电流互感器在线校验关键技术论述

李春彦 董子郁

国网莱芜供电公司

电流互感器在线校验关键技术论述

李春彦 董子郁

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在电力系统中，电流互感器具有重要的作用。电流互感器可以较为准确地进行电力设备相关参数的测量，从而实现保护电力系统正常运行的目标。以往，电力系统中安装的电流互感器大多是电磁式的，随着人们用电需求量的不断增加，电力系统运行的压力越来越大，传统的电磁式电流互感器已经难以满足人们的用电需求。在这种情况下，出现了电子式电流互感器。电子式电流互感器弥补了电磁式电流互感器存在的缺陷和不足，可以更好地为电力系统服务。电子式电流互感器的不断发展也促进了在线校验技术的发展。本文将从介绍电流互感器入手，分析在线校验系统的基本理论及构成，介绍电流互感器在线校验的关键技术。

电流互感器；在线校验；关键技术

1 电流互感器在线校验系统

1.1 电流互感在线校验系统的组成

(1)标准通道，其中包括标准传感器、本地接收模块等；(2)被校通道，其中包括低压侧信号采集模块、I/V转换器等；(3)校验平台。

标准传感器采用的是钳形空心线圈。高压侧信号采集模块在接收到同步信号以后会进行一系列的处理，会将空心线圈发出的微分信号进行放大处理，光纤发送模块会将处理后的信号传送到本地接收模块。I/V转换器会将待测电流互感器的电流信号转换为电压信号，并传送到低压侧信号采集模块中。低压侧采集模块在接收到电压信号以后会将其转换为光信号，并将其传送到本地接收模块中。

电子式电流互感器在线校验系统和电磁式电流互感器在线校验系统的构成不同，有一些电子式电流互感器在线校验系统和电磁式电流互感器在线校验系统的构成基本相同，例如模拟输出电子式电流互感器在线校验系统。

而有一些电子式电流互感器在线校验系统和电磁式电流互感器在线校验系统的构成则存在较大的差异性，例如数字输出电子式电流互感器在线校验系统。因此，无法用一个框架图涵盖所有的电子式电流互感器在线校验系统。

1.2 电流互感器在线校验系统存在的问题

在电力行业快速发展的过程中，互感器的作用愈加凸显，同时也带动了互感器校验仪的发展。互感器校验仪主要的工作包括下述三个方面。

(1)对互感器产品进行出厂检验；(2)对互感器产品进行离线试验；(3)对互感器产品进行定期检修。

在对电力系统进行在线状态检测和故障诊断的过程中，首先要进行电力系统电流电压等物理量测量。测量结果的准确度将会直接影响人们对电力系统运行状态的判定。目前，电流互感器校验系统还存在一些问题，主要表现在下述几个方面。

(1)电流互感器的校验原理需要进行改进。近年来，随着电子式电流互感器的不断发展，传统的校验原理已经无法满足新型互感器检验的需要。相比于传统的电磁式电流互感器，电子式电流互感器的误差试验要求更加复杂。因此，必须要对校验装置的工作原理进行改进；

(2)需要改进离线定期预防性的校验方式。很多离线定期预防性试验都是在特定的条件下完成的，这样的试验条件和实际条件不符，难以发现一些潜在的故障。此外，离线定期预防性试验是有一定周期限制的，难以及时发现故障。

2 电流互感器在线校验技术

2.1 带电作业

带电作业方式是电流互感器在线校验技术中最为基础的校验技术之一，也是非常重要的校验技术之一。带电作业的在线校验技术主要使用方式是通过对于具有高电压的电气设备进行持续的电流供应、不用切断电源的方式进行电流互感器的检查、修理、更新换代等工作，校验技术人员可以通过采用绝缘保护材料来保护自身的人身安全，比如说校验技术人员可以使用绝缘的操作工具、绝缘的衣物材料、以及等电位的工具进行带电作业操作，从而实现既能够在线进行电流互感器的校验，也能够充分保证校验技术人员的生命安全。带电作业方式是在线校验技术和传统的离线校验技术在应用形式上最为明显的区别，同时也是在线校验技术的优势所在。虽然传统的离线校验传感器技术在保护校验技术人员的人身安全性能这一方面的做的比较到位，但是由于它的工作原理是通过在断电的情况下进行校验和测试，这很大程度上降低了校验时的正确率和校验效率。而在线电流互感器校验技术在充分保护好校验技术人员的人身安全的前提下，通过带电作业的方法可以最为高效的找到故障部位和损坏零件，从而极大程度上的提高了电流互感器的校验正确性和效率。

2.2 高精度数据处理算法

数据处理算法是现代电流互感器校验技术中非常重要的部分，它是用来计算电力系统的信号参数以及其误差范围数据的重要保证。电流互感器在线校验技术可以在非线性负荷的环境下完成高精度、高准确度的数据处理算法，从而很大程度上的提高了校验数据的准确性。原因在于与传统的离线电流互感器校验技术相比，在线电流互感器校验技术改变了测试的环境，离线校验技术将智能电网的电源作为测量校验的主要电流功率源，它采用的是傅立叶校验方法，这种校验方法虽然能够在进行校验数据的提取和检测时削弱小波动频率等对于校验信号的影响，而在大范围的信号波动、电流谐波等干扰因素并没有很强的适应性和处理能力。而在线电流互感器校验技术通过引进先进的信号处理技术，很大程度上的提高了电流互感器的测量校验技术的适应能力，提高了电流互感器的数据处理算法的精准性和正确率。

2.3 高准度电流传感头

高准度电流传感头是电流传感器在线校验技术与普通的离线校验技术的一大明显区别，也是在线电流传感器校验技术得优势所在。在线校验技术是在具有高电压的电气设备和有着持续的电流供应、不切断电源的工作环境中进行电流互感器的检查、修理、更新、校验的，因此，它对于电流传感头的精确度、数据正确性要求是非常高的。在线电流传感器校验技术的高精度电流传感头有效地满足了校验工作时的精度级别要求。比如说按照规定的电流传感器的校验标准，企业校验技术人员所用的校验电流传感头应当在精准度方面超过普通的被检验的互感器两倍精确性以上，而在线电流传感器校验技术的高精度电流传感头正好可以有效地满足这一要求。钳形结构的电流传感头是目前市面上最为适合在线校验技术所需的电流传感头之一，钳形结构的电流传感头可以满足在线校验技术在校验过程中的工艺方面和精准度方面的要求，结构上比较符合电流校验技术的非接触式测量原理。

结语

总之，电流互感器校验系统对于确保电力系统的正常运行具有重要的作用。随着电子式电流互感器的发展，传统的在线校验系统难以满足使用的要求。因此，必须要进行电流互感器在线校验关键技术的研究，提高在线校验系统的准确性。

[1]张志.电子式电流互感器在线校验关键技术及相关理论研究[D].华中科技大学，2013.