互感器綜合測試儀的發(fā)展與進(jìn)步

互感器綜合測試儀的發(fā)展與進(jìn)步--中試高測
傳統(tǒng)電磁性CT主要分為保護(hù)類CT和計(jì)量類CT。保護(hù)類CT主要測試其伏安特性、10%誤差曲線、和變比、極性等；計(jì)量類CT主要測試其變比、極性、比差、角差以及在各種一次電流、各種二次負(fù)荷時(shí)的比差、角差等指標(biāo)。
一、傳統(tǒng)的工頻電壓電流法測試CT伏安特性和變比的方法
國內(nèi)傳統(tǒng)的保護(hù)CT伏安特性的測試方法主要是手動(dòng)調(diào)壓測量方式，測試原理見下圖。采用手動(dòng)調(diào)節(jié)的自耦升壓調(diào)壓器輸出電壓，加到CT付方，用普通電壓、電流表進(jìn)行讀數(shù)。兩人操作，一人操作調(diào)壓器，另一人讀數(shù)。當(dāng)手調(diào)升壓器到某一數(shù)值時(shí)同時(shí)讀取電壓、電流數(shù)據(jù)，然后手工描繪伏安特性曲線。
變比測量原理見下圖。通過手動(dòng)調(diào)整調(diào)壓器輸出電壓通過升流器變換成大電流加到CT原方，測量付方電流，計(jì)算原付方電流之比，即可計(jì)算變比值。
傳統(tǒng)方法的主要缺點(diǎn)是接線復(fù)雜，耗費(fèi)大量人工，速度慢，測量精度差，而且容意出錯(cuò)。測試伏安特性時(shí)有時(shí)需要加到高達(dá)2000V電壓，因而人工操作安全性極差。
傳統(tǒng)方法顯而易見非常落后，亟待改進(jìn)。二、對(duì)CT的測試方法以及測試儀器主要經(jīng)歷了三個(gè)階段的變化
1、*代儀器：半自動(dòng)（手動(dòng)調(diào)壓、自動(dòng)測量）型CT伏安特性
基于傳統(tǒng)直接測量方法的基本原理，開發(fā)的一種數(shù)字記錄方法的測量裝置。將手調(diào)型調(diào)壓器和數(shù)字電壓電流測量部分以及單片機(jī)電路裝在同一裝置內(nèi)，手動(dòng)調(diào)節(jié)升電壓，單片機(jī)記錄數(shù)據(jù)，描繪伏安特性曲線。這種方法比全手動(dòng)測試方法有了一點(diǎn)技術(shù)進(jìn)步，但操作不方便，安全性和可靠型仍然不高。

