CPT-100变压器多功能测试仪**章  装置特点与参数

     CPT-100变频式互感器测试仪是在本公司开发的、广受赞誉并大量应用的工频式互感器多功能全自动综合测试仪基础上，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ARM、先进的制造工艺，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、比差以及角差等测试。

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。

基于先进的低频法测试原理，能应对拐点高达30KV的CT测试。

界面友好美观，全中文图形界面。

装置可存储2000组测试数据，掉电不丢失。试验完毕后用U盘存入PC机，用软件进行数据分析，并生成WORD报告。

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。

易于携带，装置重量<9Kg。

1.2 装置面板说明

装置面板结构如下图：

·红黑S1、S2端子：试验电源输出

·黄黑S1、S2端子：输出电压回测

·绿黑P1、P2端子：感应电压测量端子

·液晶显示屏：中文显示界面

注：图1为 便携式测试仪面板图，采用旋转鼠标操作，仪器自带打印机；

1.3 主要技术参数

1.3.1 技术参数

注：便携式互感器测试仪可外接选配件升流器输出*大150A电流进行升流试验，以满足客户需要通流试验的要求。

**章  用户接口和操作方法

    变频式互感器测试仪保证了测试软件的延续性及一致性，因此该系列测试仪在软件界面及操作方法上基本类似。

2.1 电流互感器试验

在参数界面，转动 旋转鼠标将光标转到类型栏，选择互感器类型为CT。

试验接线步骤如下：

CPT-100变压器多功能测试仪**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

CPT-100变压器多功能测试仪**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。

CPT-100变压器多功能测试仪第三步：接通电源，准备参数设置。

2.1.2 参数设置

CPT-100变压器多功能测试仪试验参数设置界面如图2.3。

转动光标到要设置的参数位置。

（1）编号、绕组号：可输入字母和数字，默认保存的报告文件名为“CT_编号_绕组号.ctp”。

（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5A。

（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5A，那么*大测试电流应设10%*15*5A=7.5A。

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）实测的准确限制系数、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

CPT-100变压器多功能测试仪第五步： 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

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

       图2.7  PT直阻、励磁试验接线方式               图2.8  PT变比、极性试验接线方式

CPT-100变压器多功能测试仪**步：同一PT其他绕组开路。

CPT-100变压器多功能测试仪第三步：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 切换光标到要设置的参数位置。

（1）编号、绕组号可输入字母和数字。

（2）额定二次电压V：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

2.3 升流页

用于CT的一次通流，以及变比、极性检查。整个测试需要使用原厂附件升流器。

图2.7  升流试验界面

2.3.1 参数设置

测试所需的参数如下表：

表2.6  升流测试参数

2.3.2 接线方法

       如下图所示方法接线。

2.4自测页

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。

图2.8  自测测试界面

2.4.1 参数设置

自测测试所需的参数如下表：

表2.6  自测测试参数

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5A，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。

2.4.2 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。

2.5功能按钮
2.5.1 参数页功能按钮

 (1)．打开报告

报告界面，如图2.9。选择打开某个试验报告，该报告的参数信息和数据会显示到各个页的对应栏目中。

(2)．保存报告

       报告界面，如图2.10。

图2.10  保存试验报告界面

 (3)．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。

图2.11  系统工具界面

(4)．帮助

（4）打印

     用户可以打印当前报告，此报告可做为现场试验的原始记录。

2.5.2 结果页功能按钮

 (1)、误差数据

       选择误差数据将显示5%和10%误差情况下，额定一次电流倍数与*大负荷之间的关系数据界面，如图2.13。界面中给出的数据是根据实际励磁测试数据计算得到的。计算方法见附录B。

(2)、误差曲线

       选择误差曲线，将显示10%（或5%）误差情况下，额定一次电流倍数与*大负荷之间的关系曲线界面，如图2.14。界面中横坐标为额定一次电流倍数，纵坐标为允许的*大负荷。

