特高压电流互感器.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流特高压电流互感器.精品文档.1 概述750kV电压等级的输变电示范工程官厅兰州东线路，于2005年开始投运，目前已运行三周年，电流互感器一直没有校准。现在，又相继建成设了官厅西宁、兰州东银川等10余条750kV的输变电线路。特高压变电站GIS主回路中电流互感器的现场检定试验引起西北网公司的重视。750kV特高压变电站设备主要采用气体绝缘封闭式组合电器GIS或HGIS。在进行GIS主回路中电流互感器的现场检定试验时，试验回路较长，所用调压器和升流器的容量很多。大电流升流问题成为电流互感器现场校准难题。此前国际上一直没有成功地完成过此项现场全电流

2、试验工作的报道。用串联补偿的方法减小升流器的容量，在390m的回路上电流成功地升至4600A，完成兰州东750kV变电站电流互感器的首次全电流计量检定工作。2 依据标准GB50150-2006电气装置安装工程电气设备交接试验标准SD109电能计量装置检验规程JJG10212007电力互感器电能计量装置现场检验作业指导书3 主要参数电流互感器参数电流互感器的额定电流比为4000/1、2000/1（抽头），准确度等级为0.2S级/0.5级，额定负荷为20VA/30VA，额定电压为800kV，绝缘水平为830kV(1min工频耐受电压)、1550kV（操作冲击）和2100kV（雷电冲击），额定短时耐

3、受电流为50kA（2秒），SF6气体额定压力为0.5MPa。被检电流互感器的安装位置及编号如表1-1所示。表1-1 被检CT的安装位置及编号A3：1730569A5：1730571（0.2S级）A6：1732025（0.5级）B3：1730573B5：1730580（0.2S级）B6：1732023（0.5级）C3：1730572C5：1730575（0.2S级）C6：1732024（0.5级）回路参数兰州东750kV变电站内需要进行现场校验的电流互感器位于750kV侧兰州东官亭线的第一串，变电站内的750kV侧均采用GIS管道的形式主接线采用3/2接线方式。电流互感器分布位置见图1。图1 电

4、流互感器分布结构图其中：CB为断路器，DS为隔离开关。从图1可以看出，要进行全电流下电流互感器的误差校验试验，给电流互感器的一次侧通入4800A的大电流，只能利用GIS管道内的大电流母线将大电流注入被检电流互感器的一次侧。靠进、出线高压套管上的母线接头将相邻两相GIS管道内的大电流母线对接起来构成试验回路，对此试验回路注入大电流，此电流也就是流过被检电流互感器的一次电流，从而解决了被检电流互感器一次侧的通流问题。从线路侧到变压器侧长度160m，高压绝缘套管高15m，加上大电流引线及返回导体，回路长度共390m。GIS回路示意图见图2。 图2 GIS回路示意图GIS管道外壳的外径为1.6m；GI

5、S管道内的大电流母线外径为0.192m，壁厚12mm。供电电源情况在线路侧60m远处有一施工用10kV变压器，容量600kVA。需要解决得问题在全电流工况下，对大回路GIS管道内电流互感器进行现场校验，需要研究解决以下问题：1、选择试验回路和及返回导体；2、计算回路电气参数；3、确定电容补偿方案；4、研究回路的交流电阻与直流电阻的差异；5、研究采用无功补偿对降低电源容量要求的作用； 6、升流设备的选型方法；7、验证多台调压器并联运行的可行性；8、验证多台升流器原边并联、副边串联运行的可行性。4 试验回路及返回导体的选择4.1 接地开关作返回导体GIS开关部分的电气主接线如图3所示，其中：CB为

