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時代日新月異的變化CT伏安特性測量儀智能測量改變不斷

第一章 使用范圍與技術指標

1.1 功能與使用場合

用于電流互感器的以下試驗：

1）勵磁特性試驗

2）匝數比檢測

3）比差與角差校驗

4）極性校驗

5）二次繞組電阻測量

6）二次負荷測量

7）5%和10%誤差曲線測量

8）CT暫態特性測試與分析

9）CT銘牌自動推斷

10）拐點電壓/電流、準確限值系數、儀表保安系數、二次時間常數、剩磁系數、準確級、飽和與不飽及電感，拐點電動勢，極限電動勢和面積系數等CT 參數的測量

11）電流互感器鐵芯磁滯回線測量

還可用于電壓互感器的以下試驗：

1）PT匝數比檢測

2）PT極性校驗

3）PT二次繞組電阻測量

4）PT二次負荷測量

5) PT勵磁特性測量

裝置的應用場合主要有：

1） CT銘牌的參數校驗

2） CT接入當前負荷時參數校驗

3） 分析CT的暫態特性對繼電保護裝置的影響。

4） PT的銘牌參數校驗

5） PT二次負荷校驗

1.2 CTPT分析儀技術指標

1 測試標準依據：

IEC60044-1, IEC60044-2, IEC60044-5, IEC60044-6, GB1207, GB1208,GB16847, GBT4703, C57.13

2 輸入電源電壓： AC220V±10%，50Hz/60Hz±10%

3 輸出電壓： 0.1~180V(AC)

4 輸出電流： 0.001~5A(RMS)

5 輸出功率：500VA

6 最高等效拐點電壓：45KV

7 電流測量： 范圍：0~10A(自動量程0.1/0.4/2/10A)

誤差<±0.1%+0.01%FS

8 電壓測量： 范圍：0~200 V (自動量程1/10/70/200V)

誤差< ±0.1%+0.01%FS

9 匝數比測量： 范圍：1~35000，

1~2000 誤差<0.05%

2000~5000 誤差<0.1%

5000~35000 誤差<0.2%

10 相位測量： 精度：±2min，分辨率：0.01min

11 二次繞組電阻測量范圍： 范圍：0~8KΩ(自動量程2/20/80Ω/800Ω/8kΩ)

誤差< 0.2%RDG+0.02%FS， 最大分辨率：0.1mΩ

12 溫度測量：-50~100度， 誤差<3度

13 CT二次負荷測量： 0～160ohm(2/20/80ohm/160ohm)

誤差0.2%RDG+0.02%FS最大分辨率0.001ohm

14 PT二次負荷測量： 0～80kohm(800ohm/8kohm/80kohm)

誤差0.2%RDG+0.02%FS最大分辨率0.1ohm

15 PT匝數比測量： 范圍：1~30000，

1~5000 誤差<0.2%

5000~30000 誤差<0.5%

16 能夠按照所選擇的標準，對測試結果進行自動評估，判斷互感器是否合格

17 能夠同時檢測額定負荷和操作負荷下電流互感的比差與角差

18 具有自動生成WORD試驗報告功能

19 具備批量制作WORD試驗報告功能，一次可以將選擇的所有試驗文件制作成格式規范的WORD報告

20 能夠將勵磁曲線與存儲的歷史曲線進行自動對比

21 數據存儲組數：大于1000組

22 工作條件： 溫度：-10℃～50℃， 濕度：≤90%

23 尺寸：485mm×356mm×183mm

24 重量：15Kg

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第二章 硬件裝置

2.1 概述

外形和各部分的描述如圖2.1所示

2.2電源連接

電源輸入插座在儀器面板的右側，如圖2.2所示。電源輸入范圍是AC220±10% ，50/60Hz±10%，電源插座內部安裝有5A保險。

2.3輸入與輸出

測試接口有3組：功率輸出，CT二次側/PT一次側輸入，CT一次側/PT二次側輸入。

功率輸出端子：功率輸出接口，輸出電壓范圍是AC 0~180V，輸出電流AC0~5A

CT二次側/PT一次側輸入端子：

CT二次繞組/PT一次繞組電壓測量輸入接口，輸入信號的電壓范圍是AC0~180V

CT一次側/PT二次側輸入端子：CT一次側/PT二次側繞組電壓測量輸入接口，輸入信號的電壓范圍是AC0~5V

2.4硬件部分原理框圖

結構原理如圖2.3所示，其中的恒壓恒流變頻電源模塊與AC220V電源輸入是完全隔離的。通過DSP數據采集系統完成對恒壓恒流模塊的控制，可以使電源輸出AC0~180V正弦電壓信號或者AC0~1A的正弦電流信號。