(3)、励磁数据

       选择励磁数据将显示励磁数据界面，如图2.15，界面中给出了自动计算出来的拐点电压和拐点电流。用户可以根据需要选择要打印的数据：

（1）实测数据：实际测试的数据。

（2）取整数据：显示一些默认整数点测试对应的数据。

（3）指定数据：用户可以输入所需要的数据。

（4）指定步长数据：根据用户指定的步长显示对应的测试数据。

(4)、励磁曲线

       选择励磁曲线将显示励磁曲线界面，如图2.16，界面中给出拐点电压和拐点电流。

 (5)、比值差表相位差表

选择比值差表将显示不同额定电流百分比和不同负荷值情况下被测CT的比值差与相位差，如图2.17：

第三章  PC机操作软件使用说明

对于变频式互感器分析仪的试验报告，可以通过PC机操作软件来完成对试验源数据文件的分析和生成WORD报告。

3.1 界面说明

PC机操作软件界面如图3.1。

·文件夹

       当该按键处于“按下状态”时，显示文件夹目录。当按键处于“弹起状态”时，隐藏文件夹目录。           

·文件比较

当该按键处于“按下状态”时，从文件列表中选定多个数据源文件进行数据处理，选中的文件分别标注（A、B、C、a、b、c）标签，顺序由A->c，并且用颜色表示。若右侧显示页显示曲线时，将显示多条曲线进行比较，若显示页显示其它数据，则仅显示当前源文件的数据信息。

·生成报告

按照“文件比较”按键的状态将选定的源文件生成WORD试验报告。

当“文件比较”按键处于“弹起状态”时，仅将所选源文件转换成WORD试验报告。

当“文件比较”按键处于“按下状态”时，将所定的多个源文件合并生成WORD试验报告。报告中将不记录励磁、5%误差、10%误差实测值，而只记录取整值，以利于进行数据比较。

·打开报告   

使用OFFICE软件打开已经生成的WORD试验报告。

·参数页

参数页（图3.2）显示试验源文件的数据信息。不同的CT类型显示不同的参数，其中包括电阻信息，励磁信息，变比信息，负荷信息。

·曲线页

曲线页（图3.1）显示励磁曲线、5%误差曲线、10%误差曲线。*多可以显示6个源文件的6条曲线，由6种不同形状的图标指示，可以方便地进行比较。曲线中的坐标点是根据源文件中的数值自适应确定的。在绘图有效区域内移动鼠标，程序会根据X轴坐标点自动计算Y轴坐标点的数据，显示在右侧对应的图标下。

·数据页

数据页（图3.3）显示励磁、5%误差、10%误差的实测值和取整值。实测值是直接从文件中读取的，取整值是通过计算将X坐标取整得到的数据。取整值可按一定步长进行取整，还可以双击对取整的数据进行修改，用右键添加和删除。

·变比页

变比界面（图3.4）显示比差值和相差值数据。某些数据用不同颜色表示以更加醒目。只能显示数据供用户分析，不能进行修改。

3.2 生成WORD报告

注意  1. 要求PC机安装了OFFICE 2000或以上版本。

2. 软件转换前，请关闭其它已打开的WORD文档，以免造成损失。 请勿删除自动生成的“试验报告\”文件夹。

3. 软件转换过程中，请不要进行其它操作，否则，可能会造成曲线图形不全。

3.2.1 单个文件分别转换

       PC机操作软件支持同一个文件夹内的一个或多个文件同时转换，此时每个试验文件分被别转换为文件名一致的WORD报告。步骤如下：

1、选择文件： 用鼠标选择单个文件，按住ctrl键可以选择多个试验文件，或按全选选择所有文件，再点击生成报告，弹出报告设置对话框如图3.5。

2．选择需要保存的选项，点击确定，弹出保存文件位置对话框，默认位置在试验报告文件夹中。

3.2.2 多个文件合并转换

       PC机操作软件支持同一个文件夹内的多个（*多6个）试验源文件合并转换，此时合并转换为一个WORD报告，便于分析和比较。

选择文件： 按下文件比较，用鼠标左键选择多个文件（鼠标右键取消选定），选定的文件会在备注栏中标注A、B、C、a、b、c字母，并在曲线页中显示多条曲线进行比较，如图3.7。

再点击生成报告，弹出报告设置对话框，如图3.6。

3．选择需要保存的选项，点击确定，弹出保存文件位置对话框，默认位置在试验报告文件夹中。

附  录

A. 低频法测试基本原理

IEC60044-6标准（对应国家标准GB16847-1977）声称，CT的测试可以在比额定频率低的情况下进行，避免绕组和二次端子承受不能容许的电压。

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 = 2 π f L

则：V= I·2 π f L

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 = Ix·2 π f L = 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式法的基本原理。