6、断路器，DS为隔离开关，ES为接地开关，CT为电流互感器。断路器在GIS罐体内部的中间位置，罐体内的两端分别是隔离开关和接地开关，断路器和隔离开关之间是用GIS大电流母线进行连接，被试的电流互感器就套在断路器和隔离开关的连接母线上。整个GIS开关部分的总长度不超过20m。图3 GIS开关的电气主接线图在利用接地开关构成的试验回路中，用大电流多股编织导线作为返回导体将GIS两端的接地开关连接起来构成闭合回路。为了满足4000A的通流要求，按照4A/mm2的经验数据计算，大电流多股编织导线的截面积为1000mm2。GIS开关部分的长度，加上大电流多股编织导线的长度为20m，整个回路的总长度不超过4

7、0m。可见，用接地开关作返回导体，能大大减小试验回路的长度，这不仅简化了试验回路的接线，减小了试验的工作量，还减小了试验回路的负载阻抗，从而减小了电源容量，节省了采购试验设备的开支。但是，由于接地开关在设计时只考虑50kA/2s的动热稳定性能，并没有考虑持续通过4000A大电流的情况。从开关厂技术人员及监造人员处了解到，接地开关接地部分的直径只有约2cm，如果持续通过4000A的试验电流，有可能会造成接地开关甚至是GIS母线的热损伤。4.2 GIS管道外壳作返回导体从官亭线路侧的进线套管到主变侧的出线套管的GIS电气主接线如图4所示，其中：CB为断路器，DS为隔离开关，CT为电流互感器。两个隔

8、离开关之间为GIS开关部分，长度大概为20m。进线套管到隔离开关之间以及隔离开关到出线套管之间是GIS大电流母线部分。每一相GIS管道的总长度为160m。线路侧套管和变压器侧套管的高度均为15m（距地面高度18m）。图4 线路侧套管和变压器侧的GIS示意图利用外壳作返回导体，只需要用两根长15m、截面积为1000mm2的大电流多股编织导线分别将进线套管和出线套管顶部的GIS母线接头与各自套管底部的GIS外壳连接起来，就可以构成试验回路。忽略大电流多股编织导线和套管内母线的影响，只考虑GIS管道部分，可以将GIS管道部分等效为同轴电缆。GIS管道部分如图5所示，其中：r1是母线半径，为0.096

9、m；r2是外壳半径，为0.7m；l是回路长度，为160m。图5 GIS管道示意图根据同轴电缆的电感计算公式： （2-1）式（2-1）中：r1是母线半径；r2是外壳半径；l是回路长度。得：L=0.0717mH，ZL=L=22.5m由电阻计算公式： （2-2）代入r铝=0.029Wmm2/m、l=160m、S6700mm2，可以计算出GIS管道内大电流母线的电阻为：R=0.69m。根据上面的计算，用GIS外壳作返回导体时，回路的感抗不大，而且GIS管道内大电流母线的电阻也非常小。但是，GIS外壳采用的一般都是电阻率较低的材料，而且GIS外壳之间连接的接头太多，接触电阻过大，因此GIS外壳的电阻可能

10、会很大。更重要的是，GIS外壳在设计时并没有考虑持续流过4000A大电流的情况，若作为返回导体而持续流过4000A的大电流，可能会造成GIS外壳或外壳上设备的损坏。因此，用GIS外壳作返回导体也不可行。4.3 大电流多股编织导线作返回导体用大电流多股编织导线将进线套管和出线套管顶部的母线接头直接连接起来，构成试验回路。大电流多股编织导线的截面积为1000mm2，长度为160m。为了尽量减小回路感抗，大电流多股编织导线要尽量靠近GIS大电流母线以减小回路面积。这时，可以将试验回路等效为长160m，宽0.7m，导线半径为0.096m的单匝矩形，根据单匝矩形的电感计算公式： （2-3）式（2-3）中