DSP數據采集系統的主要功能是完成對變頻電源控制和試驗過程的數據采集。所有的數據分析，存儲和界面顯示都由工控機系統完成，工控機內置了嵌入式XPE系統，并對系統的C盤進行的自恢復保護，這樣可以有效的避免軟件系統故障和病毒攻擊。儀器內部存儲空間>6G，最大存儲數據>1000組。

2.5鍵盤

面板帶有一個16鍵的小鍵盤用于數據輸入，鍵盤的外形如圖2.4所示，其中各個按鍵的定義如下：

1）0~9 數字輸入鍵

2）∧向上選擇方向鍵

3) ∨向下選擇方向鍵

4）＜刪除數據鍵

5）. 小數點輸入鍵

6）ESC 取消選擇鍵

7）確定選擇或輸入鍵

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第三章 試驗連線

3.1 CT二次負荷

在進行CT二次負荷測量時請按照圖3.1連接分析儀和被測CT

具體接線步驟和說明如下：

1）將接地柱連接到保護地PE

2）將按照圖3.1所示，斷開CT二次側和二次回路的連接

3）功率輸出和CT二次側/PT一次側的黑色端子連接至二次負荷一側，參見圖3.1

4）功率輸出和CT二次側/PT一次側的紅色端子連接至二次負荷的另一側

5）為了消除接觸電阻的影響，在連接端子時，CT二次側的連接端子應保持在功率輸出端子的內側，如圖3.2。

注意：在進行CT二次負荷測量時，必須要斷開被測CT二次側與負載的連接，否則測量的結果將是CT二次側與二次負荷的并聯阻抗，這將導致儀器獲得錯誤的試驗結果。并且在進行二次負荷測量時儀器不進行退磁處理，因此如果CT二次側未斷開將會導致CT進入飽和狀態。

