标准电流互感器全自动校验系统的设计与应用

标准电流互感器全自动校验系统的设计与应用

董娟1，陈亮2，任鹏1，冯波1

(1.国网河北省电力公司电力科学研究院，石家庄050021；2.国网河北省电力公司石家庄供电分公司，石家庄050051)

摘要：针对传统标准电流互感器检验时，接线复杂、操作困难等问题，提出标准电流互感器自动测量校验系统的设计方案，分析该系统的构成、工作原理和功能特点，并通过实例证明该系统可以减少重复劳动，降低工作强度，提高工作效率，方便试验室开展标准电流互感器检定溯源工作。

关键词：标准电流互感器；智能化互感器校验仪；全电子式电流互感器负载箱

收稿日期：2014-07-01

作者简介：董娟(1962-)，女，工程师，主要从事计量专业技术质检等方面工作。

中图分类号：TM933.1

文献标志码：B

文章编号：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，Feng 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

根据相关检定规程的要求，必须对新采购的精密电流互感器进行校验，检验合格后才能使用，同时还需对满2年检定周期的互感器进行检定[1]。一般送检客户使用的标准电流互感器准确级为0.05级至0.01S级，一台标准电流互感器变比最少有十几个，多的有六七十个以上。检定过程中工作人员每检定完1个变比需要人工对被测互感器和标准互感器进行一次绕组和二次绕组的重新接线，因而工作效率低。完成1台标准电流互感器所有变比的测试需要1～2天，而且还可能存在变比接错造成返工的现象。针对上述问题提出一种全自动测量校验系统，采用自动化程度高的检测装置，实现一次性将标准电流互感器所有变比检定完毕。降低计量检定部门检定人员的工作量，同时也可以提高工作效率，降低成本。

1系统的构成及工作原理

全自动校验系统由互感器校验管理软件、智能化互感器校验仪、全电子式电流互感器负载箱、变比自动切换装置、标准电流互感器等组成。系统的总体结构见图1。

图1　标准电流互感器全自动校验系统结构

工作原理：接线完成后，上位机依据检定规程及被检互感器的参数，自动调节变比接头并设置负载大小，控制升流器进行上升、下降、满载、轻载测试；当前变比测试完成后，自动进行下一变比测试，当所有变比测试完成后，自动打印报告。

2系统功能的实现

标准电流互感器全自动校验系统的主要功能为：功能完善的上位机管理软件，可实现所有功能的自动控制；可自动完成被测对象的上升、下降、满载、轻载测试；通过电子式电流负载箱可实现自动调节负载大小；通过变比切换装置可实现测试过程中自动切换变比，并可进行接线检查。

2.1　互感器校验管理软件

用户只要在上位机软件上选择好对应的参数，点击软件界面中的“开始测量”，系统就会根据用户选择的对象自动完成电流互感器的上升、下降、满载、轻载测试，自动根据用户的选择切换电流负载箱，方法简单，可以对应软件中生成数据库和各种数据报表，避免用户误操作的行为。系统的软件结构如图2所示。

图2　标准电流互感器全自动检验系统管理软件结构

2.2　智能化互感器校验仪

该装置以0.002级的双级精密电流互感器为标准，可以校验0.01S级的被测精密电流互感器。分辨率比一般的互感器校验仪高，测量范围广。按照相关检定规程的要求有1 A的互感器可以达到0.01S级，因此必须测量1 A电流互感器1%的误差[2]。

2.3　全电子式电流互感器负载箱

电子式电流负载箱的理论依据是将电流互感器认为是一个恒流源，在恒流源的输出电流回路中接入一个恒压源，这个恒压源输出的电压与普通阻抗Z在这个恒流源上产生的电压降是完全一致的，此时这个电压源与普通阻抗对这个电流互感器的作用也是完全一致的。因此可以认为这个电压源可以替代普通阻抗，此时2种状态下的电流互感器误差也是相一致的。

其工作原理是测量互感器的二次电流，采用D/A转换器调节同相与正交信号幅值并合成后通过功放输出电压，模拟电工式负载在互感器校验回路的状态，可以任意设置负载大小、功率因数，系统自身带有负反馈检测功能，可以保证二次负载的准确度达到2级以上,可以实现电流互感器磁饱和裕度试验的要求。全电子式电流负载箱原理图见图3。

2.4　变比自动切换装置

将被测互感器所有一次端子以及穿心匝数通过大电流导线接到装置上，二次端子接到装置上，通过软件控制、互感器校验仪控制实现同变比的切换。

为防止出现不规范接线，变比自动切换装置的接线端子在设计上与标准电流互感器的二次端子一一对应，即用户一次接线后，使用中不用调整切换装置与标准电流互感器的接线。被测互感器的二次端子与切换装置对应位置相连，但被测互感器的型号可能每次都不相同，所以并不是所有的变比端子都会有连线，这时很容易出现接线错误。为避免这种情况，系统上电自检完成后，会自动检查切换装置的接线情况。检查方法为在一次侧加一定的电流，依次切换变比，如果出现误差较大的情况，就提示用户检查相应变比位置的接线。此种方式可避免绝大多数的接线错误。变比自动切换装置原理框图如图4所示。

图3　全电子式电流负载箱原理示意

图4　变比自动切换装置原理

3系统应用情况及效果

标准电流互感器全自动校验系统满足国网河北省电力公司电力科学研究院工作流程，与被测互感器变比的兼容性好，营销系统的接口以及设计的报表符合要求，具有良好的人机交互界面和错误报警功能。该系统采用开放的软硬件平台、数据库、编程语言和模块式整体构架，具有较高的可扩充性。

原来采用半自动式的检验系统，检定1台变比为(5~2 000)A/(1,5)A的电流互感器，要花费3~4 h，大部分时间都花在了接线上，且容易出现接线错误，需要人工反复检查，工作效率较低。采用全自动检验系统后，检定同样的电流互感器花费时间仅为50 min，一次接线，自动检查接线错误，工作效率提高了3倍以上。

4结束语

标准电流互感器自动测试装置可以一次性将被测标准电流互感器所有接线端子接入到装置，并通过管理软件即可实现全自动被测标准电流互感器所有变比的误差校验，降低常规校验工作量，提高工作效率，提高试验工作的安全性、稳定性、经济性和可靠性。

参考文献：

[1]JJG 314-2010，测量用电压互感器[S].

[2]JJG 313-2010，测量用电流互感器[S].

本文责任编辑：王丽斌