11、：a矩形的长度；b矩形的宽度；d；r0为圆形导线的半径，且：r0a，r0b。代入a160m，b0.7m，r0=0.096m，得：L0.1436mH；ZLwL45.1mWGIS管道内大电流母线的电阻为：R=0.69m根据试验，长10m、截面积为250mm2的大电流多股编织导线电阻值为0.76m，那么，截面积为1000mm2大电流多股编织导线每米的电阻为0.019m。则长度为160m的这种大电流多股编织导线电阻为：R=1600.019=3.04m故回路总电阻为：0.69+3.04=3.73m根据上面的计算，利用大电流多股编织导线作返回导体，虽然试验回路的感抗不算太大，但是回路的电阻已经变大许多。而

12、且，使用这种接线型式需要大量的大电流多股编织导线，这大大增加了实验过程中接线的难度，操作的可行性低。4.4 相邻的GIS母线作返回导体用大电流多股编织导线分别将相邻两相进线套管和出线套管顶部的母线接头对接，利用相邻GIS管道内的大电流母线作返回导体构成回路。使用的大电流多股编织导线的截面积为1000mm2，总长度为30m。以下分别用三种方法计算这个试验回路的感抗：（1）.将回路等效为长160m，宽3m，的单匝矩形，则根据式（2-3），代入a160m，b3m，r0=0.096m，得：L0.2390mH；ZLwL75mW（2）.将回路等效为两条长度为160m，间距为3m，导线半径为0.096m的平

13、行长线，根据平行长线的电感计算公式： （2-4） 式（2-4）中：l导线的长度；R导线的半径；D导线轴间的距离，RD，Dl。代入l160m，R0.096m，D3m，得：L0.2362mH；ZLwL74.2mW（3）.按经验公式2H/m计算，得：L0.32mH；ZLwL100.5mW通过比较（1）、（2）和（3）的计算结果发现，（1）和（2）得到的回路感抗计算结果基本一致，而（3）的感抗计算结果与（1）、（2）相比，偏差较大。整个回路的电阻由GIS大电流母线电阻和大电流多股编织导线电阻两部分组成。大电流母线电阻为20.69=1.38mW，大电流多股编织导线电阻为300.019=0.57mW，回路

14、总电阻为：R=1.95mW根据上面的计算，利用相邻相的GIS母线作返回导体，其回路感抗较大，而且回路的电阻也不小。但是，使用这种接线方式，可操作性强，试验接线也相对简单。4.6 小结1 利用接地开关作返回导体，虽然能大大简化试验回路，而且试验操作简单，但是有可能会造成接地开关和GIS母线的损坏。2 利用GIS外壳作返回导体，回路的电阻增大，同样也有可能会造成GIS外壳和外壳上设备的损坏。3 利用大电流多股编织导线作返回导体，回路感抗小，但工作量大，费用高。4 用相邻GIS的大电流母线作返回导体，其回路电阻较小。工作量小，可操作性强。而回路感抗可以补偿。5 计算电阻值为直流电阻值。因此，最终选择

15、用相邻GIS的大电流母线作返回导体。根据计算，用相邻GIS的大电流母线做返回导体时，整个回路的感抗为75mW，电阻为1.95mW，总阻抗为75.03mW。5 无功补偿方案的提出在进行电流互感器的大电流误差现场检定试验时，一般采用调压器输出端接升流器输入端、升流器输出端接试验回路的方法进行大电流升流，试验原理如图6所示，其中：YT为升流器，ST为升流器，R为回路的等效电阻，ZL为回路的等效感抗。图6 调压器升流器升流原理图用相邻GIS的大电流母线作返回导体时，根据计算的回路负载，有：R=8(mW)；ZL=75(mW)；Z=8+j75(mW)当回路中需要流过4800A的电流时，回路消耗的复功率为：

16、P+jQ=184+j1728（kVA）可以看出，由于回路的感抗远远大于回路的电阻，回路电阻消耗的有功功率只有184kVA，而回路消耗的无功功率为1728kVA，有功功率只占无功功率的11%。如果按照这种方式升流，在不考虑线路损耗以及调压器和升流器自身损耗的情况下，需要的调压器和升流器的容量为1740kVA。这对调压器、升流器来说几乎是不可能达到的要求，而且变电站内也无法提供如此巨大的电源容量。根据回路感抗远远大于电阻的特点，利用并联电容或者串联电容的方法进行无功补偿，当电容量的大小调节达到谐振时，能够使得感性无功和容性无功互相平衡，从而能够大大降低对电源、调压器以及升流器的容量要求。在回路中通