3.2 CT分析，變比，極性試驗接線圖

在進行CT分析，變比或極性試驗時請按照圖3.3連接分析儀和被測CT，這三個試驗項目的接線方式是一致的

具體接線步驟和說明如下：

1）斷開電力線與CT一次側的連接，未接地的電力線較長，會給CT一次側的測量引入較大干擾，參見圖3.4。

3）將CT一次側一端連接至分析儀CT一次側/PT二次側黑色端子

4）將CT一次側另一端連接至分析儀CT一次側/PT二次側紅色端子

5）將分析儀的接地柱連接到保護地PE

6）將按照圖3.3所示，斷開被測CT二次側和二次負荷的連接

7）功率輸出和CT二次側/PT一次側的黑色端子連接至CT二次側的一端，參見圖3.3

8）功率輸出和CT二次側/PT一次側的紅色端子連接至CT二次側另一端

9）為了消除接觸電阻對線圈電阻測量的影響，在連接分析儀的端子時，CT二次側/PT一次側的連接端子應保持在功率輸出端子的內側，如圖3.4。

注意：在對變比值相同的多繞組電流互感器進行CT分析或CT比差角差測試時，沒有測試的二次繞組應全部短接，否則測試誤差將會偏大

例如同時含有測量0.5級，保護10P10，暫態TPY三個繞組的2000/1的CT，進行0.5級繞組的比差角差測量時應按照圖3.4.1進行接線

3.3 CT線圈電阻測量接線圖

在測量CT線圈的直流電阻時，請按照圖3.5連接儀器和被測CT。

1）將CTPT分析儀的接地柱連接到保護地PE

2）按照圖3.5所示，斷開被測CT二次側和二次負荷的連接

3）功率輸出和CT二次側/PT一次側的黑色端子連接至CT二次側的一端，參見圖3.5

4）功率輸出和CT二次側/PT一次側的紅色端子連接至CT二次側另一端

5）為了消除接觸電阻對線圈電阻測量的影響，在連接分析儀的端子時，CT二次側/PT一次側的連接端子應保持在功率輸出端子的內側，如圖3.4。

3.4 PT二次負荷

在進行PT二次負荷測量時請按照圖3.6連接CTPT分析儀和被測PT

具體接線步驟和說明如下：

1）接地柱連接到保護地PE

2）將按照圖3.6所示，斷開PT二次側和二次回路的連接

3）功率輸出和CT二次側/PT一次側的黑色端子連接至二次負荷的一端，參見圖3.6

4）將CTPT分析功率輸出和CT二次側/PT一次側的紅色端子連接至二次負荷的另一端

5）為了消除接觸電阻的影響，在連接端子時，CT二次側/PT一次側的連接端子應保持在功率輸出端子的內側，如圖3.2。

3.5 PT線圈電阻測量接線圖

在測量PT線圈的直流電阻時，請按照圖3.7連接儀器和被測PT。

1）接地柱連接到保護地PE

2）按照圖3.7所示，斷開被測PT二次側和二次負荷的連接，或是斷開PT一次側與PT一次線路的連接

3）功率輸出和CT二次側/PT一次側的黑色端子連接至PT二次側(或PT一次側)的一端，參見圖3.7

4）將CTPT分析功率輸出和CT二次側/PT一次側的紅色端子連接至PT二次側（或PT一次側）另一端

5）為了消除接觸電阻對線圈電阻測量的影響，在連接端子時，CT二次側/PT一次側的連接端子應保持在功率輸出端子的內側，如圖3.4。

3.6 PT匝數比，極性試驗接線圖

在進行PT變比或極性試驗時請按照圖3.9連接CTPT分析儀和被測PT，這兩個試驗項目的接線方式是一致的

具體接線步驟和說明如下：

1）將PT二次側的一端連接至分析儀CT一次側/PT二次側黑色端子

2）將PT二次側另一端連接至分析儀CT一次側/PT二次側紅色端子

3）接地柱連接到保護地PE

4）將按照圖3.9所示，斷開被測PT二次側和二次負荷的連接

5）功率輸出和CT二次側/PT一次側的黑色端子連接至PT一次側的一端，參見圖3.9

6）將CTPT分析功率輸出和CT二次側/PT一次側的紅色端子連接至PT一次側另一端

7）為了消除接觸電阻對線圈電阻測量的影響，在連接分析儀的端子時，CT二次側/PT一次側的連接端子應保持在功率輸出端子的內側，如圖3.4。

3.7 PT勵磁試驗接線圖

在進行PT勵磁試驗時請按照圖3.10連接分析儀和被測PT。

執行PT勵磁試驗時，需要外接PT勵磁試驗模塊，以防止發生高頻振蕩，造成測試結果的電流過大

具體接線步驟和說明如下：

1）將PT二次側的一端連接至CTPT分析儀CT二次側/PT一次側黑色端子

2）將PT二次側另一端連接至CTPT分析儀CT二次側/PT一次側紅色端子

3）將PT勵磁模塊的黃色/黑色線連接至分析儀的功率輸出

4）將PT二次側的一端連接至PT勵磁模塊的紅色插座

5）將PT二次側的另外一端連接至PT勵磁模塊的黑色插座

6）接地柱連接到保護地PE

7）將按照圖3.10所示，斷開被測PT二次側和二次負荷的連接

8）為了消除接觸電阻對線圈電阻測量的影響，在連接分析儀的端子時，CT二次側/PT一次側的連接端子應保持在功率輸出端子的內側，如圖3.4。

注意：PT勵磁試驗完成后，PT一次側可能有高壓殘留，一定要對PT一次側進行放電，否則將一次側再連接到儀器時，可能造成儀器損耗

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第四章 用戶界面

4.1 儀器運行界面

軟件系統定義了6種運行狀態，這6種運行狀態分別為“等待新建試驗”，“等待查看歷史結果”，“等待試驗”，“運行”，“查看結果”和“查看歷史結果”。不同的狀態下軟件顯示界面是不一樣的，但是整個軟件界面都是被劃分為5個區域，其劃分方式如圖4.1所示，5個區域分別為工具欄，儀器主工作區（在等待試驗界面顯示為試驗項目選擇和操作命令選擇，如圖4.1），儀器狀態信息欄，當前試驗參數欄和試驗控制欄。儀器處于不同的運行狀態時，僅僅是在主工作區對顯示界面進行切換。

