魏軍華

（中煤第九十二工程有限公司，河北 邯鄲 056106）

1 電壓互感器試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)現(xiàn)狀分析

目前在施工現(xiàn)場(chǎng)，互感器試驗(yàn)大多都是采用分立試驗(yàn)方法，即使用常規(guī)的分立儀器儀表對(duì)電壓互感器進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)接線煩瑣，準(zhǔn)確度低，需要多人協(xié)調(diào)工作，對(duì)互感器拆接線煩瑣復(fù)雜，很難保證檢查接線的正確性，極易出現(xiàn)差錯(cuò)，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，安全性低。

因此須要對(duì)電壓互感器的交接試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)提出新的要求，能夠?qū)﹄妷夯ジ衅髟囼?yàn)操作更加便捷、試驗(yàn)數(shù)據(jù)更加精確、并且很大程度地提高試驗(yàn)過程的安全性和試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。電壓互感器試驗(yàn)設(shè)備技術(shù)創(chuàng)新思路為：技術(shù)層面采用電壓互感器停電不拆線試驗(yàn)（在線測(cè)試）；設(shè)備層面采用一種綜合試驗(yàn)裝置，這種裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)成組的電壓互感器能夠三相同時(shí)高效精準(zhǔn)地進(jìn)行多項(xiàng)測(cè)試試驗(yàn)。

2 電壓互感器試驗(yàn)設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)研究及改進(jìn)方案

2.1 測(cè)試信號(hào)源精度與電源隔離變換技術(shù)

測(cè)試的結(jié)果準(zhǔn)確與否，關(guān)鍵要求裝置要有高度精確的穩(wěn)壓電源及信號(hào)輸出源，才能保證試驗(yàn)及測(cè)試的精度；為了減少現(xiàn)場(chǎng)對(duì)不同試驗(yàn)項(xiàng)目測(cè)試時(shí)拆接線的次數(shù)及更換測(cè)試儀器的次數(shù)，還要保證試驗(yàn)人員、被試設(shè)備及試驗(yàn)裝置的安全，要求裝置要具有隔離、直流逆變、交流變頻的綜合輸出功能。電源便于現(xiàn)場(chǎng)選取, 采用交直流（ 單相 AC 220 V 或DC 24 V）雙輸入，輸出功率不小于1000 W，滿足一般測(cè)試使用。

測(cè)試裝置交流電源輸入變換單元使用一塊寬輸入 AC 165～265 V，輸出 DC 24 V/50 A 電源模塊，它是一塊專用開關(guān)穩(wěn)壓電源模塊；隔離單元采用高精度直流變換的升壓輸出模塊，該電源模塊輸入電壓為DC 24 V，恒壓恒流輸出為DC 48 V/20 A 穩(wěn)壓電源模塊；逆變變頻電源輸出單元選用新型專用控制芯片為HT3117，驅(qū)動(dòng)芯片為IR2110 的大功率IGBT單元三相逆變輸出源模塊，該模塊可輸出純正弦波并且采用輸入輸出隔離的方案，逆變輸入電壓DC 48 V， 輸出可調(diào)電壓3相 AC 0～220 V/5 A，可調(diào)頻率0～160 Hz； 升壓部分采用帶抽頭升壓變壓器200/250/2500 V，變壓器原邊是三角型聯(lián)接，副邊是星型聯(lián)接，在變壓器輸出端設(shè)高頻濾波器，用于高次諧波的抑制。裝置原理如圖1 所示。

圖1 裝置原理圖

該裝置采用具有三級(jí)隔離的高精度開關(guān)穩(wěn)壓電源變換、直流逆變交流變頻電源技術(shù)和變壓器升壓方案，為實(shí)現(xiàn)在線測(cè)試及試驗(yàn)人員人身及設(shè)備安全提供了保證，為精確測(cè)量提供有力支撐。

2.2 模擬電壓電流測(cè)量數(shù)字顯示與控制技術(shù)