17、过4800A电流时，如果并联或串联电容的容性无功能将回路中1728kVA的感性无功完全平衡掉，则电源和调压器的容量要求将会从1740kVA降低至184kVA，降幅达89%，这对变电站内的电源来说是可以接受的，对调压器来说也是可以满足要求的。同时，升流器的容量要求也会根据补偿形式的不同而有不同的下降幅度。5.1 升流器原边（输入侧）并联补偿电容在升流器原边并联电容器的试验原理如图7所示，其中：YT为调压器，ST为升流器，R为回路的等效电阻，ZL为回路的等效感抗，C为并联补偿电容。图7 升流器原边并联电容器的原理图采用这种电容补偿形式，当需要在回路中流过4800A电流时，由于并联补偿电容的容性无功

18、与回路的感性无功相平衡，使得电源容量和调压器的容量只需要提供回路的有功消耗，其容量要求从1740kVA降低至184kVA。但是对于升流器来说，由于并联补偿电容在其原边，对升流器副边（输出侧）整个回路的感性无功无法进行补偿，因此，升流器的输入容量仍然是1740kVA，当然，升流器的输出电压也会很高。可见，在升流器原边并联补偿电容，虽然减小了电源和调压器的容量要求，但是对升流器并没有补偿作用，无法解决升流器容量要求太大的问题。即，在完全补偿的理想状态下，供电电源和调压器仅供给有功功率，而升流器需提供全部有功和无功容量。5.2 大电流回路并联补偿电容（电流谐振）在升流器副边并联电容器的试验原理如图8

19、所示，其中：YT为调压器，ST为升流器，R为回路的等效电阻，ZL为回路的等效感抗，C为并联补偿电容。图8 升流器副边并联电容器的试验原理图在升流器的副边并联补偿电容，使得并联电容消耗的容性无功无需通过升流器进行能量传递，就可以直接和回路中的感性无功相抵消，这样就能大大减小升流器的容量要求。在忽略线路损耗、调压器以及升流器损耗的情况下，当回路需要流过4800A大电流的时候，升流器的容量要求与调压器和电源的容量要求一样，只需要提供回路所需的有功功率，即184kVA，回路中消耗的1728kVA感性无功直接由并联电容提供。通过进一步计算，可以得到在流过4800A电流时，回路（或并联补偿电容）两端的电压

20、为：48000.075=360（V）由于升流器的输出电压都不会很高，根据经验，最多按12V考虑，如果要在回路两端产生360V的电压，升流器需要特殊设计。可见，在升流器副边并联电容，虽然能够大大减小升流器的容量要求，解决了升流器容量要求太大的问题，但是却无法解决回路两端电压太高的问题，这不仅会增大了试验设备的采购费用，同时，也会使试验过程更加复杂（如多台升流器并联的问题），加大了试验操作的难度。5.3 电流回路串联补偿电容（电压谐振）在升流器副边串联电容器的试验原理如图9所示，其中：YT为调压器，ST为升流器，R为回路的等效电阻，ZL为回路的等效感抗，C为串联补偿电容。图9 升流器副边串联电容器

21、的试验原理图在升流器的副边串联补偿电容，也能使串联电容器消耗的容性无功直接和回路中的感性无功相抵消，从而大大减小升流器的容量要求。在忽略线路损耗、调压器以及升流器损耗的情况下，当回路需要流过4800A大电流的时候，升流器的容量要求与调压器和电源的容量要求一样，只需要提供回路所需的有功功率，即184kVA，回路中消耗的1728kVA感性无功直接由串联电容提供。通过进一步计算，可以得到在流过4800A电流时，回路两端的电压为：当串联电容与回路电感发生谐振时，有：故：48000.008=38.4（V）可见，与在升流器副边并联电容相比，在升流器副边串联电容，不仅能大大减小升流器的容量要求，解决了升流器