4.2 儀器軟件工具欄

工具欄包含了對儀器操作的各個命令按鈕，其中包括“新建試驗”，“保存”，“讀取”，“儀器設置”，“語言選擇”，“互感器設置”，“數據導出”和“使用幫助”等，各個儀器控制命令的詳細解釋如下。

4.2.1新建試驗

新建試驗是指結束當前的試驗窗口，軟件返回至“等待新建試驗狀態”，在該狀態下圖4.1所示界面被加載，可以在該窗體中選擇將要進行的試驗項目，該窗體中的試驗項目包括“CT分析”，“CT比差角差測量”，“CT二次負荷”，“CT極性檢查”，“CT線圈電阻測量”， “PT變比”，“PT二次負荷”，“PT極性檢查”和“PT線圈電阻”，也可以在該狀態下重新啟動軟件或是關閉系統。

4.2.2 保存

保存按鈕是在完成試驗以后，保存儀器試驗結果和數據。在查看歷史結果時，如果用戶修改當前的顯示模式（標準或互感器等級改變），可以通過此按鈕保存修改后的結果。

儀器在保存試驗結果時文件的名稱是按照如下格式進行組織的：

年-月-日 時：分：秒 互感器編號 試驗名稱.cta

例如 2011-04-08 11：12：30 CT分析.cta

其中時間部分是取自試驗啟動瞬間的系統時間，因此在查看歷史結果狀態修改試驗顯示模式后保存試驗結果，此時儀器將自動覆蓋原來的文件，而不會重新為此文件創建一個副本。

4.2.3讀取

讀取按鈕的功能是重新導入已保存的歷史數據，當用戶點擊讀取按鈕以后圖4.2所示窗體將會被加載。

在試驗讀取界面，窗體的左邊列出了當前儀器所保存的所有試驗文件名稱；右邊是對保存文件的操作命令選擇；右上角是儀器當前存儲的文件計數，其內容包括當前選擇的文件索引和當前存儲的文件總數。

文件讀取窗體中的命令按鈕包括

1)“上一頁” 對文件顯示列表中的內容進行向上翻頁

2)“下一頁” 對文件顯示列表中的內容進行向下翻頁

3)“刪除所有文件”刪除當前存儲在儀器中的所有試驗文件

4)“刪除文件”刪除當前所選擇的文件

5)“取消”退出文件讀取窗體

6)讀取當前所選擇的文件，儀器進入“查看歷史結果界面”，

4.2.4 儀器設置

儀器設置按鈕用于設置儀器的運行參數，點擊儀器設置按鈕圖4.3所示的窗體會被加載。

儀器設置界面中的系統運行參數只會反映在儀器生成的試驗報告中，與試驗的流程控制無關，其中的各個參數詳細定義如表4.1

表4.1 系統運行參數

其余參數均與試驗過程的控制有關，但是只涉及CT測試時的試驗流程，與PT試驗沒有關系，其詳細含義如表4.2所示

4.2.5 語言選擇

CT分析儀支持漢語和英文兩種語言，此按鈕用于系統語言的選擇和切換。點擊此按鈕后圖4.4所示窗體被加載。選擇簡體中文后儀器的工作語言為中文，選擇English則儀器的工作語言變成英文

4.2.6 CT參數設置

互感器設置按鈕用于設置被測CT銘牌參數和CT分析試驗，變比試驗的流程控制參數。點擊此按鈕后圖4.5所示窗體被加載。此窗體中各參數的詳細定義請參見第5.2節參數設置

4.2.7 數據導出

數據導出按鈕用于導出已保存在儀器上的試驗數據，WORD報告等文件。點擊此按鈕后圖4.6所示的窗體被加載。

左邊的列表框展示的是當前存儲在儀器上文件列表，在文件類型選擇下拉框中選擇不同的文件類型，則在左邊列表框中將展示相應的文件，文件類型包括“*.Cta“格式數據文件，WORD試驗報告文件和Jpg圖片文件。文件索引和文件總數計數器展示儀器中存儲的當前類型文件總數和現在所選擇的文件索引，通過鼠標點擊可以同時選擇多個文件，文件被選擇時顯示為藍色底色。