測(cè)試裝置測(cè)量和顯示單元選用大型觸摸嵌入式儀表綜合顯示屏，代替分立儀表，具有數(shù)據(jù)顯示集中，內(nèi)嵌CPU 多通道數(shù)據(jù)采樣轉(zhuǎn)換、顯示存儲(chǔ)和輸出控制電路，畫面切換可顯示各組測(cè)試數(shù)據(jù)、程控輸出各電量數(shù)據(jù)及控制界面。通過測(cè)試控制程序，可依據(jù)測(cè)試子菜單功能需求自動(dòng)輸出多組固定或程控可調(diào)幅值及頻率的電壓，可以按高刷新率正確在顯示相關(guān)電路的電壓電流模擬量，或通過相關(guān)計(jì)算將計(jì)算數(shù)值（如比值、相位等）進(jìn)行顯示和存儲(chǔ)，可記憶存儲(chǔ)查看和打印200 組歷史測(cè)試數(shù)據(jù)。裝置具有6 路交流電壓測(cè)量顯示，其中3 路為交流輸出電壓的測(cè)量顯示，3 路為交流輸入電壓的測(cè)量顯示，并計(jì)算記錄對(duì)應(yīng)電壓比值；3 路交流電流測(cè)量顯示，并記錄60 組不同時(shí)刻電流與前述電壓對(duì)應(yīng)的值；1路直流電壓測(cè)量顯示，1 路直流電流測(cè)量顯示，1 路頻率調(diào)整值顯示，1 路可調(diào)交流電壓調(diào)整值顯示，同步計(jì)時(shí)時(shí)間顯示，測(cè)量阻抗及直流電阻顯示。交流電壓顯示0～2500 V，交流電流顯示0～10 A，直流電壓顯示 0～30 V，時(shí)間測(cè)量 0～1000 s，阻抗及電阻顯示0～20 kΩ，以上數(shù)值顯示3 位小數(shù)，頻率顯示0～150 Hz，精度2 位小數(shù)。測(cè)試裝置的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路選用2 塊UT-5508 專用A/D 模擬量測(cè)量模塊， 每塊模塊有8 路16 位高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換通道，顯示屏設(shè)有RS485 通信接口，可在PC 端使用通信軟件進(jìn)行監(jiān)視、記錄和查看試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

該裝置編程算法合理完善，控制靈活，經(jīng)專門計(jì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)校驗(yàn)及校準(zhǔn)，試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)精度高（可達(dá)0.5 級(jí)），結(jié)果判斷正確性高，測(cè)試導(dǎo)線采用專用插接式連接，接線可靠，安全方便快捷，操作調(diào)節(jié)簡單人性化。

3 電壓互感器試驗(yàn)技術(shù)方案的改進(jìn)

3.1 試驗(yàn)技術(shù)方案的描述

該互感器綜合試驗(yàn)裝置的研制及試驗(yàn)技術(shù)是在對(duì)試驗(yàn)規(guī)程的深刻理解上，對(duì)傳統(tǒng)試驗(yàn)方法的一項(xiàng)技術(shù)改進(jìn)和電子測(cè)試技術(shù)的綜合應(yīng)用，采用停電在線測(cè)試技術(shù)，可對(duì)成組電磁型電壓互感器進(jìn)行二次繞組空載電流試驗(yàn)、勵(lì)磁特性試驗(yàn)、繞組直流電阻試驗(yàn)、極性和變比試驗(yàn)，并且一次性完成三相的試驗(yàn)測(cè)試?？蓪?duì)繞組連同套管對(duì)外殼的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)試驗(yàn)，還配合電壓繼電保護(hù)試驗(yàn)，提供三相電壓及開口電壓信號(hào)，用于電壓小母線模擬帶電檢查試驗(yàn)， 比較靈活地進(jìn)行電壓二次回路接線檢查試驗(yàn)。

3.2 試驗(yàn)技術(shù)的保證措施

根據(jù)本試驗(yàn)方法的特殊性，應(yīng)有專人編制和制定安全專項(xiàng)措施，試驗(yàn)負(fù)責(zé)人嚴(yán)格審定安全專項(xiàng)措施和方案實(shí)施保證措施，并且明確各項(xiàng)保證措施的實(shí)施責(zé)任人，相關(guān)試驗(yàn)人員應(yīng)了解試驗(yàn)內(nèi)容與步驟。試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)要求電氣技術(shù)人員與試驗(yàn)人員相溝通，從相關(guān)二次原理設(shè)計(jì)圖紙研究開始，深入現(xiàn)場(chǎng)了解柜體結(jié)構(gòu)與熟悉安裝接線情況，必須保證系統(tǒng)已停電，確定被試物與非相關(guān)的試驗(yàn)相隔離，抽出式配電柜TV小車應(yīng)保證在試驗(yàn)位置，固定式開關(guān)柜應(yīng)保證上隔離開關(guān)在斷開位置，確定各項(xiàng)試驗(yàn)的導(dǎo)線接線位置，無關(guān)人員已撤離現(xiàn)場(chǎng)，已布置安全隔離警示，試驗(yàn)人員應(yīng)嚴(yán)格遵守電工操作規(guī)程。

4 電壓互感器試驗(yàn)技術(shù)改進(jìn)方案具體應(yīng)用

以常規(guī)電壓互感器柜的典型接線為例，介紹使用電壓互感器綜合試驗(yàn)裝置及在線測(cè)試技術(shù)進(jìn)行互感器各項(xiàng)交接試驗(yàn)的技術(shù)要點(diǎn)。