22、容量要求太大的问题，而且由于串联谐振的作用，还大大降低了回路两端的电压，解决了回路两端电压过高的问题。5.4 用阻抗变换器在大电流会路串联补偿电容（电压谐振）但电容器容量较小时，可以利用阻抗变换器对回路进行串联电容补偿，试验接线原理如图10 所示，其中：YT为调压器，ST为升流器，ZT为阻抗变换器（变比为k），C为补偿电容，CT为标准电流互感器，R为标准电阻，Z为被测回路阻抗；U0为调压器输出电压；为相位仪；V1、V2均为四位半有效值万用表。图10 补偿情况下回路参数测量的试验原理图阻抗变压器的变比可通过一次侧适当更换匝数来改变，在阻抗变换器原边加上的补偿电容大小根据式（4-3）和（4-4）计

23、算得到： （4-3） （4-4）式（4-3）和（4-4）中：ZL阻抗变换器副边的回路感抗；k阻抗变换器的变比；角频率。带补偿电容的阻抗变换器可以用在回路阻抗Z较小，电流较大的电流回路中，但阻抗变换器的电压较低。5.5 4种电容补偿形式比较通过以上对返回导体选择的分析，以及各种电容补偿形式的技术及经济比较，可以看出上述方法各有长短，可适用不同的电路情况：升流器原边并联电容器仅减小了调压器的输入容量，升流器仍需要按实际容量考虑：适用于大电流回路阻抗较小的回路；大电流回路是高压回路及电流大于5000A的回路。升流器副边并联电容器并联补偿电流谐振电路，同时减小了调压器和升流器的输入容量，升流器（电容）

24、两端电压较高：适用于固定的试验场所，升流器输出电压较高而电流较小。升流器副边串联电容器同时减小了调压器和升流器的输入容量，电容器两端电压较高，升流器两端电压较低；适用于现场试验参数变化较大，需要多台升流器串联的回路。阻抗变换器带电容在大电流会路串联补偿同时减小了调压器和升流器的输入容量，但需要增加阻抗变换器。适用于大电流回路阻抗较小的大电流回路。6 基本试验方案确定利用相邻GIS的大电流母线作返回导体构成试验回路，并采用在升流器副边的回路中串联接入电容器进行补偿的方法来施加试验。升流试验基本方案原理图见图11。调压器输入端接电源、输出端接升流器的输入端；升流器的输出侧一端通过进线套管的母线接头

25、与其中的一相GIS大电流母线相连，另一端与补偿电容器相连；补偿电容器的另一端则通过另一相进线套管的母线接头与另一相GIS大电流母线相连；两相GIS大电流母线用大电流多股编织导线通过GIS另一端的出线套管的母线接头相连。升流试验原理如图11所示，其中：YT为调压器，ST为升流器，CT为电流互感器，R为标准电阻，r为回路的等效电阻，L为回路的等效电感，C为串联补偿电容。 图11 升流试验基本方案原理图在此试验回路中，电流互感器的原边接入回路，副边接一个标准电阻，在升流过程中，用相位计监测升流器副边的端电压U1与标准电阻的端电压UR之间的相位，并调节串联补偿电容量的大小，当U1与UR的相位差小于10

26、时，即可认为串联补偿电容与回路电感达到了谐振状态。此时，当主回路通过4800A的大电流时，所需的电源容量、调压器以及升流器的容量都达到最小。当然，升大流的目的是为了能在大电流下，对主回路中GIS开关内的CT进行现场的误差校验试验，因此，在这个回路中，还应串有标准电流互感器以及相应试品。6.1 电路参数的验证试验利用相邻GIS的大电流母线作返回导体构成试验回路在4.4中计算得回路参数： L0.2362mH；ZLwL74.2mWR=1.95mW这些参数是在一定的近视为了获得更加准确的回路参数，需要在较大电流下尽可能模拟试验的实际接线进行参数测量，以达到为选择试验设备的参数（主要是调压器、升流器及补

27、偿电容器）。1 用互感器校验仪测量实际回路参数测量仪器：HED20多功能校验仪测量方法：用四端法（试验电流为5A）对两相串联后进行测量。测量原理：通过给被测对象施加电流取电压后进行除法运算，即可得出被测对象电阻部分（同相分量）和电感部分（正交分量）的测量结果。测量线路：如图12所示图中RA、RB、RC分别为各相回路的电阻，r1和r2分别为AB两相和BC两相间连接导线的电阻，其它为接触电阻。 图12 用互感器校验仪测量回路参数试验接线图分别取AB两相、BC两相、AC两相串联后电阻部分的测量值为RA+B、RB+C、RA+C，则有：由上述三式可得 按上述方式，可得回路中电阻的现场实测结果为：RA R

28、B RC4 m。HED20多功能校验仪测量得到的回路感抗为52m。2 四端法（伏安法）测量方法：四端法（伏安法）测量对象：A相与B相串联回路及B相与C相串联回路测量仪器：相位仪、六位半数字多用表、标准电阻、标准互感器、钳形电流表等。其它设备：调压器、升流器及大电流导线等2.1 未加补偿测量回路参数测量原理：给试验回路施加工频电流，测量出升流器副边的压降，此即为试验回路两端的压降；测量标准电阻两端的压降，根据标准互感器的变比与标准电阻的阻值大小，可以得到回路电流的大小；用相位计测量标准电阻两端压降与试验回路两端压降的相位差，此即回路电流与回路两端电压的相位差；通过计算，回路阻抗等于回路两端电压与

29、回路电流的商，阻抗角即为回路两端电压与回路电流的相位差。在较大电流下进行回路参数测量的试验接线原理如图13所示，其中：YT为调压器，容量为30kVA；ST为升流器50kVA，变比为40/5，二次额定电压为10V/匝，二次额定电流为5kA；CT为标准电流互感器，采用1000/1的变比；R为标准电阻，标称值为1；Z为被测回路阻抗；U0为调压器输出电压；为相位仪；V1、V2均为四位半有效值万用表。图13 大电流下回路参数测量的试验原理图被测回路中电阻和感抗可以根据式（4-1）和（4-2）得出： （4-1） （4-2） 式（4-1）和（4-2）中：UZ回路两端的电压；I1回路流过的电流；电压与电流的相

30、位差。在较大电流下进行的回路参数测量结果如表4-1所示。从表中可以看出，被测回路感抗ZL为46m左右，与首次测量结果的52m基本吻合；被测回路的电阻ZR在交流试验电流为202A时为9.5m，而在交流试验电流为405A时为10.3m，而且从表中还可以看出，随着试验电流的增大，回路电阻ZR也在不断增大。表4-1 较大电流下的回路参数测量结果调压器输出电压U0(V)试验电流I1(A)被测回路压降UZ(V)被测回路阻抗Z(m)相位角( )被测回路电阻ZR(m)1472029.3546.378.19.522430514.2546.777.89.930140519.1347.277.410.32.2 加补

31、偿电路下测量回路参数利用阻抗变换器对回路进行串联电容补偿，以补偿回路的感性无功消耗，从而获得更大的回路试验电流。在补偿的情况下进行回路参数测量的试验接线原理如图14所示，其中：YT为调压器，ST为升流器，ZT为阻抗变换器（变比为k），C为补偿电容，CT为标准电流互感器，R为标准电阻，Z为被测回路阻抗；U0为调压器输出电压；为相位仪；V1、V2均为四位半有效值万用表。图14 补偿情况下回路参数测量的试验原理图阻抗变压器的变比可通过一次侧适当更换匝数来改变，在阻抗变换器原边加上的补偿电容大小根据式（4-3）和（4-4）计算得到： （4-3） （4-4） 式（4-3）和（4-4）中：ZL阻抗变换器副