數據導出窗體中的操作命令按鈕包括：

1)“上一頁” 對文件顯示列表中的內容進行向上翻頁

2)“下一頁” 對文件顯示列表中的內容進行向下翻頁

3)“清空存儲器”，指刪除插入儀器的U盤中“試驗數據”目錄下的所有文件

4)“刪除所有文件”刪除當前存儲在儀器中的所有試驗文件

5)“刪除文件”刪除存儲在儀器中當前所選擇的文件

6)“導出所有文件”，將當前左邊窗體中的所有試驗文件導出至U盤中。如果當前選擇的是“*.Cta”，則左邊列表框中的所有“*.Cta”文件都會被導出至U盤的“試驗數據儀器試驗數據”文件目錄下，如果當前選擇的是“.Doc”文件，則左邊列表框中的所有“*.Doc”文件都會被導出至U盤的“試驗數據WORD試驗報告”目錄下。如果當前選擇的是“.Jpg”文件，則左邊列表框中的所有“*.Jpg”文件都會被導出至U盤的“試驗數據Jpg圖形文件”目錄下

7)“導出文件”，將當前所選擇的文件導出至U盤對應的目錄下。

8)“取消”退出文件導出窗體

4.2.8 使用幫助

此按鈕可以打開儀器的使用幫助文檔，使用幫助文檔以“*.Pdf”的文件格式存儲在儀器中，當用戶點擊此按鈕后使用幫助文檔會被打開。

4.3 主工作區

位于軟件中部的所有區域是軟件的主工作區，儀器處于不同試驗狀態時主工作區的內容會被切換，例如當儀器處于“等待新建試驗狀態”時儀器主工作區顯示試驗選擇按鈕等如圖4.1. 當儀器處于“查看結果”或“查看歷史結果”時，并且選擇了當前展示模式為勵磁曲線時，儀器顯示如圖4.7所示

4.4 儀器運行狀態信息欄

儀器狀態信息欄展示的信息有：

1）儀器的當前運行狀態，如“等待新建試驗”，“等待試驗”，“查看結果”，“查看歷史結果”，“運行”，“等待查看歷史結果”等。

2）除了儀器的運行狀態外還有對儀器內部的工控機與DSP之間通信的標識，如果DSP與工控機之間通信成功則儀器在狀態信息欄顯示聯機，否則儀器顯示為脫機狀態。

3）當前試驗項目，其內容為當前所選擇的試驗項目名稱，如“CT分析”，“比差角差測量”等

4）系統日期和時間，當儀器處于聯機非運行狀態時，此欄目會顯示當前的系統日期，系統時間和當前面板處的環境溫度

5）環境溫度。儀器每隔2分鐘會更新一次環境溫度測量，所測得的環境溫度將會被用于計算75攝氏度的參考線圈電阻

4.5 試驗控制欄

試驗控制欄里具有“試驗參數設置”和“開始試驗”按鈕，當儀器處于等待試驗狀態時點擊“試驗參數設置”按鈕，儀器將會顯示對應的試驗參數設置窗體，在這些窗體中用戶可以設置當前試驗的控制參數。

“開始試驗”按鈕用于啟動和停止當前的試驗，當用戶從“等待試驗”或“查看結果”狀態點擊“開始試驗”按鈕后，儀器進入“運行”狀態，對應的試驗會被啟動，該按鈕的標識變成“停止試驗”，再次點擊該按鈕或試驗自動完成后，儀器進入“查看結果”狀態，對應的結果參數被自動計算并展示。

注意：當儀器處于“查看歷史結果”時，如果需要運行試驗必須首先點擊新建試驗，讓儀器進入到“等待試驗界面”，然后按照“等待新建試驗”->“等待試驗”->“運行”->“查看結果”的流程完成試驗項目。