4.1 電壓二次回路檢查試驗(yàn)、電壓互感器變比、直流電阻試驗(yàn)技術(shù)

進(jìn)行變比和繞組直流電阻測(cè)量時(shí)，測(cè)試導(dǎo)線連接互感器一次側(cè)A、B、C、N 和二次側(cè)端子排引出線 a、b、c、l、N600 兩組導(dǎo)線，如圖2所示。

圖2 試驗(yàn)接線圖

將測(cè)試裝置對(duì)應(yīng)端接在電壓互感器的一二次側(cè)即可，先按檢查功能，裝置先初步自動(dòng)判斷互感器內(nèi)部及測(cè)試導(dǎo)線接線正確性，是否可以進(jìn)行下一步測(cè)量，正確后按測(cè)量功能進(jìn)行互感器變比和一二次側(cè)繞組直流電阻值測(cè)量，裝置內(nèi)部自動(dòng)轉(zhuǎn)換輸出電壓類型并自行計(jì)算并顯示相應(yīng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，也可以在測(cè)試裝置的最大輸出值范圍內(nèi)隨意選擇手動(dòng)加載電壓值，但盡量取整，這樣可通過直接讀取二次電壓的測(cè)量值即為變比值，完成變壓比的測(cè)量。通過變比的測(cè)量值和一二次電壓相位測(cè)量值以及測(cè)得的開口電壓值，判斷整組電壓互感器接線的正確性。注意：進(jìn)行以上試驗(yàn)要嚴(yán)格區(qū)分裝置與互感器一二次側(cè)接線的標(biāo)識(shí)，避免人員與設(shè)備安全受到威脅。

4.2 空載電流、勵(lì)磁特性試驗(yàn)技術(shù)

二次繞組空載電流試驗(yàn)、勵(lì)磁特性曲線測(cè)制，試驗(yàn)裝置電壓輸出僅須連接互感器二次側(cè)端子排引出線a、b、c、N600一組線，裝置分自動(dòng)5 段從0 V至互感器的1.2 倍額定電壓值加載電壓，記錄期間對(duì)應(yīng)時(shí)刻電流值，即完成本組空載電流的試驗(yàn)，可手動(dòng)記錄多點(diǎn)電壓和對(duì)應(yīng)時(shí)刻的電流值。手動(dòng)整理繪圖即可得出該組電壓互感器的伏安勵(lì)磁特性曲線，裝置內(nèi)部也可依據(jù)程序自動(dòng)記錄伏安特性試驗(yàn)數(shù)值，并繪出伏安特性曲線圖像。注意：進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)電壓互感器一次側(cè)N 端必須接地，一次側(cè)線端不得連接任何測(cè)試導(dǎo)線。

4.3 感應(yīng)耐壓試驗(yàn)、小母線模擬帶電試驗(yàn)技術(shù)

接線同4.2試驗(yàn)，試驗(yàn)時(shí)一般將電壓輸出的頻率調(diào)整到100～150 Hz，幅值調(diào)整到規(guī)定數(shù)值即可，感應(yīng)耐壓須在電壓互感器一次側(cè)用高壓顯示器測(cè)量監(jiān)視，時(shí)間按規(guī)范計(jì)算執(zhí)行。設(shè)置完成后啟動(dòng)試驗(yàn)， 裝置自動(dòng)分三次分相完成電壓互感器的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)。當(dāng)把互感器輸出開關(guān)閉合時(shí)，將電壓調(diào)整為100 V/50 Hz，將系統(tǒng)的電壓小母線模擬帶電，可檢查電壓并列回路及各柜內(nèi)電壓回路的接線正確性情況，根據(jù)檢查測(cè)量結(jié)果分析線路及設(shè)備接線的正確性。注意：進(jìn)行此項(xiàng)試驗(yàn)電壓互感器一次高壓N端必須接地，一次線端連接測(cè)試導(dǎo)線必須拆下。

5 結(jié)束語

因測(cè)試儀裝置電源是與電網(wǎng)電源相隔離的，本試驗(yàn)方法的特點(diǎn)主要是電壓互感器停電在線測(cè)試試驗(yàn)，可對(duì)電壓互感器在不拆線的情況下進(jìn)行試驗(yàn)，接線簡單，而對(duì)設(shè)備及人員安全不會(huì)造成傷害，裝置的控制及顯示程序功能相當(dāng)完備靈活，多項(xiàng)試驗(yàn)項(xiàng)目可以一次性多項(xiàng)自動(dòng)試驗(yàn)完成，且不用大量的改變接線，節(jié)約時(shí)間，勞動(dòng)強(qiáng)度低，試驗(yàn)設(shè)備操作簡單便捷，試驗(yàn)過程安全性高。