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精准数学模型进行完整的理论计算。

B. 10％误差曲线计算和应用方法

电流互感器的误差主要是由于励磁电流I0的存在，它使二次电流I2与换算到二次侧后的一次电流I1不但在数值上不相等，而且相位也不相同，这就造成了电流互感器的误差。

电流互感器的比值差定义为：

                         （B.1）

继电保护要求电流互感器的一次电流I1等于*大短路电流时，其比值差小于或等于10％。在比值差等于10％时，二次电流I2、与换算到二次侧后的一次电流I1以及励磁电流I0之间满足下述关系：

                  （B.2）

（B.3）

       定义M为一次侧*大短路电流倍数，K为电流互感器的变比，则有

 （B.4）

其中：I1M为一次侧*大短路电流

I1M为一次侧额定电流

I2M为二次侧额定电流

10％比值差时，允许的*大负荷阻抗Z2的计算公式为：

                             （B.5）

式中：Z2为电流互感器二次绕组阻抗

E0为电流互感器二次绕组感应电动势，EO和L0的关系由励磁特性曲线描述。

根据上述算式，*后可以得到用*大短路电流倍数M和允许的*大负荷阻抗ZS描述的10％误差曲线（见图2.29）。

10％误差曲线的应用方法：

得出某一CT的10%误差曲线后，还必须查阅流经该CT的*大短路电流IMAX和该CT二次侧所带回路的阻抗Z2。*大短路电流往往在整定计算时得出，是该CT所在线路的*大运行方式下*严重短路时的短路电流，*大电流倍数I1M=IMAX（额定电流）。二次回路阻抗Z2可以用装置测量得到。

得到I1M和Z2后查阅10%误差曲线，若点（I1M，Z2）在曲线下方，则满足要求，说明在*严重短路情况下CT的电流变换误差小于10%。否则将大于10%。

C. 本测试仪用于各种CT的实际接线方式

本测试仪用于CT测试的基本接线步骤（参见图C.1）如下：

（1）用4mm2线将测试仪左侧的接地端子连接到保护地。

（2）连接CT一次侧的一个端子和二次侧的一个端子到保护地。

（3）确保CT的其他端子全部从输电线上断开，其他绕组全部开路。

（4）用2.5mm2红线和黑线将CT的二次侧连接到测试仪“Output”S1和S2插孔，用1.2mm2黄线和黑线将CT的二次侧连接到测试仪“Sec”的S1和S2插孔，注意两根黑线连在CT二次侧已接保护地的同一端子上。

（5）用1.2mm2绿线和黑线将CT的一次侧连接到测试仪的“Prim”的P1和P2端子上，P2通过黑线与CT一次侧连接到保护地的那个端子相连。

（6）检查接线无误，开始测试。

1．测试仪在三角形接法变压器上进行CT测试的接线方式如图C.2所示。

图C.2  测试仪在三角形接法变压器上进行测试时的接线方式

2．测试仪进行变压器套管CT测试时的接线方式如图C.3所示。

注意：一次端子H1不能接地，否则一次侧都接地了，则测试仪不能获取正确结果。

图C.3  测试仪对变压器上套管CT进行测试时的接线方式

4．测试仪在对GIS（SF6）开关上的CT测试时的接线方式如图C.4所示。

注意：断开与母线连接的所有开关，合上接地刀闸。

 D. 四端法接线的测量原理

施加输出一个电压源信号Vs到一个阻抗R上，将产生一电流I，如图D.1。

若需测量该阻抗值，需测量该阻抗上的电压V：

由于从电压源到被测阻抗有一段导线，导线有电阻r，导致V=Vs，所以若要精准测量阻抗R，不可以简单地用电源电压Vs代替V。

阻抗R的测量电路应采用图D.2 的接线方法，测量电压的电压表必须单独用导线从R两端连线才能精准测量R的电压值V。因R两端是采用4根导线接线，故称为4端法接线。图D.3的接线方法是错误的。

测量互感器的电阻、变比、励磁时，需采用4端法接线，如图D.4。

四端法接线必须注意被测绕组的端子接法。图D.5的接法是正确接法，图D.6、7均是错误接法。

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