Ie相位相差180度,测量结果Ia=ItIe,电流幅值变小,但对相位没有影响。
(2)相间存在外部短接
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=Iα×Nα+Ib×Nb+Ic×Nc
 h、Iα、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:
 IbJ=Ib-IeIc=Ic-Ie

由此可以看到不仅电流值变小相位也会发生变化。

3 外置式电流互感器外罩短接模拟试验
   为验证电流互感器测量准确性受外罩短接的影响,下面进行模拟伏安特性试验。试验时,对B相某组二次绕组加压,分别测试将B、S两相外罩用铝板短接和不短接情况下在C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互感器形成闭合回路。具体数据如表1、表2所示。
通过试验验证外罩短接的确使电流互感器形成了闭合回路,结果分析可知: