標(biāo)準(zhǔn)電流互感器全自動(dòng)校驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

董娟1，陳亮2，任鵬1，馮波1

(1.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院，石家莊050021；2.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司石家莊供電分公司，石家莊050051)

摘要：針對(duì)傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)電流互感器檢驗(yàn)時(shí)，接線復(fù)雜、操作困難等問(wèn)題，提出標(biāo)準(zhǔn)電流互感器自動(dòng)測(cè)量校驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，分析該系統(tǒng)的構(gòu)成、工作原理和功能特點(diǎn)，并通過(guò)實(shí)例證明該系統(tǒng)可以減少重復(fù)勞動(dòng)，降低工作強(qiáng)度，提高工作效率，方便試驗(yàn)室開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)電流互感器檢定溯源工作。

關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)電流互感器；智能化互感器校驗(yàn)儀；全電子式電流互感器負(fù)載箱

收稿日期：2014-07-01

作者簡(jiǎn)介：董娟(1962-)，女，工程師，主要從事計(jì)量專(zhuān)業(yè)技術(shù)質(zhì)檢等方面工作。

中圖分類(lèi)號(hào)：TM933.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1001-9898(2015)01-0025-03

Abstract：In the view of the traditional standard current transformer has complicated work principal,complex wiring and difficult operations, this paper puts forwards a standard current transformer automatic measurement calibration system design scheme, analyzes the system structure,working principle and functional features. The examples prove that the system can reduce repeated labor and working strength,also improve the work efficiency,through the research laboratory carry out the standard current transformer calibration traceability conveniently.

Design and Application of Automatic Calibration System forStandard Current Transformer

Dong Juan1，Chen Liang2，Ren Peng1，F(xiàn)eng Bo1

(1.State Grid Hebei Electric Power Research Institute，Shijiazhuang 050021，China;2.State Grid Shijiazhuang Electric Power Supply Company，Shijiazhuang 050051，China)

Key words：standard current transformer;intelligent transformer tester;all electronic current transformer load cases

根據(jù)相關(guān)檢定規(guī)程的要求，必須對(duì)新采購(gòu)的精密電流互感器進(jìn)行校驗(yàn)，檢驗(yàn)合格后才能使用，同時(shí)還需對(duì)滿2年檢定周期的互感器進(jìn)行檢定[1]。一般送檢客戶使用的標(biāo)準(zhǔn)電流互感器準(zhǔn)確級(jí)為0.05級(jí)至0.01S級(jí)，一臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)電流互感器變比最少有十幾個(gè)，多的有六七十個(gè)以上。檢定過(guò)程中工作人員每檢定完1個(gè)變比需要人工對(duì)被測(cè)互感器和標(biāo)準(zhǔn)互感器進(jìn)行一次繞組和二次繞組的重新接線，因而工作效率低。完成1臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)電流互感器所有變比的測(cè)試需要1～2天，而且還可能存在變比接錯(cuò)造成返工的現(xiàn)象。針對(duì)上述問(wèn)題提出一種全自動(dòng)測(cè)量校驗(yàn)系統(tǒng)，采用自動(dòng)化程度高的檢測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)一次性將標(biāo)準(zhǔn)電流互感器所有變比檢定完畢。降低計(jì)量檢定部門(mén)檢定人員的工作量，同時(shí)也可以提高工作效率，降低成本。

1系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理

全自動(dòng)校驗(yàn)系統(tǒng)由互感器校驗(yàn)管理軟件、智能化互感器校驗(yàn)儀、全電子式電流互感器負(fù)載箱、變比自動(dòng)切換裝置、標(biāo)準(zhǔn)電流互感器等組成。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1　標(biāo)準(zhǔn)電流互感器全自動(dòng)校驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

工作原理：接線完成后，上位機(jī)依據(jù)檢定規(guī)程及被檢互感器的參數(shù)，自動(dòng)調(diào)節(jié)變比接頭并設(shè)置負(fù)載大小，控制升流器進(jìn)行上升、下降、滿載、輕載測(cè)試；當(dāng)前變比測(cè)試完成后，自動(dòng)進(jìn)行下一變比測(cè)試，當(dāng)所有變比測(cè)試完成后，自動(dòng)打印報(bào)告。

2系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)

標(biāo)準(zhǔn)電流互感器全自動(dòng)校驗(yàn)系統(tǒng)的主要功能為：功能完善的上位機(jī)管理軟件，可實(shí)現(xiàn)所有功能的自動(dòng)控制；可自動(dòng)完成被測(cè)對(duì)象的上升、下降、滿載、輕載測(cè)試；通過(guò)電子式電流負(fù)載箱可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)載大??；通過(guò)變比切換裝置可實(shí)現(xiàn)測(cè)試過(guò)程中自動(dòng)切換變比，并可進(jìn)行接線檢查。

2.1　互感器校驗(yàn)管理軟件

用戶只要在上位機(jī)軟件上選擇好對(duì)應(yīng)的參數(shù)，點(diǎn)擊軟件界面中的“開(kāi)始測(cè)量”，系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)用戶選擇的對(duì)象自動(dòng)完成電流互感器的上升、下降、滿載、輕載測(cè)試，自動(dòng)根據(jù)用戶的選擇切換電流負(fù)載箱，方法簡(jiǎn)單，可以對(duì)應(yīng)軟件中生成數(shù)據(jù)庫(kù)和各種數(shù)據(jù)報(bào)表，避免用戶誤操作的行為。系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2　標(biāo)準(zhǔn)電流互感器全自動(dòng)檢驗(yàn)系統(tǒng)管理軟件結(jié)構(gòu)

2.2　智能化互感器校驗(yàn)儀

該裝置以0.002級(jí)的雙級(jí)精密電流互感器為標(biāo)準(zhǔn)，可以校驗(yàn)0.01S級(jí)的被測(cè)精密電流互感器。分辨率比一般的互感器校驗(yàn)儀高，測(cè)量范圍廣。按照相關(guān)檢定規(guī)程的要求有1 A的互感器可以達(dá)到0.01S級(jí)，因此必須測(cè)量1 A電流互感器1%的誤差[2]。

2.3　全電子式電流互感器負(fù)載箱

電子式電流負(fù)載箱的理論依據(jù)是將電流互感器認(rèn)為是一個(gè)恒流源，在恒流源的輸出電流回路中接入一個(gè)恒壓源，這個(gè)恒壓源輸出的電壓與普通阻抗Z在這個(gè)恒流源上產(chǎn)生的電壓降是完全一致的，此時(shí)這個(gè)電壓源與普通阻抗對(duì)這個(gè)電流互感器的作用也是完全一致的。因此可以認(rèn)為這個(gè)電壓源可以替代普通阻抗，此時(shí)2種狀態(tài)下的電流互感器誤差也是相一致的。

其工作原理是測(cè)量互感器的二次電流，采用D/A轉(zhuǎn)換器調(diào)節(jié)同相與正交信號(hào)幅值并合成后通過(guò)功放輸出電壓，模擬電工式負(fù)載在互感器校驗(yàn)回路的狀態(tài)，可以任意設(shè)置負(fù)載大小、功率因數(shù)，系統(tǒng)自身帶有負(fù)反饋檢測(cè)功能，可以保證二次負(fù)載的準(zhǔn)確度達(dá)到2級(jí)以上,可以實(shí)現(xiàn)電流互感器磁飽和裕度試驗(yàn)的要求。全電子式電流負(fù)載箱原理圖見(jiàn)圖3。

2.4　變比自動(dòng)切換裝置

將被測(cè)互感器所有一次端子以及穿心匝數(shù)通過(guò)大電流導(dǎo)線接到裝置上，二次端子接到裝置上，通過(guò)軟件控制、互感器校驗(yàn)儀控制實(shí)現(xiàn)同變比的切換。

為防止出現(xiàn)不規(guī)范接線，變比自動(dòng)切換裝置的接線端子在設(shè)計(jì)上與標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的二次端子一一對(duì)應(yīng)，即用戶一次接線后，使用中不用調(diào)整切換裝置與標(biāo)準(zhǔn)電流互感器的接線。被測(cè)互感器的二次端子與切換裝置對(duì)應(yīng)位置相連，但被測(cè)互感器的型號(hào)可能每次都不相同，所以并不是所有的變比端子都會(huì)有連線，這時(shí)很容易出現(xiàn)接線錯(cuò)誤。為避免這種情況，系統(tǒng)上電自檢完成后，會(huì)自動(dòng)檢查切換裝置的接線情況。檢查方法為在一次側(cè)加一定的電流，依次切換變比，如果出現(xiàn)誤差較大的情況，就提示用戶檢查相應(yīng)變比位置的接線。此種方式可避免絕大多數(shù)的接線錯(cuò)誤。變比自動(dòng)切換裝置原理框圖如圖4所示。

圖3　全電子式電流負(fù)載箱原理示意

圖4　變比自動(dòng)切換裝置原理

3系統(tǒng)應(yīng)用情況及效果

標(biāo)準(zhǔn)電流互感器全自動(dòng)校驗(yàn)系統(tǒng)滿足國(guó)網(wǎng)河北省電力公司電力科學(xué)研究院工作流程，與被測(cè)互感器變比的兼容性好，營(yíng)銷(xiāo)系統(tǒng)的接口以及設(shè)計(jì)的報(bào)表符合要求，具有良好的人機(jī)交互界面和錯(cuò)誤報(bào)警功能。該系統(tǒng)采用開(kāi)放的軟硬件平臺(tái)、數(shù)據(jù)庫(kù)、編程語(yǔ)言和模塊式整體構(gòu)架，具有較高的可擴(kuò)充性。

原來(lái)采用半自動(dòng)式的檢驗(yàn)系統(tǒng)，檢定1臺(tái)變比為(5~2 000)A/(1,5)A的電流互感器，要花費(fèi)3~4 h，大部分時(shí)間都花在了接線上，且容易出現(xiàn)接線錯(cuò)誤，需要人工反復(fù)檢查，工作效率較低。采用全自動(dòng)檢驗(yàn)系統(tǒng)后，檢定同樣的電流互感器花費(fèi)時(shí)間僅為50 min，一次接線，自動(dòng)檢查接線錯(cuò)誤，工作效率提高了3倍以上。

4結(jié)束語(yǔ)

標(biāo)準(zhǔn)電流互感器自動(dòng)測(cè)試裝置可以一次性將被測(cè)標(biāo)準(zhǔn)電流互感器所有接線端子接入到裝置，并通過(guò)管理軟件即可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)被測(cè)標(biāo)準(zhǔn)電流互感器所有變比的誤差校驗(yàn)，降低常規(guī)校驗(yàn)工作量，提高工作效率，提高試驗(yàn)工作的安全性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]JJG 314-2010，測(cè)量用電壓互感器[S].

[2]JJG 313-2010，測(cè)量用電流互感器[S].

本文責(zé)任編輯：王麗斌