4.6 儀器的啟動與關閉

打開儀器面板的電源后，儀器的軟件系統被自動加載，儀器進入“等待新建試驗”狀態，開機過程完成。

如果要關閉儀器，請首先通過軟件界面的“關閉系統”按鈕關閉儀器。等待儀器顯示屏上提示“It is safe to shutdown now”時再切斷儀器的電源。

注意：緊急情況時，請直接切斷儀器的供電電源

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第五章 試驗操作

5.1 試驗運行的一般流程

如第四章中的描述儀器的軟件運行可以分為“等待新建試驗”，“等待試驗”，“查看結果”，“運行”，“查看歷史結果”和“等待查看歷史結果”6種狀態。軟件運行的幾種常見的流程如下：

1） 儀器開機以后進入“等待新建試驗”

“等待新建試驗”->“等待試驗”->“運行”->“查看結果”

此流程的描述為儀器首先進入“等待新建試驗”狀態，用戶在此狀態選擇要進行的試驗，如CT分析，然后設置CT分析試驗的各個參數，儀器轉而進入“等待試驗”狀態，用戶再點擊“開始試驗按鈕”，試驗被啟動，等待試驗完成后自動停止，儀器自動計算各個參數，并進入“查看結果”狀態。

2）從“查看結果”狀態開始另一項試驗

“查看結果”->“等待新建試驗”->“等待試驗”->“運行”->“查看結果”

儀器在完成一項試驗后需要進行另外一個試驗項目，則此流按照此流程進行。在“查看結果”狀態點擊“新建試驗”按鈕，儀器進入“等待新建試驗狀態”，后面的過程同第1項描述一致

重復當前的試驗

“查看結果”->“運行”->“查看結果”

完成一項試驗后，以相同的參數重復這一試驗項目，則在“查看結果”狀態直接點擊“開始試驗”按鈕即可。

5.2 CT分析

5.2.1 CT分析試驗參數設置

CT分析試驗項目的參數設置界面如圖5.1所示。CT分析試驗和比差角差試驗的參數設置界面是一致的，比差角差試驗所有需設置的參數項目在CT分析中也需要設置。

CT分析的參數設置分為2部分：與互感器等級相關的參數和與互感器等級無關的參數。其中表5.1描述了與互感器等級無關的各參數。表5.2至表5.8所列出的試驗參數，是針對于不同等級的互感器需要額外配置的參數。

注意：當互感器的飽和電壓大于8KV時，請在系統參數設置界面選擇人工設定勵磁試驗飽和電壓，詳情見系統參數設置

5.2.2 CT分析試驗流程

進行CT分析試驗時，用戶需要按照如下步驟進行：

1)在遵循安全規則的前提下，按照CT分析的接線圖，完成儀器和互感器的連接

2)在軟件上選擇“CT分析”試驗項目

3)完成互感器的各種試驗參數設置

4)啟動試驗，等待試驗完成

5)查看結果

注意：對于飽和電壓很高的互感器，儀器將會以很低的頻率檢測互感器的勵磁特性（可能低至0.25Hz），因此此時完成整個試驗所需的時間可能較長（最長會達到半個小時），請耐心等待。嚴禁在試驗過程中斷開測試線的連接

在執行CT分析試驗時，儀器會按照如下過程完成整個試驗：

線圈電阻檢測->一次消磁->二次消磁->精細調壓測量比差角差->粗調測量比差角差->測量互感器勵磁曲線

1)如果用戶選擇的工作模式是非自動獲取飽和電壓則一次消磁過程將被跳過

2)如果互感器的飽和電壓較低，則粗調測量比差角差的流程將被跳過

在試驗過程中，左下角會提示當前儀器的功率輸出和試驗運行狀態。

在參數設置界面，如果選擇“快速試驗”，儀器的記錄點數較少且升壓過程中電壓步進值較大，因此對于剩磁系數高，且飽和電壓低（<250V）的互感器勵磁曲線會出現不平滑現象，此時因選擇標準試驗。

選擇標準試驗時儀器記錄的數據點多，勵磁曲線以及計算參數更精確，但是選擇標準試驗時，試驗時長是快速試驗的2倍以上。

圖5.1 CT分析試驗參數設置

圖5.2 IEC60044-1/GB1208計量類電流互感器的參數定義

圖5.3 IEC60044-1/GB1208 的5P/10P/5PR/10PR類電流互感器的參數定義

圖5.4 IEC60044-1/GB1208 的PX類電流互感器的參數定義

圖5.5 IEC60044-6 TPS互感器參數設置

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