32、边的回路感抗；k阻抗变换器的变比；角频率。根据式（4-3）个（4-4），当ZL分别取40m、50m时，所需补偿在阻抗变换器原边的电容量如表4-2所示：表4-2 补偿电容计算结果（m）40504612/112/112/1（）5.767.26.62180822612079C(F)553442481在补偿情况下的回路参数测量结果如表4-3所示。可见，随着试验电流的进一步增大，被测回路的电阻ZR也跟着增大：在电流为502A的时候，回路电阻达到了21.2m。但是，当试验电流继续增大，回路电阻不再增大：当电流为700A的时候，回路电阻仍然为21.2m。表4-3 补偿情况下的回路参数测量结果调压器输出电压U

33、0(V)补偿电容压降UC(V)试验电流I1(A)被测回路感抗（容抗）ZL(m)升流器输出侧压降UR(V)相位角( )被测回路电阻ZR(m)11232851353.28.9-0.917.317327050244.810.7+5.621.218435070041.715.2-11.321.23 回路参数测量结果分析上述回路参数测量值见表，可以看出感抗测量值差别较小，但和计算值差别较大；而电阻测量值、计算值差别较大；电阻计算值是直流电阻值，和测量值差异较大是正常的。而测量值之间的差异却和电流大小有关，和测量水平有关。表参数计算值HED20测量值未加补偿测量值加补偿测量值电阻（m）1.9581021感

34、抗（m）75524642 用HED20多功能校验仪测量得到的回路感抗为52m，回路电阻为8m虽然这是在小电流下获得的，而且测量回路中相与相的连接导线是普通的多股编制导线，比较细。但是，这与在较大电流下模拟试验的实际接线时测量得到的回路感抗46m相差不大。这是因为，回路电感大小与试验电流大小的关系不大，而且，相与相之间的连接导线不同所引起的回路电感的差异与整个回路电感相比，也是很小的。两次测量得到的回路电感值与75m的理论计算值相差较大，这主要是因为在理论计算中，将回路等效为矩形回路和平行导线的型式，数学模型与实际电路有些不一致：1）由于大电流导线和GIS管道是同轴结构，与普通导线不同。2）由图

35、4可以看出，GIS管道的铺设并不是规则的矩形或平行导线。因此采用这两种模型计算得到的理论值与实际测量结果偏差较大，也是可以接受的。实际测得的回路电阻结果比理论计算的电阻值要大很多。这主要是因为，理论计算的电阻值是按直流电阻进行计算的，而实际测量中，在主回路中通入的是交流大电流。对试验回路来说，由于GIS管道外壳与GIS大电流母线的距离比较近，而且整个回路的长度又很长，大约有320m，因此，大电流母线导体会存在能在集附效应和涡流损耗，GIS管道外壳上会产生很大的涡流损耗。所以，等效回路电阻的交流电阻已经远远大于回路的直流电阻。7 主要试验设备及标准器7.1 升流变压器参数估算估算按最大回路参数R

36、=21 m、ZL=52 m。计算升流变压器参数 工作电流4800A时，电压降为100.8V；需供电容量：S=I2R=480020.021484 kVA考虑调谐度、损耗（涡流、其他杂散参数）等影响，供电容量增加20%考虑，即升流容量应大于580kVA。 选择额定容量为60kVA的升流变压器12台，总容量为720kVA。 考虑安装调试方便，采用穿心式升流变压器。其主要技术参数：5.1一次电压 380V 一次电流 157A 额定容量 60kVA5.2二次电压 10V 二次电流 6000A5.3一次绕组导线截面积 60mm25.4一次匝数:38匝（10V）；5.5铁心实际截面 210170（mm），采