主要缺點(diǎn)：
●人工操作，速度慢
●測量精度差不高
●由于人工直接調(diào)節(jié)，操作安全性極差
●直接產(chǎn)生大電壓電流進(jìn)行測量，采用大調(diào)壓升壓器和升流器，因而笨拙粗重。
2、第二代儀器：全自動(dòng)型，自動(dòng)升壓法測試CT伏安特性，自動(dòng)升流法測試CT變比極性
微處理器控制的全自動(dòng)型測試裝置。內(nèi)置步進(jìn)電機(jī)控制的全自動(dòng)升壓器產(chǎn)生電壓，自動(dòng)測量、描繪伏安特性曲線，計(jì)算10%誤差曲線；內(nèi)置自動(dòng)升流器測量CT變比、極性。測試原理見下圖。
主要特點(diǎn)：
●全自動(dòng)測試：可以自動(dòng)完成對(duì)CT的伏安特性、變比、極性、二次負(fù)載、10%誤差曲線的測試，簡化了試驗(yàn)接線，測試效率高。
●較高精度測量：消除人工讀數(shù)及手動(dòng)處理所帶來的測量誤差。
●安全性高：接線簡單，測試過程全自動(dòng)，不需人工接觸，保證很高的安全性。
●測量結(jié)果的自動(dòng)處理：實(shí)時(shí)顯示測試數(shù)據(jù)并描繪曲線，計(jì)算拐點(diǎn)，自動(dòng)存儲(chǔ)和打印，上傳電腦存檔等。
主要缺點(diǎn)： 
●仍屬于工頻直接測量法，需要產(chǎn)生高電壓和大電流進(jìn)行測試
●由于使用大調(diào)壓升壓器和升流器，體積重量大
●由于需測量的電壓和電流范圍寬，因而測量精度無法做到很高，因此只能用來測試保護(hù)型CT，無法測試測量型CT
典型代表：CT伏安變比極性綜合測試儀
3、第三代儀器： 低頻法測試伏安特性，電壓法測試變比和極性，可以涵蓋保護(hù)CT和計(jì)量CT的完整通用測試
低頻法測試伏安特性的原理：在CT的勵(lì)磁電感相同的情況下，勵(lì)磁阻抗值與頻率成正比。因此，要使勵(lì)磁電感達(dá)到相同飽和，所施加電壓的頻率越低則電壓的幅值越低，這就是低頻法測試伏安特性的基本原理。低頻法測量可以降低所加電壓幅值（即降低所加電壓的功率），從而實(shí)現(xiàn)體積小重量輕，并且測量精度大大提高，既可用于保護(hù)CT的伏安特性也可用于計(jì)量CT的比差角差測量。該法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有CT的全面完整測試。
電壓法測量變比的原理：在CT二次繞組上施加交流電壓，在原方將會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，二次繞組鐵心上的交流電壓與一次側(cè)感應(yīng)電壓幅值之比理論上等于匝比，與在一次側(cè)通大電流的直接法相比，這種變比測試方法不需要大電流，具有測試設(shè)備容量小、安全可靠等特點(diǎn)。這種CT變比測試方法也被稱為間接法。
主要特點(diǎn)：
●功能全面：可用于各種型號(hào)CT（含TP類）的伏安特性、10%誤差曲線、變比、相位、極性、二次繞組電阻、二次回路負(fù)荷、比差以及角差以及在不同工作電流、不同負(fù)載情況下的比差、角差等穩(wěn)態(tài)或暫態(tài)特性測試
●測量校核各種型號(hào)的CT，包括保護(hù)CT、計(jì)量CT、TP級(jí)暫態(tài)CT、勵(lì)磁飽和電壓達(dá)到30KV的CT、變壓器套管CT
●覆蓋從保護(hù)CT、計(jì)量CT的全面通用測試，包括TP級(jí)暫態(tài)CT、飽和電壓高達(dá)數(shù)萬伏的CT、變壓器套管CT等。這是工頻直接法*的技術(shù)和應(yīng)用優(yōu)勢
●高精度測量：由于測量電壓范圍小，可以實(shí)現(xiàn)高測量精度，精度達(dá)0.05%
●僅需輸出較小電壓和功率，因而體積小，重量輕，輕小便攜
●測量結(jié)果的自動(dòng)處理：實(shí)時(shí)顯示測試數(shù)據(jù)并描繪曲線，自動(dòng)存儲(chǔ)和打印。并可上傳電腦管理和存檔。
主要缺點(diǎn)：
●由于采用直接法測量，不輸出大電流，因而不能作為大電流源順便供現(xiàn)場輸出大電流使用
有些類型的儀器并無高精度測量功能，因而主要只能用于保護(hù)CT的伏安特性和變比極性等的較簡單測試，無法用于比差、角差測試，更無法用于計(jì)量CT的測試

典型代表： CT 參數(shù)分析儀
三、變頻測量法的基本原理
CT伏安特性測量的原理電路如下圖：CT一次側(cè)開路，從二次側(cè)施加電壓，測量所加電壓V與輸入電流I的關(guān)系曲線。此曲線近似CT的勵(lì)磁電勢E與勵(lì)磁電流I的關(guān)系曲線。
設(shè)CT勵(lì)磁繞組在某一勵(lì)磁電流I時(shí)的激磁電感為L，激磁阻抗為Z，則：
V = I·Z
電感L與阻抗Z之間具有下述關(guān)系：
Z = ω·L = 2 π f L
則：V= I·2 π f L
由公式中可見在某一激磁電感L時(shí)所加電壓V與頻率f成正比關(guān)系。 假設(shè)當(dāng)f = 50Hz時(shí)，為達(dá)到勵(lì)磁電流Ix，所需施加的電壓Vx為2000V Vx = I·2 π f L= Ix·2 π f L = 2000V， 若施加不同頻率：
f = 50Hz，Vx ＝ 2000V
f = 5Hz， Vx ≌ 200V
f = 0.5Hz，Vx ≌ 20V
由此可見需要使CT進(jìn)入相同飽和程度，施加較低頻率信號(hào)所需電壓可以大幅度降低這就是變頻法的基本原理。
在此必須嚴(yán)格注意，所需電壓并非與頻率呈線性比例關(guān)系，并非隨著頻率等比例降低，需要嚴(yán)格按照互感器的精確數(shù)學(xué)模型進(jìn)行完整的理論計(jì)算。