37、用环形铁心，穿心结构。5.6多台并联运行。5.7任意两台间的变比误差0.5%。（含比值差和相角差）。5.8 噪声：穿心窗口中间噪声不大于60db。5.9空载电流小于4A。任意两台间的偏差小与10%。7.2 无功补偿装置参数估算回路参数 ZL=52 m。串联补偿电容：C1/wZL61213F在4800A下，容抗电压降： U= IZL=250 V选用电容器 430V、1000F64只并联，总电容量64000F；按4800A计算，每只电容器的最大电流为75A。将电容器分组并联；每16只一组，构成一个电容箱。其中3组为固定电容箱，16只电容并联；最后1组10只电容按1、2、4、8分组连接，选择不同的抽

38、头，可使电容量在1/6416/64的调节内范围。即电容量的范围：64000F48000F。7.3 电流互感器检定装置 标准电流互感器一台（穿心式），主要技术参数： 额定一次电流 750、1500、2000、3000、4000A、5000A 额定二次电流 5A、1A 额定负荷：1VA 准确度： 0.01级7.4 大电流导线7 现场试验方案现场试验采用3台调压器并联，12升流器原边并联、副边串联的运行方式，当串联补偿电容为60000F时，回路基本达到谐振状态。试验结果如表7-3所示。表7-3 现场试验结果一次电流（A）20080040004800300KVA调压器调压器输出电压U0（V）3.994

39、2.3241279调压器输出电流I0（A）21.694428502COSI0（调压器输出电流与调压器输出电压）0.980.970.960.96总功率（kVA）0.093.98103.15140.06阻性功率（kVA）0.083.8699.02134.46150KVA调压器调压器输出电压U0（V）15.760.9225273调压器输出电流I0(A)1670318374COSI0（调压器输出电流与调压器输出电压）0.980.970.960.96总功率（kVA）0.254.2671.55102.10阻性功率（kVA）0.254.1468.6998.02150KVA调压器调压器输出电压U0（V）6.3

40、333.9243270调压器输出电流I0（A）1468318362COSI0（调压器输出电流与调压器输出电压）0.980.970.960.96总功率（kVA）0.092.3177.2797.74阻性功率（kVA）0.092.2474.1893.83调压器总损耗调压器总功率（kVA）0.4310.54251.97339.90调压器功率（kVA）阻性0.4210.23241.89326.30一次回路总阻抗（）0.010650.016480.015750.01475一次回路总电阻（）0.010440.015980.015120.01416补偿电容电压补偿电容两端45203240容抗()0.05625

41、 0.05075 0.05000 60000F串联补偿电容的容抗为53m，此时，回路达到谐振状态。故可以计算出此时的回路感抗ZL=53m，这与实际现场测量时得到的46m感抗基本一致。回路电阻最大时为16m，这也和实际现场测量时得到的20m相差不大。整套升流试验装置在对回路升流接近5000A的情况下，仅用到升流装置总容量的60%，这说明这套升流装置仍有很大的升流空间，这套升流装置对于大电流、长回路的 GIS现场试验是绝对满足要求的。7.5 误差测量线路图示说明：K：3*800A断路器；YT：柱式调压器，输入电压380V，输出电压0-420V，容量300kVA+2*150 kVA；ST1-STn：升流器，电压比380V/10V *12，容量12*50 kVA（试验时串联运行）；T0：标准电流互感器，（200-5000）A/1A，0.02S级；TX：被试计量用电流互感器，（2000、4000）A/1A，0.2S级，额定二次负荷20VA；C：补偿电容器，额定电压2*430V，单只电容量1000F/22*1000F（共80只）；CT1-CTn：一般测量用及保护用电流互感器，试验时二次绕组应短接；HE：互感器校验仪，额定工作电流5A、1A，准确度2级；Zb：电流互感器负荷箱，3级；变压器侧A相/B相：GIS变压器侧出线套管A相/B相接线端子排（线路侧出线套管短接）。讨论：